Indice 7 - Protezione degli apparecchi...

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Indice 7 - Protezione degli apparecchi utilizzatori

n Protezione dei circuiti di illuminazione pag. 394

n Protezione motori pag. 403

n Protezione dei circuiti alimentati da un generatore pag. 416

n Protezione dei trasformatori BT/BT pag. 418

n Compensazione dell'energia reattiva pag. 422

Protezione degli apparecchi utilizzatori

394

Protezione dei circuiti di illuminazione Impatto delle lampade scelte sul circuito elettrico

lampada scelta

caratteristiche elettriche indotte impatti del tipo di lampade sui principali componenti del circuito elettrico di alimentazionecavi elettrici interruttore automatico protezione differenziale apparecchio di comando

1 corrente di spunto alla messa sotto tensione

2 corrente di preriscaldamento

3 corrente di regime stabilito fattore di potenza

fine vita pagina 396 pagina 397 pagina 398

100 ms20In

I

100 ms20In

I

20 msIn

I tutte le lampade a scarica (fluorescenti e alta intensità) richiedono una fase di ionizzazione del gas prima dell'accensione che genera un sovraconsumo

100 ms20

In

I

100 ms20

In

I sovraconsumo oltre la durata nominale(tempo trascorso il quale il 50 % delle lampade dello stesso tipo sono fuori uso)

Potenza consumata (W)/ cpotenza apparente (VA),

< 1 in presenza di circuiti creattivi non compensati (induttanza o capacità dominante).

Determina la corrente cnominale del circuito in funzione della potenza utile delle lampade e delle perdite

Il dimensionamento cdi massima della sezione dei conduttori dipende dalla corrente a regime stabilito.

Deve inoltre tenere cconto delle sovracorrenti di preriscaldamento prolungato e di fine vita delle lampade.

Nei circuiti trifase ccon lampade che generano armoniche di ordine 3 e multipli di 3, dimensionare il conduttore di neutro di conseguenza.

Il calibro dell'interruttore cdeve essere in grado di proteggere i conduttori senza sganciare:

alla messa sotto tensione vnelle fasi di v

preriscaldamento e fine vita delle lampade.

La scelta della curva cdi intervento e del numero di lampade a valle permettono di ottimizzare la continuità di servizio.

La sensibilità della funzione cdifferenziale deve essere dimensionata per proteggere:

le persone contro le scosse velettriche: 30 mA,

i beni contro il rischio d'incendio: v300 o 500 mA.

Il calibro (del blocco Vigi o cdell'interruttore differenziale) deve essere superiore o uguale a quello dell'interruttore a monte (coordinamento).

Per un' eccellente continuità cdi servizio, scegliere un prodotto:

temporizzato (tipo v s) per la protezione a monte contro l'incendio,

"super immunizzato" v (si) per la protezione delle persone.

Le tabelle riportate nelle prossime cpagine della guida indicano per ciascun calibro la potenza totale delle lampade che un teleruttore o un contattore modulare è in grado di comandare.

L'appliczione di queste regole cgarantisce che gli apparecchi di comando siano in grado di supportare:

la corrente di spunto alla messa sotto vtensione (compatibile con il loro potere di chiusura),

la corrente di preriscaldamento v(compatiile con la loro tenuta termica).

Preferire l'utilizzo del teleruttore, cpoichè a parità di calibro:

può spesso comandare più lampade vdi un contattore,

consuma meno corrente e dissipa vmeno calore.

non deformazione su impedenze passive

distorsione creata dal raddrizzamento/filtraggio di un convertitore elettronico

debolissima resistenza del filamento a freddo

saturazione iniziale dei circuiti ferromagnetici

carico iniziale delle capacità del circuito

rischio di surriscalda-mento dei conduttori

rischio di sgancio intempestivo rischio di sovraccarico

lampade a incandescenzanormali e alogene BT

da 10 a 15 In cper 5-10 ms

c fino a 2 volte la corrente nominale

1 per tutta la durata del prodotto

a fine vita

alogene bassissima tensione + trasformatore ferromagnetico


c vicino a 1 a pieno carico (correnti di dispersione

armoniche) teleruttore contattore modulare

alogene bassissima tensione + trasformatore elettronico

da 30 a 100 In cper 0.5 ms

c > 0,92 (correnti di dispersione alta frequenza generate dai circuiti elettronici)

lampade fluorescenticon ballast ferromagnetico non compensato


durata: cda alcuni decimi di secondo ad alcuni secondi,

ampiezza: cda 1,5 a 2 volte la corrente nominale In


0,5 (la sovracorrente di preriscaldamento è breve e non deve essere considerata. Medio a fine vita)

(correnti di dispersione armoniche)

teleruttore contattore modulare

con ballast ferromagnetico compensato

da 20 a 60 In cper 0.5-1 ms

c > 0,92 compensazione seriale

compensazione parallela


compens. seriale: teleruttore contattore

modulare

compens. parallela:

teleruttore

contattore modulare

con ballast elettronico


c > 0,92 con ballast esterno0,5 con ballast integrato

(correnti di dispersione alta frequenza generate dai circuiti elettronici)

LEDdiodi elettro-luminescenti

c vedere dati costruttore

> 0,92 Per tutta la durata nominale del prodotto

lampade a scarica alta intensitàcon ballast ferromagnetico non compensato


durata: cda 1 a 10 mn,

ampiezza: cda 1,1 a 1,6 volte la corrente nominale In


0,5 (la lunga fase di preriscaldamento e la fine del prodotto richiedono cavi elettrici in grado di supportare il doppio della corrente nominale)



20 a 60 In cper 0.5 a 1 ms

c > 0,92 (correnti di dispersione armoniche)


30 a 100 In cper 0.5 ms

c > 0,92 (correnti di disp. alta freq. generate dai circuiti elettronici)

profilo di corrente di una lampada nelle diverse fasi, con il passare del tempo

1 2

messa sotto tensioneda 0,5 a 100 ms

preriscaldamentoda 1 s a 10 mn

regime stabilito (In)

t

inizio vita

fine vita

t

395

lampada scelta

caratteristiche elettriche indotte impatti del tipo di lampade sui principali componenti del circuito elettrico di alimentazionecavi elettrici interruttore automatico protezione differenziale apparecchio di comando

1 corrente di spunto alla messa sotto tensione

2 corrente di preriscaldamento

3 corrente di regime stabilito fattore di potenza

fine vita pagina 396 pagina 397 pagina 398

100 ms20In

I

100 ms20In

I

20 msIn

I tutte le lampade a scarica (fluorescenti e alta intensità) richiedono una fase di ionizzazione del gas prima dell'accensione che genera un sovraconsumo

100 ms20

In

I

100 ms20

In

I sovraconsumo oltre la durata nominale(tempo trascorso il quale il 50 % delle lampade dello stesso tipo sono fuori uso)

Potenza consumata (W)/ cpotenza apparente (VA),

< 1 in presenza di circuiti creattivi non compensati (induttanza o capacità dominante).

Determina la corrente cnominale del circuito in funzione della potenza utile delle lampade e delle perdite

Il dimensionamento cdi massima della sezione dei conduttori dipende dalla corrente a regime stabilito.

Deve inoltre tenere cconto delle sovracorrenti di preriscaldamento prolungato e di fine vita delle lampade.

Nei circuiti trifase ccon lampade che generano armoniche di ordine 3 e multipli di 3, dimensionare il conduttore di neutro di conseguenza.

Il calibro dell'interruttore cdeve essere in grado di proteggere i conduttori senza sganciare:

alla messa sotto tensione vnelle fasi di v

preriscaldamento e fine vita delle lampade.

La scelta della curva cdi intervento e del numero di lampade a valle permettono di ottimizzare la continuità di servizio.

La sensibilità della funzione cdifferenziale deve essere dimensionata per proteggere:

le persone contro le scosse velettriche: 30 mA,

i beni contro il rischio d'incendio: v300 o 500 mA.

Il calibro (del blocco Vigi o cdell'interruttore differenziale) deve essere superiore o uguale a quello dell'interruttore a monte (coordinamento).

Per un' eccellente continuità cdi servizio, scegliere un prodotto:

temporizzato (tipo v s) per la protezione a monte contro l'incendio,

"super immunizzato" v (si) per la protezione delle persone.

Le tabelle riportate nelle prossime cpagine della guida indicano per ciascun calibro la potenza totale delle lampade che un teleruttore o un contattore modulare è in grado di comandare.

L'appliczione di queste regole cgarantisce che gli apparecchi di comando siano in grado di supportare:

la corrente di spunto alla messa sotto vtensione (compatibile con il loro potere di chiusura),

la corrente di preriscaldamento v(compatiile con la loro tenuta termica).

Preferire l'utilizzo del teleruttore, cpoichè a parità di calibro:

può spesso comandare più lampade vdi un contattore,

consuma meno corrente e dissipa vmeno calore.

non deformazione su impedenze passive

distorsione creata dal raddrizzamento/filtraggio di un convertitore elettronico

debolissima resistenza del filamento a freddo

saturazione iniziale dei circuiti ferromagnetici

carico iniziale delle capacità del circuito

rischio di surriscalda-mento dei conduttori

rischio di sgancio intempestivo rischio di sovraccarico

lampade a incandescenzanormali e alogene BT



1 per tutta la durata del prodotto

a fine vita

alogene bassissima tensione + trasformatore ferromagnetico


c vicino a 1 a pieno carico (correnti di dispersione

armoniche) teleruttore contattore modulare

alogene bassissima tensione + trasformatore elettronico


c > 0,92 (correnti di dispersione alta frequenza generate dai circuiti elettronici)

lampade fluorescenticon ballast ferromagnetico non compensato


durata: cda alcuni decimi di secondo ad alcuni secondi,

ampiezza: cda 1,5 a 2 volte la corrente nominale In


0,5 (la sovracorrente di preriscaldamento è breve e non deve essere considerata. Medio a fine vita)


teleruttore contattore modulare


da 20 a 60 In cper 0.5-1 ms

c > 0,92 compensazione seriale

compensazione parallela


compens. seriale: teleruttore contattore

modulare

compens. parallela:

teleruttore

contattore modulare



c > 0,92 con ballast esterno0,5 con ballast integrato

(correnti di dispersione alta frequenza generate dai circuiti elettronici)

LEDdiodi elettro-luminescenti

c vedere dati costruttore

> 0,92 Per tutta la durata nominale del prodotto

lampade a scarica alta intensitàcon ballast ferromagnetico non compensato


durata: cda 1 a 10 mn,

ampiezza: cda 1,1 a 1,6 volte la corrente nominale In


0,5 (la lunga fase di preriscaldamento e la fine del prodotto richiedono cavi elettrici in grado di supportare il doppio della corrente nominale)



20 a 60 In cper 0.5 a 1 ms

c > 0,92 (correnti di dispersione armoniche)


30 a 100 In cper 0.5 ms

c > 0,92 (correnti di disp. alta freq. generate dai circuiti elettronici)


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Protezione dei circuiti di illuminazionePrincipi di scelta degli interruttori automatici

7-15

t [s]

2-40.5-1.5

0.01-0.02

1.1-1.5 3-5

B C D

5-10 10-14 I / In

La curva di intervento rende la protezione più o meno sensibile:alla corrente di spunto alla messa sotto tensione calla corrente di sovraccarico durante la fase di c

preriscaldamento breve (< 1 s) delle lampade

protezione contro i sovraccarichi

Interruttori automaticiGli apparecchi di protezione permettono di: cprevenire gli incendi provocati da un eventuale guasto al circuito elettrico v

(cortocircuito, sovraccarico, guasto d’isolamento),garantire la sicurezza delle persone contro le scosse elettriche in caso di contatti v

indiretti.La scelta degli apparecchi di protezione deve essere ottimizzata per garantire c

una sicurezza totale insieme alla continuità di servizio.Anche se talvolta gli apparecchi di protezione sono utilizzati come organi c

di comando dei circuiti d'illuminazione, si consiglia di installare degli apparecchi di comando separati più adatti alle commutazioni frequenti (interruttore, contattore, teleruttore).

Scelta del potere di interruzioneDeve essere superiore o uguale alla corrente di cortocircuito presunta a monte c

dell'interruttore.Tuttavia in caso di associazione con un interruttore a monte che limita la corrente, c

il potere di interruzione può essere eventualmente ridotto (filiazione).

Scelta del calibroIl calibro (In) viene scelto per proteggere il collegamento elettrico: cper i cavi: viene scelto in funzione della sezione. vper le canalizzazioni elettriche prefabbricate Canalis: deve essere semplicemente v

inferiore o uguale al calibro della canalizzazione elettrica.In generale il calibro deve essere superiore alla corrente nominale dei circuiti. c

Tuttavia nel caso dei circuiti d'illuminazione, per assicurare un'eccellente continuità di servizio, si consiglia di scegliere un calibro pari al doppio circa della corrente nominale del circuito riducendo il numero di lampade per circuito.

Il calibro dell'interruttore a monte deve essere sempre inferiore o uguale al calibro cdell'apparecchio di comando installato a valle (interruttore, interruttore differenziale, contattore, teleruttore, …).

Scelta della curva di interventoGli installatori utilizzano sempre la stessa curva per i circuiti d'illuminazione: B o C c

a seconda dell'abitudine. Tuttavia per prevenire sganci intempestivi può essere consigliabile scegliere c

una curva meno sensibile (esempio: passare da B a C).

Continuità di servizioPrecauzioni contro gli sganci intempestiviGli sganci intempestivi possono essere provocati:

dalla corrente di spunto alla chiusura del circuito; cdalla corrente di sovraccarico durante la fase di preriscaldamento delle lampade; cdalla corrente armonica che attraversa il neutro dei circuiti trifase c (1).

3 soluzioniScegliere un interruttore con una curva meno sensibile: passaggio dalla curva B c

alla curva C o dalla curva C alla curva D (2)

Ridurre il numero di lampade per circuito cAccendere i circuiti in successione, utilizzando ausiliari di temporizzazione sui relè c

di comando.

Non aumentare in nessun caso il calibro dell'interruttore perchè i collegamenti elettrici non sarebbero più protetti.

(1) Nel caso specifico di circuiti trifase che alimentano lampade a scarica con ballast elettronici, vengono generate correnti armoniche di ordine 3 e multipli di 3. Il conduttore di neutro deve essere dimensionato in modo da evitarne il riscaldamento. Tuttavia la corrente che circola nel neutro potrebbe diventare superiore alla corrente di ogni fase e provocare uno sgancio intempestivo.(2) Negli impianti con cavi molto lunghi in schema TN o IT, potrebbe essere necessario aggiungere una protezione differenziale per assicurare la protezione delle persone.

397

Dispositivi differenzialiGli apparecchi di protezione differenziale permettono di: cprevenire gli incendi provocati da un eventuale guasto d’isolamento al circuito v

elettrico,garantire la sicurezza delle persone contro le scosse elettriche (contatti diretti v

o indiretti).La scelta degli apparecchi di protezione deve essere ottimizzata per garantire c

una sicurezza totale insieme alla continuità di servizio.L'installazione di una protezione differenziale sui circuiti d'illuminazione varia c

a seconda delle norme, del regime di neutro e delle abitudini d'installazione.

Scelta della sensibilitàPer assicurare una protezione solo contro gli incendi: 300 mA. cPer assicurare una protezione contro le scosse elettriche: 30 mA. c

Scelta del calibroIl calibro deve essere superiore o uguale all'intensità totale del circuito. c

Questa può raggiungere anche il doppio della corrente nominale delle lampade:per le lampade a scarica a causa del loro preriscaldamento (diversi minuti) vsovraconsumo delle lampade che superano la loro durata nominale. vIl calibro del differenziale (blocco Vigi o interruttore differenziale) deve essere c

sempre superiore o uguale al calibro dell'interruttore a monte.

Continuità di servizioIn caso di circuito a 2 livelli di protezione differenziale, si consiglia di utilizzare: cuna protezione differenziale a monte temporizzata con una sensibilità superiore v

o pari a 3 volte quella della protezione a valle (esempio 100 o 300 mA di tipo s),uno o più dispositivi differenziali istantanei da 30 mA a valle. v

La protezione "super immunizzata"Differenziali "super immunizzati" "si"

Le lampade compatte fluorescenti e le lampade a scarica alta intensità con ballast celettronico generano correnti ad alta frequenza (diversi kHz) che circolano tra i conduttori e la terra nei filtri d'ingresso dei ballast e nelle capacità parassite dell'impianto.

Le correnti armoniche (fino ad alcuni mA per ballast) possono provocare clo sgancio dei dispositivi differenziali tradizionali.

Per evitare questo tipo di effetti indesiderati e mantenere un'eccellente continuità cdi servizio, si consiglia di utilizzare i differenziali super immunizzati "si".

Principi di scelta dei dispositivi differenziali

Curva di intervento di un differenziale 30 mA

10

1[mA]

10 [Hz] 100 [Hz] 1000 [Hz] 10000 [Hz]

100

1000[mA]

[mA]

[mA]

Norma IEC 60479-2

differenziale tradizionale

differenziale "si"

Differenziali siCurva grigia c : la norma internazionale IEC 60479-2

determina la corrente limite di sgancio di un differenziale in funzione della frequenza. Questo limite corrisponde alla corrente che il corpo umano è in grado di sopportare senza correre alcun pericolo.

Curva nera c : i dispositivi differenziali tradizionali sono più sensibili alle correnti alta frequenza che a 50/60 Hz.

Curva verde c : i differenziali "super immunizzati" "si" sono meno sensibili alle perturbazioni alta frequenza e garantiscono al contempo massima protezione delle persone.


398

Protezione dei circuiti di illuminazionePrincipi di scelta dei teleruttori e dei contattori modulari

tipo di architettura agisce direttamente sul circuito di potenza

i circuiti di comando e di potenza sono separati.permettono fra l'altro di collegare gli apparecchi di comando (pagina xx) che hanno spesso una capacità di commutazione limitata.

installazione a muro in involucro (quadro, centralino)

comando numero di punti

da 1 a 3 multiplo semplice (versione standard) o multiplo (versione con ausiliario)

tipo diretto ad impulsi con pulsante

mantenuto con interruttore (versione standard) o ad impulsi con pulsante (versione con contatto ausiliario)

consumo nullo nullo tranne in comando

In servizio (da 1 a 2 W)

calibro 6, 10 o 16 A 16 o 32 A 16, 25, 40, 63 Apossibilità d’installazione per 2 punti di comando, c

utilizzare 2 deviatori;per 3 punti di comando, c

utilizzare un commutatore e 2 deviatori.

i contatti consentono numerose funzioni:temporizzazione; ccomando per pulsanti luminosi; ccomando ad impulsi; cvisualizzazione; ccomando mantenuto; ccomando centralizzato multi-livello. c

potenza comandata meno di 1 kW più kWtipo di circuito comandato monofase monofase (1 o 2 P)

o trifase (3 o 4 P monoblocco o in associazione con estensione ETL)

monofase (1 o 2 P) o trifase (3 o 4 P)

numero di lampade comandate da calcolare vedere tabelle

Apparecchi di comandoLa loro funzione è quella di comandare l'accensione e lo spegnimento c

delle lampade commutando il o i conduttori di fase. Si installano a valle degli apparecchi protezione, alla partenza di ogni circuito c

d'illuminazione.La loro tecnologia permette di effettuare numerosissime manovre (nell'ordine c

delle 100.000) senza alterarne le prestazioni in condizioni normali di funzionamento.Il montaggio di un relè di comando (teleruttore, contattore) permette di: ccomandare a distanza un circuito d'illuminazione di potenza importante, vrealizzare facilmente delle funzioni evolute (comando centralizzato, temporizzazione, v

programmazione, ecc…)

Scelta del dispositivo di comando

TL CTETL CT

CT+

Circuito senza relè (interruttore )

Teleruttore Contattore modulare

Contattore CT+ e teleruttore TL+ alte prestazioniAdatti alle applicazioni più esigenti

Silenziosi e compatti; clunghissima durata; cassenza di disturbi elettromagnetici; cadatti in modo specifico al comando di lampade con ballast ferromagnetico c

con consumo fino a 20 A (CT+) o 16 A (TL+) in regime stabilito.

399

Scelta del calibroIl calibro del relè deve essere scelto in base ai dati forniti dalle tabelle presentate nelle pagine seguenti.

Il calibro riportato sul fronte dei prodotti non corrisponde mai alla corrente cnominale del circuito d'illuminazione.

Le norme che stabiliscono i calibri dei relè non tengono conto di tutte le ccaratteristiche elettriche delle lampade in ragione della loro diversità e della complessità dei fenomeni elettrici generati (corrente di spunto, corrente di preriscaldamento, corrente a fine vita,…).

Schneider Electric realizza regolarmente numerose prove allo scopo cdi determinare per ogni tipo e configurazione di lampade, il numero massimo di lampade comandabile da un relè di un calibro dato per una potenza data.

Dissipazione termicaIl principio di funzionamento stesso dei contattori modulari provoca una costante c

dissipazione di calore (diversi watt) dovuta:al consumo della bobina, valla resistenza dei contatti di potenza. v

In caso di installazione di più contattori modulari affiancati nella stessa cassetta si consiglia di inserire una elemento di ventilazione laterale ad una distanza regolare (ogni 1 o 2 contattori). Questo facilita la dissipazione del calore. Se la temperatura interna all'involucro supera i 40 °C, applicare al calibro un fattore di declassamento dell'1 % per °C oltre i 40 °C.

I teleruttori sostituiscono vantaggiosamente i contattori modulari perchè a parità cdi calibro:

possono comandare più lampade di un contattore, vconsumano meno e dissipano meno calore (nessuna presenza di corrente v

nella bobina),non richiedono elemento separatore, permettono una installazione più compatta. v


400

Protezione dei circuiti di illuminazioneScelta del calibro in funzione del tipo di lampada

tipo di lampada

potenza unitaria e capacità del condensatore di compensazione

numero max di lampade per un circuito monofase e potenza utile massima per circuito

Teleruttore TL Contattore CT16 A 32 A 16 A 25 A 40 A 63 A

lampade a incandescenza tradizionali, lampade alogene BT, lampade di emergenza a vapore di mercurio (senza ballast)40 W 40 1500 W

a 1600 W

106 4000 W a 4200 W

38 1550 W a 2000 W

57 2300 W a 2850 W

115 4600 W a 5250 W

172 6900 W a 7500 W

60 W 25 66 30 45 85 12575 W 20 53 25 38 70 100100 W 16 42 19 28 50 73150 W 10 28 12 18 35 50200 W 8 21 10 14 26 37300 W 5 1500 W 13 4000 W 7 2100 W 10 3000 W 18 5500 W

a 6000 W

25 7500 W a 8000 W

500 W 3 8 4 6 10 151000 W 1 4 2 3 6 81500 W 1 2 1 2 4 5

lampade alogene a bassissima tensione 12 o 24 Vcon trasformatore ferromagnetico

20 W 70 1350 W a 1450 W

180 3600 W a 3750 W

15 300 W a 600 W

23 450 W a 900 W

42 850 W a 1950 W

63 1250 W a 2850 W

50 W 28 74 10 15 27 4275 W 19 50 8 12 23 35100 W 14 37 6 8 18 27

con trasformatore elettronico

20 W 60 1200 W a 1400 W

160 3200 W a 3350 W

62 1250 W a 1600 W

90 1850 W a 2250 W

182 3650 W a 4200 W

275 5500 W a 6000 W

50 W 25 65 25 39 76 11475 W 18 44 20 28 53 78100 W 14 33 16 22 42 60

tubi fluorescenti con starter e ballast ferromagnetico1 tubo senza compensazione (1)

15 W 83 1250 W a 1300 W

213 3200 W a 3350 W

22 330 W a 850 W

30 450 W a 1200 W

70 1050 W a 2400 W

100 1500 W a 3850 W

18 W 70 186 22 30 70 10020 W 62 160 22 30 70 10036 W 35 93 20 28 60 9040 W 31 81 20 28 60 9058 W 21 55 13 17 35 5665 W 20 50 13 17 35 5680 W 16 41 10 15 30 48115 W 11 29 7 10 20 32

1 tubo con compensazione parall. (2)

15 W 5 µF 60 900 W 160 2400 W 15 200 W a 800 W

20 300 W a 1200 W

40 600 W a 2400 W

60 900 W a 3500 W

18 W 5 µF 50 133 15 20 40 6020 W 5 µF 45 120 15 20 40 6036 W 5 µF 25 66 15 20 40 6040 W 5 µF 22 60 15 20 40 6058 W 7 µF 16 42 10 15 30 4365 W 7 µF 13 37 10 15 30 4380 W 7 µF 11 30 10 15 30 43115 W 16 µF 7 20 5 7 14 20

2 o 4 tubi con compensazione ser.

2 x 18 W 56 2000 W 148 5300 W 30 1100 W a 1500 W

46 1650 W a 2400 W

80 2900 W a 3800 W

123 4450 W a 5900 W

4 x 18 W 28 74 16 24 44 682 x 36 W 28 74 16 24 44 682 x 58 W 17 45 10 16 27 422 x 65 W 15 40 10 16 27 422 x 80 W 12 33 9 13 22 342 x 115 W 8 23 6 10 16 25

tubi fluorescenti con ballast elettronico1 o 2 tubi 18 W 80 1450 W

a 1550 W

212 3800 W a 4000 W

74 1300 W a 1400 W

111 2000 W a 2200 W

222 4000 W a 4400 W

333 6000 W a 6600 W

36 W 40 106 38 58 117 17658 W 26 69 25 37 74 1112 x 18 W 40 106 36 55 111 1662 x 36 W 20 53 20 30 60 902 x 58 W 13 34 12 19 38 57

Calibro del relèLa tabella sottostante indica il numero massimo di lampade per ogni relè, in base c

al tipo, alla potenza e alla configurazione di una lampada data. A titolo indicativo è indicata anche la potenza totale ammessa.

I valori indicati si riferiscono ad un circuito 230 V con 2 conduttori attivi c(monofase fase / neutro o bifase fase / fase). Per i circuiti 110 V, dividere per due i valori della tabella.

Per ottenere i valori equivalenti per un intero circuito trifase 230 V, moltiplicare cil numero di lampade e la potenza utile massima:

per v 3 (1,73) per i circuiti 230 V tra fasi senza neutroper 3 per i circuiti 230 V tra fasi e neutro o 400 V tra fasi. v

Nota generale: I contattori modulari e i teleruttori non utilizzano le stesse tecnologie. Il loro calibro è determinato secondo norme diverse e non corrisponde alla corrente nominale del circuito (tranne che per TL+ e CT+).Quindi per un dato calibro un teleruttore è più performante di un contattore modulare per il comando di lampade con forte corrente di spunto, o con un basso fattore di potenza (circuito induttivo non compensato).

401

tipo di lampada

potenza unitaria e capacità del condensatore di compensazione

numero max di lampade per un circuito monofase e potenza utile massima per circuito

Teleruttore TL Contattore CT16 A 32 A 16 A 25 A 40 A 63 A

Lampade compatte fluorescenticon ballast elettronico esterno

5 W 240 1200 W a 1450 W

630 3150 W a 3800 W

210 1050 W a 1300 W

330 1650 W a 2000 W

670 3350 W a 4000 W

non testato7 W 171 457 150 222 4789 W 138 366 122 194 38311 W 118 318 104 163 32718 W 77 202 66 105 21626 W 55 146 50 76 153

con ballast elettronico integrato(sostituzione delle lampade a incandescenza)

5 W 170 850 W a 1050 W

390 1950 W a 2400 W

160 800 W a 900 W

230 1150 W a 1300 W

470 2350 W a 2600 W

710 3550 W a 3950 W

7 W 121 285 114 164 335 5149 W 100 233 94 133 266 41111 W 86 200 78 109 222 34018 W 55 127 48 69 138 21326 W 40 92 34 50 100 151

lampade a vapore di mercurio alta pressione con ballast ferromagnetico senza starter, lampade di emergenza a vapore di sodio alta pressione con ballast ferromagnetico a starter integrato (3)

senza compensazione (1)

50 W non testato, uso poco frequente

15 750 W a 1000 W

20 1000 W a 1600 W

34 1700 W a 2800 W

53 2650 W a 4200 W

80 W 10 15 27 40125 / 110 W (3) 8 10 20 28250 / 220 W (3) 4 6 10 15400 / 350 W (3) 2 4 6 10700 W 1 2 4 6

con compensazione in parallelo (2)

50 W 7 µF 10 500 W a 1400 W

15 750 W a 1600 W

28 1400 W a 3500 W

43 2150 W a 5000 W

80 W 8 µF 9 13 25 38125 / 110 W (3) 10 µF 9 10 20 30250 / 220 W (3) 18 µF 4 6 11 17400 / 350 W (3) 25 µF 3 4 8 12700 W 40 µF 2 2 5 71000 W 60 µF 0 1 3 5

lampade a vapore di sodio bassa pressione con ballast ferromagnetico con starter esternosenza compensazione (1)


5 270 W a 360 W

9 320 W a 720 W

14 500 W a 1100 W

24 850 W a 1800 W

55 W 5 9 14 2490 W 3 6 9 19135 W 2 4 6 10180 W 2 4 6 10

con compensazione in parallelo (2)

35 W 20 µF 38 1350 W 102 3600 W 3 100 W a 180 W

5 175 W a 360 W

10 350 W a 720 W

15 550 W a 1100 W

55 W 20 µF 24 63 3 5 10 1590 W 26 µF 15 40 2 4 8 11135 W 40 µF 10 26 1 2 5 7180 W 45 µF 7 18 1 2 4 6

lampade a vapore di sodio alta pressione, lampade a ioduri metallicicon ballast ferromagnetico con starter esterno, senza compensazione (1)


16 600 W 24 850 W a 1200 W

42 1450 W a 2000 W

64 2250 W a 3200 W

70 W 8 12 20 32150 W 4 7 13 18250 W 2 4 8 11400 W 1 3 5 81000 W 0 1 2 3

con ballast ferromagnetico con starter esterno, e compensazione in parallelo (2)

35 W 6 µF 34 1200 W a 1350 W

88 3100 W a 3400 W

12 450 W a 1000 W

18 650 W a 2000 W

31 1100 W a 4000 W

50 1750 W a 6000 W

70 W 12 µF 17 45 6 9 16 25150 W 20 µF 8 22 4 6 10 15250 W 32 µF 5 13 3 4 7 10400 W 45 µF 3 8 2 3 5 71000 W 60 µF 1 3 1 2 3 52000 W 85 µF 0 1 0 1 2 3


35 W 38 1350 W a 2200 W

87 3100 W a 5000 W

24 850 W a 1350 W

38 1350 W a 2200 W

68 2400 W a 4000 W

102 3600 W a 6000 W

70 W 29 77 18 29 51 76150 W 14 33 9 14 26 40

(1) I circuiti con ballast ferromagnetici non compensati consumano il doppio di corrente per una lampada con potenza utile data. Questo spiega il numero ridotto di lampade di questa configurazione.(2) La capacità totale dei condensatori di compensazione in parallelo in un circuito limita il numero di lampade comandabili da un contattore. La capacità totale a valle di un contattore modulare da 16, 25, 40 e 63 A non deve superare rispettivamente 75, 100, 200 e 300 µF. Tener conto di questi valori limite per calcolare il numero massimo consentito di lampade se i valori di capacità sono diversi da quelli riportati nella tabella.(3) Le lampade a vapore di mercurio alta pressione senza starter, di potenza 125, 250 e 400 W vengono progressivamente sostituite con lampade a vapore di sodio alta pressione con starter integrato e potenza 110, 220 e 350 W.

Nel caso in cui i contattori o teleruttori tradizionali siano in grado di comandare solo un numero molto limitato di lampade, i CT+ e TL+ sono un'alternativa da prendere in considerazione. Sono infatti adatti in modo specifico alle lampade a forte corrente di spunto e con consumo fino a 16 A (TL+) o 20 A (CT+) in regime stabilito (ad esempio: lampade con ballast o trasformatore ferromagnetico). La tabella a fianco indica la potenza comandabile Pc in funzione del fattore di potenza. Per le lampade a scarica alta intensità dividere per due la potenza (corrente di preriscaldamento). Esempio: Quanti tubi fluorescenti da 58 W compensati (fattore di potenza 0,85) con ballast ferromagnetici (10 % di perdita) è possibile comandare con un CT+ 20 A ? Numero di lampade N = potenza comandabile Pc / (potenza utile di ogni lampada + perdita del ballast), ovvero in questo caso N = 3900 / (58 + 10 %) = 61. Un CT 16 A è invece limitato a 10 tubi da 58 W, un CT 25 A a 15 lampade e un CT 63 A a 43 lampade.

Cos Pc [W]0,95 3500 43000,85 3500 39000,5 1800 2300


402

Protezione dei circuiti di illuminazioneAusiliari degli apparecchi di comando

Ausiliari di comandoOffrono una grande varietà di funzioni: cdalle più semplici (segnalazione, temporizzazione, accensione ritardata, ecc.), valle più evolute (comando centralizzato multi-livelli, comando ad impulsi, …), vAlcuni ausiliari permettono di eliminare le perturbazioni elettriche che possono c

disturbare il funzionamento delle commutazioni.Schneider-Electric vanta l'offerta più completa e più coerente del mercato. c

Tutti gli ausiliari di una famiglia di prodotti (contattore modulare o teleruttore) sono compatibili con tutti gli apparecchi della stessa famiglia.

La loro installazione è semplificata al massimo dalle clip di assemblaggio integrate cche realizzano contemporaneamente i collegamenti elettrici e meccanici.

Per maggiori informazioni sugli ausiliari di Teleruttori TL e Contattori CT e le relative funzioni si rimanda al relativo catalogo prodotto.

403


Protezione motoriGeneralità

Il motore asincrono è un motore robusto ed affidabile e per questo ha un’applicazione molto diffusa. Di conseguenza le protezioni associate hanno un’importanza rilevante per quanto riguarda il suo utilizzo. Il cattivo funzionamento dei dispositivi associati può causare gravi danni:

alle persone: cpericolo di contatti indiretti per un guasto all’isolamento, veffetti indotti dal cattivo funzionamento dei dispositivi di protezione, valle macchine e ai cicli produttivi: cmancato avviamento del sistema di sicurezza, vperdita di produttività dell’impianto, vai motori: ccosto di manutenzione ordinaria, vcosto di revisione del motore. v

La protezione deve quindi garantire un’affidabilità globale dell’impianto, delle persone e dei beni.

Caratteristica di funzionamento di un motore asincronoLa curva tipica dell’assorbimento di corrente di un motore asincrono in funzione del tempo è rappresentata dalla figura a fianco.Corrente nominale ln =

Corrente di avviamento Ia = 5 ÷8 In. Corrente di spunto Is = 8 ÷12 In.

Un [V]: tensione di alimentazione;Pn [W]: potenza nominale;cosj: fattore di potenza a carico nominale;η: rendimento del motore a carico nominale.Per maggiori approfondimenti vedere pag. 409.

Norma CEI EN 60947-4-1Protezione e coordinamento delle partenze-motoreUna partenza-motore può essere costituita da 1, 2, 3 o 4 apparecchi differenti che assicurano una o più funzioni; nel caso di associazione di più apparecchi è necessario coordinarli al fine di garantire un funzionamento ottimizzato dell’applicazione motore.I parametri da considerare per la protezione della partenza-motore sono molti e dipendono:

dall’applicazione (tipo di macchina esercita, sicurezza di funzionamento, cfrequenza di manovra, …);

dalla continuità di servizio imposta dall’utilizzo o dall’applicazione; cdalle norme da rispettare per assicurare la protezione dei beni e delle persone. c

Le funzioni elettriche da garantire sono di natura molto differente:protezione (dedicata al motore per i sovraccarichi); ccomando (generalmente ad elevata durata elettrica); csezionamento. c

Una partenza-motore dovrà soddisfare le regole generali della norma CEI EN 60947-4-1 e, in particolare, le regole contenute in questa norma relative ai contattori, agli avviatori e alle loro protezioni:

coordinamento dei componenti della partenza motore; cclasse di intervento dei relé termici; ccategorie di impiego dei contattori; ccoordinamento dell’isolamento. c

_____________Pn

e·Un·η·cos j

t [s]

In

da 20 a 30 ms

da 1 a 10 s

I [A]

Ia Is


404

sezionamento e protezione contro i corto circuiti

comando

protezione contro i sovraccarichi o protezione termica

protezioni specifiche o interne al motore

Il sistema di comando e protezione Le principali funzioni richieste sono:

Sezionamento. cIsolare un circuito in vista di operazioni di manutenzione sulla partenza-motore

Protezione contro i corto circuiti. cProteggere l’avviatore e i cavi contro le sovracorrenti elevate (> 10 In).Questa funzione è assicurata da un interruttore automatico (o da un fusibile)

Comando. cAvviare e arrestare il motore, eventualmente:

avviamento progressivo vregolazione della velocità vProtezione contro i sovraccarichi. c

Proteggere il motore ed i cavi contro le sovracorrenti più basse (< 10In).I relé termici assicurano la protezione contro questo tipo di anomalia.Possono essere di due tipi:

integrati al dispositivo di protezione contro il corto circuito, vseparati. vProtezioni specifiche complementari: cprotezioni "limitative" dei guasti che agiscono durante il funzionamento v

del motore; ad esempio, sono assicurate dal dispositivo differenziale a corrente residua, con IDn pari a circa il 5% di In che garantisce:

la protezione contro i rischi di incendio, -la protezione del motore e delle persone in caso di guasto a terra all’interno -

del motore,protezioni “preventive” dei guasti: il livello di isolamento del motore non in marcia v

può essere verificato con un controllore permanente di isolamento (ad esempio, motori per servizi di emergenza). In caso di diminuzione del livello di isolamento dovuto a guasto o a particolari condizioni ambientali (umidità), viene impedito l’avviamento del motore e si ha la possibilità di dare un allarme a distanza.

Correnti rispetto alle quali la partenza-motore deve essere protettaSovraccarichi: I < 10 InGeneralmente possono avere origine:

elettrica: anomalia di rete (assenza di fase, tensione fuori tolleranze, …); cmeccanica: coppia eccessiva dovuta a esigenze anormali del processo c

o ad un deterioramento del motore (vibrazioni cuscinetti, …).Entrambe le cause portano generalmente ad un avviamento troppo lungo.

Corto circuiti impedenti: 10 In < I < 50 InIl deterioramento degli isolanti degli avvolgimenti motore ne è la principale causa.

Corto circuiti: I > 50 InQuesto tipo di guasto è molto raro, può avere come origine un errore di collegamento nel corso di una operazione di manutenzione.

Scelta dei componenti dell’avviatore Gli apparecchi che costituiscono l’avviatore devono essere scelti in base all’andamento caratteristico della corrente assorbita dal motore durante l’avviamento, alla frequenza degli avviamenti stessi ed alle caratteristiche della rete di alimentazione.Quando le varie funzioni sono realizzate da più apparecchi, i componenti possono essere coordinati in modo da non subire alcun danno o solamente danni accettabili e prevedibili in caso di corto circuito a valle dell’avviatore.La norma definisce delle prove a differenti livelli d’intensità che hanno come obiettivo il verificare gli apparecchi nelle condizioni estreme; la norma prevede due tipi di coordinamento in funzione del danneggiamento ammesso.

Coordinamento di Tipo 1Accetta un deterioramento del contattore e del relé purché siano verificate due condizioni:

nessun rischio per l’operatore; ci componenti che non siano il contattore e il relé termico non devono subire c

danneggiamenti.

Coordinamento di Tipo 2In caso di corto circuito l’avviatore non deve provocare danni alle persone e alle installazioni e deve essere in grado di funzionare ulteriormente (sia la protezione che il comando).Il rischio della saldatura dei contatti del contattore è ammesso, purché la loro separazione risulti facile (ad esempio, utilizzando un cacciavite).

Protezione motoriCoordinamento di comando e protezione

405

Criteri di scelta del tipo di coordinamentoLa scelta del tipo di coordinamento può essere fatta in funzione dei bisogni dell’utilizzatore e del costo dell’impianto, sulla base dei seguenti criteri:

coordinamento di tipo 1: cservizio di manutenzione qualificato, vcosto ridotto delle apparecchiature, vvolume ridotto dei componenti, vcontinuità di servizio non prioritaria e comunque assicurata attraverso v

la sostituzione del cassetto “partenza-motore” che ha subito il guasto.coordinamento di tipo 2: ccontinuità di servizio indispensabile, vservizio di manutenzione ridotto, vse richiesto espressamente nella specifica dell’impianto. v

Quest'ultimo risulta essere il tipo di coordinamento generalmente più usato

Criteri di scelta dei componenti in funzione del tipo di coordinamento previstocoordinamento di tipo 1. c

La scelta dell’interruttore automatico e degli apparecchi che costituiscono l’avviatore si effettua semplicemente in funzione dei seguenti parametri:

corrente nominale del circuito, vcorrente di cortocircuito, vtensione di alimentazione, vtipo di avviamento: normale o pesante, vcoordinamento di tipo 2. c

Il coordinamento di tipo 2 comporta l’effettuazione di alcune prove specifiche previste dalla norma CEI EN 60947-4-1 e quindi la scelta degli apparecchi si basa sui risultati di queste prove.In particolare, per garantire il coordinamento di tipo 2, la norma impone 3 prove di corrente di guasto al fine di verificare il comportamento corretto degli apparecchi in condizioni di sovraccarico e di cortocircuito.

Corrente "Ic" (sovraccarico)Il relé termico assicura la protezione contro questo tipo di anomalia, fino ad un valore Ic (funzione di Irm) definito dal costruttore.La norma CEI EN 60947-4-1 precisa le 2 prove da realizzare per garantire il coordinamento tra il relé termico e il dispositivo di protezione contro i cortocircuiti:

fino a 0,75 Ic solo il relé termico deve intervenire; cal valore di 1,25 Ic il dispositivo di protezione contro i cortocircuiti deve intervenire. c

Dopo le due prove a 0,75 e 1,25 Ic le caratteristiche di intervento del relé termico devono restare immutate. Il coordinamento di tipo 2 permette anche di aumentare la continuità di servizio.La richiusura del contattore si può fare automaticamente dopo l’eliminazione del problema (nel caso specifico, del sovraccarico).

Corrente "r"(Corto circuito impedente)La principale causa di questo tipo di guasto è il deterioramento dei materiali isolanti.La norma CEI EN 60947-4-1 definisce una corrente di corto circuito intermedia "r".Questa corrente di prova permette di verificare che il dispositivo di protezione garantisca una protezione anche contro i cortocircuiti impedenti.Dopo la prova, il contattore e il relé termico devono conservare le loro caratteristiche di origine.L’interruttore automatico deve intervenire in un tempo non superiore a 10 ms per una corrente di guasto non inferiore a 15 In.

Corrente di impiego Ie [A] Corrente presunta "r" [kA]0 < Ie ≤ 16 116 < Ie ≤ 63 363 < Ie ≤ 125 5125 < Ie ≤ 315 10315 < Ie ≤ 630 18630 < Ie ≤ 1000 301000 < Ie ≤ 1600 42

Corrente "Iq" (Corto circuito)Questo tipo di guasto è molto raro e può essere originato, ad esempio, da un errore di collegamento nel corso di un’operazione di manutenzione.La protezione in caso di corto circuito è realizzata da dispositivi ad apertura rapida.La norma CEI EN 60947-4-1 definisce una corrente "Iq" generalmente non inferiore a 50 In. Questa corrente "Iq" permette di verificare l’attitudine in coordinamento delle differenti apparecchiature in una linea di alimentazione motore.Dopo questa prova alle condizioni estreme tutte le apparecchiature che fanno parte del coordinamento devono continuare a funzionare correttamente.

T [s]

limite di tenuta termica dell'interruttore (MA)

limite di tenuta del relé termico

continuità di servizio> <Intervento "imperativo" dell'interruttore

intervento magnetico

Zona di sovraccarico

Zona di corto circuito impedente

Zona di corto circuito

curva del relè termico del motore


406

Classe di intervento dei relé termiciLe 4 classi di intervento di un relé termico sono 10A, 10, 20 e 30 e se ne definiscono i tempi di intervento massimi a 1,05, 1,2, 1,5 e 7,2 volte In.Le classi di avviamento 10 e 10A sono le più utilizzate (avviamento normale)Le classi di avviamento 20 e 30 sono riservate ai motori con avviamento difficile (pesante).La tabella e la figura qui riportate mostrano l’adattamento del relé termico ai tempi di avviamento del motore.

classe 1.05 In 1.2 In 1.5In 7.2In10 A t > 2 h t < 2 h t < 2 min 2 ≤ t ≤ 10 s10 t > 2 h t < 2 h t < 4 min 4 ≤ t ≤ 10 s20 t > 2 h t < 2 h t < 8 min 6 ≤ t ≤ 20 s30 t > 2 h t < 2 h t < 12 min 9 ≤ t ≤ 30 s

Le categorie di utilizzo dei contattoriLa categoria di utilizzo dei contattori è necessaria per determinare la loro tenuta con riferimento al numero e alla frequenza di manovra. Dipende, in generale, dal tipo di carico utilizzatore da comandare; se l’utilizzatore è un motore dipende anche dalla categoria di servizio.La norma CEI EN 60947-4-1 definisce quattro categorie di utilizzo per assicurare una buona durata del contattore nelle reali condizioni d’uso, tenendo conto di:

condizioni di apertura e di chiusura dell’apparecchio di comando; cadattabilità dell’apparecchio di comando ad applicazioni tipo; cvalori normalizzati per le prove di durata sotto carico in funzione dell’applicazione. c

categoria tipo di carico il contattore comanda tipo di applicazioneAC-1 non induttivo (cosj 0,8) messa in tensione riscaldamento

distribuzioneAC-2 motore ad anelli (cosj

0,65)avviamentointerruzione a motore lanciatofrenatura in contro correntemarcia a scatti

macchina per la trafilatura

AC-3 motore a gabbia (cosj 0,45 per le ≤100A)(cosj 0,35 per le > 100A)

avviamentointerruzione a motore lanciato

compressori, ascensori, pompe, miscelatori, scale mobili, ventilatori, climatizzatori, nastri trasportatori

AC-4 motore a gabbia(cosj 0,45 per le ≤100A)(cosj 0,35 per le > 100A)

avviamentointerruzione a motore lanciatofrenatura in contro correnteinversione del senso di marciamarcia a scatti

macchine per tipografia trafilatrici

Categoria di utilizzo AC3Riguarda i motori asincroni a rotore in corto circuito la cui interruzione si effettua a motore lanciato; è l’utilizzo più corrente (85 % dei casi).Il dispositivo di comando stabilisce la corrente di avviamento e interrompe la corrente nominale ad una tensione pari a circa 1/6 del valore nominale.L’interruzione è di facile realizzazione.

Categoria di utilizzo AC4Riguarda i motori asincroni a rotore in corto circuito o ad anelli che possano funzionare con frenatura in contro corrente o con marcia a “sbalzi”.Il dispositivo di comando stabilisce la corrente di avviamento e può interrompere questa stessa corrente ad una tensione che potrebbe essere uguale a quella di rete.Queste condizioni difficili impongono di sovradimensionare i dispositivi di comando e protezione rispetto a quanto si prevede per la categoria AC3.

Influenza della tensione d’alimentazione di un motoreI motori sono realizzati per erogare le prestazioni nominali con tensione di alimentazione pari a Un ±5% e senza aumento della temperatura nominale di funzionamento. In pratica più il motore è di grosse dimensioni più è sensibile alle variazioni di tensione oltre il limite sopra indicato, con i seguenti effetti negativi:

tensione inferiore a Un: riscaldamento anomalo per aumento del tempo cdi avviamento;

tensione superiore a Un: aumento delle perdite Joule e delle perdite nel ferro cper i motori funzionanti a piena potenza.

T [s]

I/In

Classe 30

Classe 20

Classe 10

corrente

interruzione dell'alimentazione

periododi avviamento

tempi

corrente

interruzione dell'alimentazione

periododi avviamento

tempi

Categoria di utilizzo AC3. Il contattore interrompe la corrente nominale del motore.

Categoria di utilizzo AC4. Il contattore interrompe la corrente di avviamento.

Protezione motoriCoordinamento di comando e protezione

407

EsempioUn motore di potenza media alimentato con tensione pari al 90% della tensione nominale fornisce:

in funzionamento a regime una coppia pari all’81% della coppia nominale; cin avviamento una coppia pari al 121% della coppia nominale, quando a tensione c

nominale la coppia di avviamento è il 150% della coppia nominale.In caso di avviamento diretto, con riduzione del 10% della tensione nominale, i parametri di avviamento del motore variano nel modo seguente:

Corrente di avviamento: Iavv = Iavvn . ( ) = 0,9 . Iavvn

Coppia di avviamento: Cavv = Cavvn . ( ) = 0,81 . Cavvn

Tempo di avviamento: tavv = tavvn . ( ) = 1,23 . tavvn

Le formule sopra indicate mostrano che la coppia varia in funzione del quadrato della tensione.Il fenomeno non è significativo per macchine operatrici con coppia resistente all’avviamento bassa (pompe centrifughe, ventilatori), ma può dare origine a gravi ripercussioni in caso di azionamenti di macchine operatrici con coppia costante (montacarichi e compressori alternativi) o con elevata coppia all’avviamento (mulini, frantumatoi, avvolgicavo, bobinatrice).Questa anomalia può ridurre notevolmente l’efficacia e la durata di vita del motore e della macchina operatrice.La tabella sottostante riassume gli effetti e le anomalie che si possono presentare in caso di variazione della tensione di alimentazione dell’azionamento elettrico, ed in funzione del tipo di macchina operatrice.

effetti e anomalievariazione di tensione

macchina operatrice effetti anomalie possibili

U>Un coppia parabolica (macchine centrifughe)

ventilatore riscaldamento inammissibile degli avvolgimenti dovuto alle perdite in ferro

invecchiamento precoce degli avvolgimenti e perdita d’isolamento

pompa riscaldamento inammissibile degli avvolgimenti dovuto alle perdite in ferropressione superiore nelle tubature

invecchiamento precoce degli avvolgimenti e perdita d’isolamentosollecitazioni supplementari nelle tubature

coppia costante frantoio, impastatrice meccanica, tapis roulant

riscaldamento inammissibile degli avvolgimentipotenza meccanica disponibile superiore

invecchiamento precoce degli avvolgimenti e perdita d’isolamentosollecitazioni meccaniche supplementari della macchina

U<Un coppia parabolica (macchine centrifughe)

ventilatore tempo di avviamento aumentato rischio di intervento delle protezioni e perdita d'isolamento

coppia costante frantoio, impastatrice meccanica, tapis roulant

riscaldamento inammissibile degli avvolgimentiblocco del rotoremancato avviamento del motore

invecchiamento precoce degli avvolgimenti e perdita d’isolamentoarresto della macchina

Caduta di tensione durante l’avviamento del motoreAffinché l’avviamento avvenga in modo regolare e con tempi contenuti è necessario che la coppia di avviamento non sia inferiore a 1,7 volte la coppia resistente della macchina operatrice.La corrente di avviamento del motore varia in funzione del tipo di avviamento adottato, come si evidenzia dalla tabella riassuntiva.La caduta di tensione dipende anche dal fattore di potenza del motore durante la fase di avviamento.Tale fattore di potenza è definito dalla Norma CEI EN 60947-4-1 che ne indica i valori limite in funzione della corrente nominale del motore:

In < 100A cos c j = 0,45;In > 100A cos c j = 0,35.

Maggiore è la corrente di avviamento maggiore è la caduta di tensione a cui sono assoggettati il motore ed eventuali utenze sensibili alla riduzione di tensione.EsempioCon alimentazione a piena tensione 400 V un motore, con avvolgimento rotorico a doppia gabbia, fornisce una coppia di avviamento pari a 2,1 volte la coppia resistente della macchina operatrice.

Per una caduta di tensione all’avviamento del 10% la coppia fornita diventa c2,1 x (1-0,1)2 = 1,7 volte la coppia resistente;

Per una caduta di tensione all’avviamento del 15% la coppia fornita diventa c2,1 x (1-0,15)2 = 1,5 volte la coppia resistente.In questo caso il motore rischia di non avviarsi o di avere un avviamento troppo lungo.È buona regola limitare la caduta di tensione durante l’avviamento ad un valore massimo del 10%.

Vavv

VnVavv

VnVavv

Vn

Influenza della tensione di alimentazione di un motore


408

tabella riassuntiva delle caratteristiche dei diversi tipi di avviamentomotori a gabbia motori ad anelliavviamento diretto

avviamento part winding

avviamento stella-triagolo

avviamento statorico

avviamento mediante autotrasformatore

avviatore progressivo

avviamento rotorico

corrente di avviamento

100% 50% 33% 70% 40/65/80% regolabile da 25 a 75% (potenziometro)

70%

sovraccarico in linea

da 4 a 8 In da 2 a 4 In da 1,3 a 2,6 In 4,5 In da 1,7 a 4 In regolabile da 2 In a 5 In

< 2,5 In

coppia in % di Cd

100% 50% 33% 50% 40/65/80% regolabile da 10 a 75%

coppia iniziale di avviamento

da 0,6 a 1,5 Cn da 0,3 a 0,75 Cn da 0,2 a 0,5 Cn da 0,6 a 0,85 Cn da 0,4 a 0,85 Cn regolabile da 0,1 a 0,7 Cn

< 2,5 Cn

comando ON/OFF ON/OFF ON/OFF 1 scatto fisso 3 scatti fissi progressivo da 1a 5 scattivantaggi motore a gabbia economico e robusto

avviatore csemplice

economico ccoppia di c

avviamento elevata

semplice ccoppia di c

avviamento più elevata che in stella-triangolo

nessuna cinterruzione d'alimentazione durante l'avviamento

avviatore ceconomico

buon rapporto ccoppia/corrente

possibilità di cregolazione dei valori all'avviamento


forte riduzione cdei picchi di corrente transitori

buona rapporto ccoppia/corrente



regolabile alla cmessa in servizio

poco cingombrante

statico cadattabile a c

qualsiasi ciclo

ottimo rapporto ccoppia/corrente



inconvenienti picco di ccorrente molto elevato

avviamento cbrusco

nessuna cpossibilità di regolazione

motore speciale crete speciale c

coppia di cavviamento bassa

nessuna cpossibilità di regolazione

interruzione di calimentazione al cambiamento di accoppiamento e fenomeni transitori

motore 6 morsetti c

bassa riduzione cdel picco di avviamento

richiede cresistenze voluminose

richiede un auto ctrasformatore costoso

presenta rischi su creti disturbate

genera disturbi c motore ad anelli cpiù costoso

richiede cresistenze

tempi di avviamento

da 2 a 3 secondi da 3 a 6 secondi da 3 a 7 secondi da 7 a 12 secondi da 7 a 12 secondi regolabile da 1 a 60 secondi

3 tempi 2,5 s c4 e 5 tempi 5 s c

applicazioni tipiche

piccole macchine, anche con avviamento a pieno carico

macchine con avviamento a vuoto o a basso carico (compressori per gruppo di climatizzazione)

macchine con cavviamento a vuoto

ventilatori e cpompe centrifughe di piccola potenza

macchine a forte inerzia senza problemi particolari di coppia e di corrente all'avviamento

macchine di forte potenza o forte inerzia, nel caso in cui la riduzione del picco di corrente sia un criterio rilevante

pompe, ventilatori, compressori, convogliatori

macchine con avviamento in carico, avviamento progressivo, ecc.

Protezione motoriAvviamenti

409

Condizioni d’utilizzo delle tabelle di coordinamento interruttore automatico - contattoreI fenomeni subtransitori legati agli avviamenti diretti dei motori asincroni

Fenomeno subtransitorio alla messa in tensione di un motore a gabbia di scoiattolo.La messa in tensione di un motore a gabbia di scoiattolo in avviamento diretto provoca una richiesta di corrente elevata. Questa corrente elevata al momento dell’avviamento diretto è legata a due parametri:

il valore di autoinduttanza elevato del circuito in rame; cla magnetizzazione del circuito in ferro. c

protezione termica

t [s]

td (da 0,5 a 30 s)

(da 0,01 a 0,015 s)

td"

protezione cortocircuito(soglia magneticadell'interruttore automatico)

In motore Irm

Id (da 5,8 a 8,6 In come valore efficace)

Id" (da 2 a 2,5 Id come valore di picco)

In motore: corrente assorbita dal motore a pieno carico (in A r.m.s.)Id: corrente assorbita dal motore durante la fase di avviamento (in A r.m.s.)Id’’: corrente subtransitoria generata dal motore alla messa in tensione. Questo fenomeno subtransitorio molto corto si esprime con la seguente formula: k x Id x r (in A di cresta).td: tempi di avviamento del motore da 0,5 a 30 s a seconda del tipo di applicazione (vedi classi di avviamento).td’’: durata della corrente subtransitoria da 0,010 a 0,015 s alla messa in tensione del motoreIrm: regolazione magnetica degli interruttori automatici.

Valori limite tipici della correnti subtransitorieQuesti valori che non sono normalizzati dipendono sostanzialmente dalla tecnologia dei motori che si trovano sul mercato:

motore classico Id’’ = da 2 Id a 2,1 Id (valore di picco); cmotore ad alto rendimento Id’’ = da 2,2 Id a 2,5 Id (valore di picco); cvariazione di Id’’ in funzione di Id: c

tipo di motore valore di Id valore di Id’’motore "classico" da 5,8 a 8,6

In motoreda Id’’ = 2 Id = 11,5 In (valore di picco) a Id’’ = 2,1 Id = 18 In (valore di picco)

motore ad alto rendimento

da 5,8 a 8,6 In motore

da Id’’ = 2,2 Id = 12,5 In (valore di picco) a Id’’ = 2,5 Id = 21,5 In (valore di picco)

Esempio: un motore ad alto rendimento che ha un valore di Id pari a 7,5 In potrà produrre (in funzione delle sue caratteristiche elettriche) al momento della messa in tensione una corrente subtransitoria pari a:

valore minimo = 16,5 In (di picco); cvalore massimo = 18,8 In (di picco). c

Utilizzo delle tabelle di coordinamento


410

Correnti subtransitorie e regolazione delle protezionicome si può constatare nella precedente tabella, i valori di corrente subtransitoria c

possono essere molto elevati e possono, quando sono prossimi al limite massimo, provocare l’apertura della protezione contro i cortocircuiti (intervento intempestivo);

gli interruttori automatici Schneider Electric sono regolati al fine di assicurare una cprotezione contro i cortocircuiti adatta per gli avviamenti motore (coordinamento di tipo 2 con il relé termico e il contattore);

le associazioni interruttori automatici, contattori e relé termici Schneider Electric csono previste in versione standard per permettere l’avviamento del motore nel caso in cui generi correnti subtransitorie di valore elevato (Id’’ fino a 19 In del motore);

quando si ha un intervento intempestivo della protezione contro i cortocircuiti csu un’associazione prodotti presente nelle tabelle di coordinamento, al momento della messa in tensione di un motore, significa che:

i limiti di alcuni apparecchi possono essere stati raggiunti, vl’utilizzo nel quadro del coordinamento tipo 2 dell’avviatore su questo motore v

rischia di portare ad un’usura prematura di uno (o più) dei componenti dell’associazione.Questo tipo di incidente deve condurre ad una nuova regolazione completa dell’avviatore e della sua protezione.

Campo di utilizzo delle tabelle di associazione "interruttori automatici/contattori" di Schneider Electric:

motore “classico”: cscelta diretta nelle tabelle di coordinamento per qualsiasi valore di correnti di avviamento (Id da 5,8 a 8,6 In) e di correnti subtransitorie;

motore ad alto rendimento con Id ≤ 7,5 In: cscelta diretta nelle tabelle di coordinamento per qualsiasi valore di correnti di avviamento e di correnti subtransitorie;

motore ad alto rendimento con Id > 7,5 In: cquando gli interruttori automatici Schneider Electric sono utilizzati per correnti motore prossime al loro valore di corrente nominale, essi sono regolati per garantire una tenuta minima della protezione contro i corto circuiti al valore di 19 In (valore di picco) del motore.In questo caso sono possibili due scelte:

la corrente subtransitoria di avviamento è conosciuta (fornita dal costruttore vdel motore) ed è inferiore a 19 In (valore di picco) del motore.Scelta diretta nelle tabelle di coordinamento per qualsiasi valore delle correnti di avviamento (per Id > 7,5 In).Esempio: per un motore di 110 kW 380/415 V (trifase), la scelta sarà:NSX250 MA220 / LC1-F225 / LR9-F5371.

la corrente subtransitoria di avviamento è sconosciuta o > 19 In (valore di picco) vdel motore.Si rende necessario un “surclassamento” del 20 % per poter soddisfare le condizioni migliori per l’avviamento e il coordinamento.Esempio: per un motore di 110 kW 380/415 V (trifase), la scelta sarà:NSX400 Micrologic 1.3M / LC1-F265 / LR9-F5371.Le tabelle nelle pagine da 413 a 415 sono valide per tempi di avviamento motore cosiddetti "normali". I relé termici associati sono di classe 10 (td ≤ 10 s).Per i motori a tempi di avviamento lunghi, occorre sostituire i relé termici di classe 10 o 10 A con dei relé termici di classe 20 come indicato nella tabella di corrispondenza nella pagina successiva (per i coordinamenti tipo 1 e tipo 2).I coordinamenti validi a 440 V sono applicabili anche per 480 V NEMA.ContattoriNelle tabelle di coordinamento di tipo 2:

invertitori di marcia: sostituire LC1 con LC2 cavviatore stella / triangolo: sostituire LC1 con LC3 cavviamento lungo per cui occorre l'utilizzo della classe 30: si devono declassare c

l’interruttore automatico e il contattore con un coefficiente K = 0,8.Esempio:

NSX160N-MA 100 utilizzato ad un massimo di 80 A; cLC1F115 utilizzato ad un massimo di 92 A. c

Queste tabelle possono anche essere utilizzate per una protezione termica classica per trasformatori di corrente. I relé termici da utilizzare sono:

LRD-05 (da 0,63 a 1 A) per la classe 10; cLR2-D1505 (da 0,63 a 1 A) per la classe 20 con morsettiera LA7-D1064. c

La potenza dei TC deve essere pari a 5 VA per fase, le altre caratteristiche sono identiche a quelle descritte in alto.Tabelle di coordinamento con relé di protezione multifunzione LT6-PEsistono 3 tipi di relé multifunzione che possono essere collegati:

direttamente sulla linea d’alimentazione del motore, coppure

al secondario del trasformatore di corrente. c

Protezione motoriUtilizzo delle tabelle di coordinamento

411

relè corrente nominale

collegamento diretto

sul trasformatore di corrente

LT6-P0M005 FM da 0,2 a 1 A n n

da 1 a 5 A n n

LT6-P0M025 FM da 5 a 25 A n

Le caratteristiche dei trasformatori di corrente sono di seguito (in accordo alle norme CEI EN 60044-1 e CEI EN 60044-3).

Multiplo della corrente di saturazione

TC destinato alla protezione motore

Classe di precisione (5%)

5 P 10

tabella di corrispondenza tra relé termici Schneider Electric di classe 10/10 A e classe 20 a parità di campo di regolazionerelé termiciclasse 10/10 A classe 20 campo di regolazione [A]

LRD-08 LR2-D1508 da 2,5 a 4LRD-10 LR2-D1510 da 4 a 6LRD-12 LR2-D1512 da 5,5 a 8LRD-14 LR2-D1514 da 7 a 10LRD-16 LR2-D1516 da 9 a 13LRD-21 LR2-D1521 da 12 a 18LRD-1322 LR2-D1522 da 17 a 25LRD-2353 LR2-D2553 da 23 a 32LRD-3322 LR2-D3522 da 17 a 25LRD-3353 LR2-D3553 da 23 a 32LRD-3355 LR2-D3555 da 30 a 40LRD-3357 LR2-D3557 da 37 a 50LRD-3359 LR2-D3559 da 48 a 65LRD-3361 LR2-D3561 da 55 a 70LRD-3363 LR2-D3563 da 63 a 80LR9-F5357 LR9-F5557 da 30 a 50LR9-F5363 LR9-F5563 da 48 a 80LR9-F5367 LR9-F5567 da 60 a 100LR9-F5369 LR9-F5569 da 90 a 150LR9-F5371 LR9-F5571 da 132 a 220LR9-F7375 LR9-F7575 da 200 a 300LR9-F7379 LR9-F7579 da 300 a 500LR9-F7381 LR9-F7581 da 380 a 630LR9-F8383 LR9-F7583 da 500 a 800LR9-F8385 LR9-F7585 da 630 a 1000


412

Soluzione con l’interruttore magnetotermico Soluzione con l’interruttore magnetico

Coordinamento di tipo 2I contattori KM1, KM2 e KM3 sono dimensionati un funzione della corrente di linea.La scelta può essere fatta utilizzando le tabelle di coordinamento tipo 2 per avviamento diretto nelle pagine da 413 a 415.

Soluzione con l’interruttore magnetotermico Soluzione con l’interruttore magnetico

Coordinamento in avviamento stella-triangolo Dimensionamento dei componenti in funzione della corrente che circola negli avvolgimenti del motore.Spazi di montaggio e collegamenti dei differenti apparecchi degli avviatori stella-triangolo in funzione del tipo di coordinamento e delle soluzioni delle protezioni installate.

Coordinamento tipo 1I contattori KM2 e KM3 sono dimensionati in funzione della corrente di linea e KM1 può essere dimensionato in funzione della corrente di linea divisa per 3 ma, per ragioni d’omogeneità, è bene che sia identico a KM2 e KM3.

Protezione motoriAvviamento stella/triangolo

413

prestazioni a 380/415V (1)

interruttoriC60L-MA 25 kANG125L-MA 50 kANS80H-MA 70 kA

tabella di coordinamento con C60L-MA, NS80H-MA, NG125L-MANorma CEI EN 60947-4-1, tensione nominale d'impiego Ue = 380/415 V - 50 Hz, avviamento: diretto normale (2), coordinamento: tipo 2motore interruttore automatico contattore (3) relè termico

Pn [kW] Inm [a] tipo In[A] Irm[A] Tipo tipo reg. min/max0,06 0,3 C60L-MA 1,6 20 LC1-D09 LRD-03 0,25/0,4

NG125L-MA 1,6 20 LC1-D09 LRD-03 0,25/0,4NS80H-MA 1,5 9 LC1-D09 LRD-03 0,25/0,4

0,09 0,4 C60L-MA 1,6 20 LC1-D09 LRD-03 0,25/0,4NG125L-MA 1,6 20 LC1-D09 LRD-03 0,25/0,4NS80H-MA 1,5 9 LC1-D09 LRD-03 0,25/0,4

0,12 0,45 C60L-MA 1,6 20 LC1-D09 LRD-04 0,4/0,63NG125L-MA 1,6 20 LC1-D09 LRD-04 0,4/0,63NS80H-MA 1,5 9 LC1-D09 LRD-04 0,4/0,63

0,185 0,7 C60L-MA 1,6 20 LC1-D09 LRD-05 0,63/1NG125L-MA 1,6 20 LC1-D09 LRD-05 0,63/1NS80H-MA 1,5 13,5 LC1-D09 LRD-05 0,63/1

0,25 0,9 C60L-MA 1,6 20 LC1-D09 LRD-05 0,63/1NG125L-MA 1,6 20 LC1-D09 LRD-05 0,63/1NS80H-MA 1,5 13,5 LC1-D09 LRD-05 0,63/1

0,37 1,2 C60L-MA 1,6 20 LC1-D09 LRD-06 1/1,6NG125L-MA 1,6 20 LC1-D09 LRD-06 1/1,6NS80H-MA 2,5 22,5 LC1-D09 LRD-06 1/1,6

0,55 1,6 C60L-MA 2,5 30 LC1-D09 LRD-07 1,6/2,5NG125L-MA 2,5 30 LC1-D09 LRD-07 1,6/2,5NS80H-MA 2,5 32,5 LC1-D09 LRD-07 1,6/2,5

0,75 2 C60L-MA 2,5 30 LC1-D09 LRD-07 1,6/2,5NG125L-MA 2,5 30 LC1-D09 LRD-07 1,6/2,5NS80H-MA 2,5 32,5 LC1-D09 LRD-07 1,6/2,5

1,1 2,8 C60L-MA 4 50 LC1-D18 LRD-08 2,5/4NG125L-MA 4 50 LC1-D25 LRD-08 2,5/4NS80H-MA 6,3 57 LC1-D32 LRD-08 2,5/4

1,5 3,7 C60L-MA 4 50 LC1-D18 LRD-08 2,5/4NG125L-MA 4 50 LC1-D25 LRD-08 2,5/4NS80H-MA 6,3 57 LC1-D32 LRD-08 2,5/4

2,2 5,3 C60L-MA 6,3 75 LC1-D25 LRD-10 4/6NG125L-MA 6,3 75 LC1-D25 LRD-10 4/6NS80H-MA 6,3 82 LC1-D32 LRD-10 4/6

3 7 C60L-MA 10 120 LC1-D25 LRD-12 5,5/8NG125L-MA 10 120 LC1-D25 LRD-12 5,5/8NS80H-MA 12,5 113 LC1-D40 LRD-12 5,5/8

4 9 C60L-MA 10 120 LC1-D25 LRD-14 7/10NG125L-MA 10 120 LC1-D25 LRD-14 7/10NS80H-MA 12,5 138 LC1-D40 LRD-14 7/10

5,5 12 C60L-MA 12,5 150 LC1-D25 LRD-16 9/13NG125L-MA 12,5 150 LC1-D25 LRD-16 9/13NS80H-MA 12,5 163 LC1-D40 LRD-16 9/13

7,5 16 C60L-MA 16 190 LC1-D25 LRD-21 12/18NG125L-MA 16 190 LC1-D25 LRD-21 12/18NS80H-MA 25 250 LC1-D40 LRD-21 12/18

10 21 C60L-MA 25 300 LC1-D32 LRD-33 22 17/25NG125L-MA 25 300 LC1-D25 LRD-33 22 17/25NS80H-MA 25 325 LC1-D40 LRD-33 22 17/25



18,5 37 C60L-MA 40 480 LC1-D40 LRD-33 55 30/40NG125L-MA 40 480 LC1-D40 LRD-33 55 30/40NS80H-MA 50 550 LC1-D50 LRD-33 55 30/40

22 44 NG125L-MA 63 750 LC1-D50 LRD-33 57 37/50NS80H-MA 50 650 LC1-D50 LRD-33 57 37/50

30 60 NG125L-MA 63 750 LC1-D65 LRD-33 59 48/65NS80H-MA 80 880 LC1-D65 LRD-33 59 48/65

37 72 NS80H-MA 80 1040 LC1-D80 LRD-33 63 63/80

(1) I valori in kA esprimono il valore massimo di corrente di corto circuito per cui è possibile utilizzare lo specifico coordinamento, in funzione dell'interruttore scelto. (2) Per avviamenti pesanti (classe 20), sostituire il relè termico utilizzando la tabella "Corrispondenza dei relé classe 10/10 A e classe 20".(3) Inversione di marcia: sostituire LC1 con LC2; avviamento stella-triangolo: sostituire LC1 con LC3.

Interruttore solo magnetico (MA)

contattore

relé termico

Tabelle di coordinamento


414


interruttori B F N H S LNSX100/160/250-MA 25 kA 36 kA 50 kA 70 kA 100 kA 130 kANSX400/630 Micrologic 1.3M 25 kA 36 kA 50 kA 70 kA 100 kA 130 kANS800/1000 Micrologic 5.0 - - - - - 130 kA

tabella di coordinamento con Compact NSX MA, Micrologic 1.3M e Compact NS Micrologic 5.0Norma CEI EN 60947-4-1, tensione nominale d'impiego Ue = 380/415 V - 50 Hz, avviamento: diretto normale (2), coordinamento: tipo 2motore interruttore automatico contattore (3) relè termico

Pn [kW] Inm [a] tipo In [A] Irm [A] (4) Tipo tipo reg. min/max0,37 1,2 NSX100-MA 2,5 22,5 LC1-D09 LRD-06 1/1,60,55 1,6 NSX100-MA 2,5 32,5 LC1-D09 LRD-07 1,6/2,50,75 2 NSX100-MA 2,5 32,5 LC1-D09 LRD-07 1,6/2,51,1 2,8 NSX100-MA 6,3 57 LC1-D32 LRD-08 2,5/41,5 3,7 NSX100-MA 6,3 57 LC1-D32 LRD-08 2,5/42,2 5,3 NSX100-MA 6,3 82 LC1-D32 LRD-10 4/63 7 NSX100-MA 12,5 113 LC1-D40 LRD-12 5,5/84 9 NSX100-MA 12,5 138 LC1-D40 LRD-14 7 /105,5 12 NSX100-MA 12,5 163 LC1-D40 LRD-16 9/137,5 16 NSX100-MA (5) 25 250 LC1-D40 LRD-21 12/1810 21 NSX100-MA (5) 25 325 LC1-D40 LRD-33 22 17/2511 23 NSX100-MA (5) 25 325 LC1-D40 LRD-33 22 17/2515 30 NSX100-MA (5) 50 450 LC1-D80 LRD-33 53 23/3218,5 37 NSX100-MA (5) 50 550 LC1-D80 LRD-33 55 30/4022 44 NSX100-MA (5) 50 650 LC1-D80 LRD-33 57 37/5030 60 NSX100-MA (5) 100 900 LC1-D80 LRD-33 59 48/6537 72 NSX100-MA (5) 100 1100 LC1-D80 LRD-33 63 63/8045 85 NSX100-MA (5) 100 1300 LC1-D115 LR9-D53 67 60/100

LC1-F115 LR9-F53 67 60/10055 105 NSX160-MA 150 1500 LC1-D115 LR9-D53 69 90/150

LC1-F115 LR9-F53 69 90/15075 140 NSX160-MA 150 1950 LC1-D150 LR9-D53 69 90/150

LC1-F150 LR9-F53 69 90/15090 170 NSX250-MA 220 2420 LC1-F185 LR9-F53 71 132/220110 210 NSX250-MA 220 2860 LC1-F225 LR9-F53 71 132/220

NSX400 Micrologic 1.3M 320 2880 LC1-F265 LR9-F53 71 132/220132 250 NSX400 Micrologic 1.3M 320 3500 LC1-F265 LR9-F73 75 200/330160 300 NSX400 Micrologic 1.3M 320 4160 LC1-F330 LR9-F73 75 200/330200 380 NSX630 Micrologic 1.3M 500 5700 LC1-F400 LR9-F73 79 300/500220 420 NSX630 Micrologic 1.3M 500 6500 LC1-F500 LR9-F73 79 300/500250 460 NSX630 Micrologic 1.3M 500 6500 LC1-F500 LR9-F73 79 300/500

NS800L Micrologic 5.0 - LR off 800 8000 LC1-F630 LR9-F73 81 380/630300 565 NS800L Micrologic 5.0 - LR off 800 8000 LC1-F630 LR9-F73 81 380/630335 620 NS800L Micrologic 5.0 - LR off 800 8000 LC1-F630 LR9-F73 81 380/630375 670 NS800L Micrologic 5.0 - LR off 800 9600 LC1-F780 TC800/5 + LRD-10 630/1000400 710 NS800L Micrologic 5.0 - LR off 800 9600 LC1-F780 TC800/5 + LRD-10 630/1000450 800 NS1000L Micrologic 5.0 - LR off 1000 10000 LC1-F780 TC800/5 + LRD-10 630/1000

(1) I valori in kA esprimono il valore massimo di corrente di corto circuito per cui è possibile utilizzare lo specifico coordinamento, in funzione dei livelli del potere di interruzione di Compact NSX e NS.(2) Per avviamenti pesanti (classe 20), sostituire il relè termico utilizzando la tabella "Corrispondenza dei relé classe 10/10 A e classe 20".(3) Inversione di marcia: sostituire LC1 con LC2; avviamento stella-triangolo: sostituire LC1 con LC3.(4) Valore di "Ii" per Micrologic 5.0.(5) Il coordinamento è garantito anche utilizzando il blocco interruzione NSX160 (es: NSX160-MA25).

Interruttore solo magnetico (MA)

contattore

relé termico

Protezione motoriTabelle di coordinamento

415

tabella di coordinamento con Compact NSX, Micrologic 2.2M, 6.2M e 2.3M, 6.3M e Compact NS Micrologic 5.0Norma CEI EN 60947-4-1, Tensione nominale d'impiego Ue = 380/415 V - 50 Hz, Avviamento: diretto normale, Coordinamento: tipo 2motore interruttore automatico contattore (2)

Pn [kW] Inm [a] tipo sganciatore Ith [A] Irm [A] (3) tipo7,5 16 NSX100 Micrologic 2.2M o 6.2M 12/25 13 Ith LC1-D8010 21 NSX100 Micrologic 2.2M o 6.2M 12/25 13 Ith LC1-D8011 23 NSX100 Micrologic 2.2M o 6.2M 12/25 13 Ith LC1-D8015 30 NSX100 Micrologic 2.2M o 6.2M 25/50 13 Ith LC1-D8018,5 37 NSX100 Micrologic 2.2M o 6.2M 25/50 13 Ith LC1-D8022 44 NSX100 Micrologic 2.2M o 6.2M 25/50 13 Ith LC1-D8030 60 NSX100 Micrologic 2.2M o 6.2M 50/100 13 Ith LC1-D8037 72 NSX100 Micrologic 2.2M o 6.2M 50/100 13 Ith LC1-D8045 85 NSX100 Micrologic 2.2M o 6.2M 50/100 13 Ith LC1-D115 o LC1-F11555 105 NSX160 Micrologic 2.2M o 6.2M 70/150 13 Ith LC1-D115 o LC1-F11575 140 NSX160 Micrologic 2.2M o 6.2M 70/150 13 Ith LC1-D150 o LC1-F15090 170 NSX250 Micrologic 2.2M o 6.2M 100/220 13 Ith LC1-F185

NSX400 Micrologic 2.3M o 6.3M 160/320 13 Ith LC1-F225110 210 NSX250 Micrologic 2.2M o 6.2M 100/220 13 Ith LC1-F225

NSX400 Micrologic 2.3M o 6.3M 160/320 13 Ith LC1-F225132 250 NSX400 Micrologic 2.3M o 6.3M 160/320 13 Ith LC1-F265160 300 NSX400 Micrologic 2.3M o 6.3M 160/320 13 Ith LC1-F330200 380 NSX630 Micrologic 2.3M o 6.3M 250/500 13 Ith LC1-F400220 420 NSX630 Micrologic 2.3M o 6.3M 250/500 13 Ith LC1-F500250 460 NSX630 Micrologic 2.3M o 6.3M 250/500 13 Ith LC1-F500

NS800L Micrologic 5.0 320/800 8000 LC1-F630300 565 NS800L Micrologic 5.0 320/800 8000 LC1-F630335 620 NS800L Micrologic 5.0 320/800 8000 LC1-F630375 670 NS800L Micrologic 5.0 320/800 9600 LC1-F780400 710 NS800L Micrologic 5.0 320/800 9600 LC1-F780450 800 NS1000L Micrologic 5.0 400/1000 10000 LC1-F780

(1) I valori in kA esprimono il valore massimo di corrente di corto circuito per cui è possibile utilizzare lo specifico coordinamento, in funzione dei livelli del potere di interruzione di Compact NSX e NS.(2) Inversione di marcia: sostituire LC1 con LC2; avviamento stella-triangolo: sostituire LC1 con LC3.(3) Valore di "Ii" per Micrologic 5.0.


Interruttori B F N H S LNSX100/160/250 Micrologic 2.2M/6.2M 25 kA 36 kA 50 kA 70 kA 100 kA 130 kANSX400/630 Micrologic 2.3M/6.3M 25 kA 36 kA 50 kA 70 kA 100 kA 130 kANS800/1000 Micrologic 5.0 - - - - - 130 kA

Interruttore con sganciatore elettronico

contattore


416

Protezione dei circuiti prioritari alimentati da un generatore di soccorsoIn un numero sempre maggiore di impianti sono previsti utilizzatori che devono essere alimentati anche in caso di interruzione della rete di distribuzione pubblica:

circuiti di sicurezza: illuminazione di sicurezza, sistema antincendio, sistema cdi allarme e segnalazione;

circuiti prioritari: alimentano quelle apparecchiature il cui arresto prolungato ccauserebbe perdita di produttività, danni alla catena produttiva o situazioni pericolose per gli operatori. Un sistema correntemente utilizzato per rispondere a questo bisogno consiste nell’installare un gruppo motore termico-generatore collegato all’impianto per mezzo di un sistema di commutazione automatica che alimenta, in caso di emergenza, i circuiti di sicurezza ed i circuiti prioritari ed impedisce il funzionamento in parallelo con la rete pubblica.

L’alternatore in cortocircuitoAl verificarsi di un cortocircuito ai morsetti di un alternatore, l’andamento della corrente presenta un picco iniziale dell’ordine di 5÷10 volte la corrente nominale del generatore (periodo subtransitorio che va da 10 a 20 ms), poi decresce (periodo transitorio tra 100 e 300 ms), per stabilizzarsi ad un valore che, secondo il tipo di eccitazione dell’alternatore, può variare da 0,3 a 3 volte la corrente nominale dell’alternatore.

Scelta dell’interruttore di macchinaL’interruttore di alimentazione va scelto in funzione della corrente di cortocircuito trifase ai morsetti del generatore, pari a:

dove:In è la corrente nominale del generatore;x"d è la reattanza subtransitoria in valore percentuale, variabile tra il 10÷20%.Nel caso in cui l’interruttore di macchina non sia dotato di protezione specifica (vedere figura in basso a destra) è possibile utilizzare uno sganciatore a bassa soglia magnetica in grado di intervenire in presenza delle correnti di cortocircuito che, in genere, non sono di valore molto elevato.

Scelta degli interruttori di partenzaIl potere d’interruzione viene scelto in conformità alle caratteristiche della rete di alimentazione normale (trasformatore MT/BT). Per quanto riguarda lo sganciatore, la scelta cade su sganciatori a bassa soglia magnetica. L’impiego di questi sganciatori è indispensabile ogni qualvolta la corrente nominale dell’interruttore supera 1/3 della corrente nominale del gruppo. A livellodi distribuzione secondaria e terminale la verifica delle regolazioni è di minore importanza in quanto gli interruttori hanno correnti nominali piccole rispetto alla corrente nominale del gruppo di generazione. La protezione delle persone contro i contatti indiretti nei sistemi TN e IT, deve essere garantita sia in presenza della rete normale che in presenza della rete di soccorso. Nei sistemi TN e IT, qualora lo sganciatore prescelto abbia una soglia di intervento troppo elevata per garantire la protezione delle persone, è necessaria l’installazione di un relé differenziale. Nei sistemi TT è sempre necessario utilizzare un dispositivo differenziale.

Protezione classica di un alternatore Andamento della corrente di cortocircuito ai morsetti di un alternatore

Protezione dei circuiti alimentati da un generatoreGeneralità

GE

rete normale rete soccorso

sistema automaticodi commutaz.

circuiti nonprioritari circuiti prioritari

MTBT

In

x"dIc 3F =

t

Ieffregimesubtransitorio

regimetransitorio

alterazione coneccitazione compostae sovraeccitazione

alterazione con eccitazione derivata

istante del guasto

da 10 a 20 ms da 0,1 a 0,3 ms

In

3In

0,3In

tempo [s]

1000

100

12107

321

1.11.2 1.5 2 3 4 5 I/In

417

Piccoli gruppi portatiliUtilizzati in prevalenza da personale non qualificato. Se il gruppo e le condutture non sono di classe II, la norma impone utilizzo di un dispositivo differenziale a corrente residua (DDR) di soglia non superiore a 30 mA.La tabella a fianco permette di scegliere il tipo di protezione in funzione della potenza del gruppo.

Gruppi mobili I gruppi mobili si utilizzano per alimentare gli impianti provvisoriamente, ad esempio in funzione di lavori (in cantiere) è raccomandabile proteggere questi impianti contro i pericoli dell’elettricità utilizzando un dispositivo differenziale con soglia non superiore a 500 mA di tipo selettivo. Questo consente di avere intervento selettivo tra la protezione del generatore e quelle dei circuiti prese per i quali è richiesto un DDR da 30 mA.

potenza del gruppo[kVA]

230 V mono 1 8 20230 V tri 2 14 40400 V tri 3 25 65

corrente nominale [A] 5 38 99interruttore C60N

curva BC60Ncurva BNSX160ETM40G

C120Ncurva BNSX160EMicrologic 2.2G 100 A

blocco Vigi [mA] 30 30 30

tabella di scelta per protezione di generatori trifasi potenza nominale massima [kVA] protezione con sganciatore magnetotermico

230 V 400 V 415 V 440 V gamma Multi 9 curva B (1) gamma Compact NSX TMG (1)

6 10 11 12 C60a 16 A NSX160E TM16G (2)

7,5 13 14 15 C60a 20 A NSX160E TM25G (2)

9 ÷ 9,5 15 ÷16 16,5 ÷ 17,5 17,5 ÷ 20 C60a 25 A NSX160E TM25G (2)

11,5 ÷ 12 20 ÷ 21 22 ÷ 23 23,5 ÷ 24 C60a 32 A NSX160E TM40G14 ÷ 15,5 24 ÷ 27 26,5 ÷ 29 28 ÷ 31 C60a 40 A NSX160E TM40G17,5 ÷ 19 30 ÷ 33 33 ÷ 36 35 ÷ 38 C60a 50 A NSX160E TM63G20,5 ÷ 24 35 ÷ 42 38,5 ÷ 45 40,5 ÷ 48 C60N 63 A NSX160E TM63G28,5 ÷ 30,5 50 ÷ 53 55 ÷ 58 58 ÷ 61 C120N 80 A35 ÷ 38 60 ÷ 66 66 ÷ 72 70 ÷ 77 C120N 100 Apotenza nominale massima [kVA] protezione con sganciatore elettronico

230 V 400 V 415 V 440 V gamma Compact gamma Masterpact26÷38 45÷66 50÷72 52÷77 NSX160E Micrologic 2.2G 100 A41÷60 70÷105 77÷115 81÷122 NSX160E Micrologic 2.2G 160 A65÷95 112÷165 123÷180 130÷191 NSX250B Micrologic 2.2G 250 A61 ÷ 150 106 ÷ 260 116 ÷ 285 121 ÷ 300 NSX400F Micrologic 5.3A NT08 H1/NW08 NI/H1151 ÷ 240 261 ÷ 415 286 ÷ 450 301 ÷ 480 NSX630F Micrologic 5.3A

NS630bN Micrologic 5.0Micrologic 5.0

241 ÷ 305 416 ÷ 520 451 ÷ 575 481 ÷ 610 NS800N Micrologic 5.0306 ÷ 380 521 ÷ 650 576 ÷ 710 611 ÷ 760 NS1000N Micrologic 5.0 NT10H1/NW10NI/H1 (3)

381 ÷ 480 651 ÷ 820 711 ÷ 900 761 ÷ 960 NS1250N Micrologic 5.0 NT12H1/NW12NI/H1 (3)

481 ÷ 610 821 ÷ 1050 901 ÷ 1150 961 ÷ 1220 NS1600N Micrologic 5.0 NT16H1/NW16NI/H1 (3)

611 ÷ 760 1051 ÷ 1300 1151 ÷ 1400 1221 ÷ 1520 NS2000N Micrologic 5.0 NW20H1 (3)



(1) Protezione valida per generatori con reattanza transitoria ≤ 30%.(2) Protezione valida per generatori con reattanza transitoria ≤ 25%.(3) Si consiglia l’utilizzo dell’unità di controllo Micrologic 5.0.

protezione dei circuiti prioritarilivello di distribuzione

protezione circuiti protezione persone

Icu Im (1) Im o IDn generatore ≥ Icc 3F MAX

alimentazione dalla rete di soccorso

≤ Icc FN/FF fondo lineaalimentazione dallarete di soccorso

≤ Idalimentazione dallarete di soccorso

circuiti di distribuzione

≥ Icc 3F MAX

alimentazione dalla rete normale

≤ Icc FN/FF fondo lineaalimentazione dalla rete di soccorso


circuiti secondarie terminali

≥ Icc 3F MAX

alimentazione dalla rete normale

≤ Icc FN/FF fondo lineaalimentazione dalla rete di soccorso


(1) Se la protezione termica è sovradimensionata o mancante, si deve verificare che un cortocircuito a fondo linea (FF o FN) faccia intervenire la protezione magnetica dell’interruttore.

Sganciatori a bassa soglia magneticacurva B per interruttori Multi 9; ctipo G per interruttori Compact con correnti d'impiego fino a 63 A; cMicrologic 2.2G o 5.2A e 5.2E o 6.2A e 6.2E per interruttori Compact fino a 250 A; cMicrologic 5.3A e 5.3E o 6.3A e 6.3E per interruttori Compact da 400 a 630 A; cMicrologic 2.0, 5.0, 6.0 e 7.0 per interruttori Compact NS da 630b a 3200 A c

e Masterpact NT ed NW.

La tabella permette di determinare il tipo di interruttori e lo sganciatore in funzione della potenza del generatore e della sua reattanza caratteristica.

Scelta delle protezioni


418

IntroduzioneQuesti trasformatori sono frequentemente utilizzati per:

un cambiamento di tensione per: ccircuiti ausiliari di comando e controllo; vcircuiti di illuminazione a 230 V quando il neutro non è distribuito; vriduzione del livello di cortocircuito sui quadri di alimentazione dei circuiti v

di illuminazione;cambiamento del sistema di neutro in presenza di utilizzatori con correnti c

di dispersione elevate o livello di isolamento basso (informatica, forni elettrici, ecc).I trasformatori BT/BT sono generalmente forniti con sistemi di protezione incorporati e i costruttori devono essere consultati per i dettagli. Una protezione di sovracorrente deve essere in ogni caso prevista sul lato primario. L’esercizio di questi trasformatori richiede la conoscenza della loro particolare funzione, insieme ad un numero di altri punti di seguito descritti.Nota: Nel caso particolare dei trasformatori di isolamento di sicurezza BT/BT (BTS), è quasi sempre richiesto uno schermo metallico messo a terra tra il primario e il secondario, a seconda delle circostanze come raccomandato nella norma europea CEI EN 60742.

Corrente di inserzioneAlla messa in tensione dei trasformatori BT/BT, si manifestano correnti molto forti di cui occorre tenere conto al momento della scelta del dispositivo di protezione.L’ampiezza dipende:

dall'istante in cui si chiude l'interruttore di alimentazione; cdall'induzione residua presente nel circuito magnetico; cdalle caratteristiche del carico alimentato dal trasformatore. c

Il valore di cresta della prima onda di corrente raggiunge di frequente un valore da 10 a 15 volte la corrente efficace nominale del trasformatore.Per potenze inferiori a 50 kVA, questo valore può raggiungere valori da 20 a 25 volte la corrente nominale.Questa corrente transitoria si smorza molto rapidamente con una costante di tempo q che può arrivare ad alcune decine di millisecondi.Nota: per trasformatori con:

rapporto di trasformazione unitario; cpotenza inferiore a 5 kVA. c

In caso di sgancio intempestivo della protezione a monte, prima di passare ad un interruttore di calibro superiore, invertire i morsetti di ingresso con quelli di uscita (la corrente di inserzione varia sensibilmente se il primario è avvolto internamente o esternamente rispetto al secondario).

Scelta della protezioneProtezione principale lato primarioLe tabelle riportate nelle pagine successive sono il risultato di una serie di prove di coordinamento tra interruttori di protezione e trasformatori BT/BT.I trasformatori utilizzati nelle prove sono normalizzati.Le loro principali caratteristiche sono raccolte nelle tabelle delle due pagine seguenti. Le stesse tabelle, riferite ad una tensione di alimentazione primaria di 230 o 400 V, ed a trasformatori monofase e trifase, indicano l’interruttore da utilizzare in funzione della potenza del trasformatore.I trasformatori presi in considerazione hanno l’avvolgimento primario esterno rispetto a quello secondario. (In caso contrario consultateci).Gli interruttori proposti permettono di:

proteggere il trasformatore in caso di cortocircuito massimo; cevitare gli sganci intempestivi al momento della messa in tensione c

dell'avvolgimento primario utilizzando: interruttori modulari con soglia magnetica elevata: curva D o K, vinterruttori scatolati selettivi con la soglia magnetica elevata: sganciatore TM-D v

o sganciatore elettronico Micrologic,interruttori con sganciatore solo magnetico, curva MA, qualora la corrente v

di inserzione sia molto elevata;garantire la durata elettrica dell'interruttore. c

Altre protezioniA causa della elevata corrente di inserzione del trasformatore, l’interruttore posto sul primario può non garantire la protezione termica del trasformatore e della sua conduttura di alimentazione lato primario.È tipicamente il caso degli interruttori modulari che devono avere una corrente nominale più elevata di quella dei trasformatori.In questi casi si deve verificare che, in caso di cortocircuito monofase ai morsetti primari del trasformatore (Icc minima a fondo linea), si abbia l’intervento del magnetico dell’interruttore. Nelle normali applicazioni nei quadri questa condizione è sempre verificata stante la ridotta lunghezza delle condutture di alimentazione.La protezione termica del trasformatore si può realizzare installando

Protezione dei trasformatori BT/BTGeneralità

Corrente d’inserzione del trasformatore

419

immediatamente a valle del trasformatore BT/BT un interruttore automatico avente corrente nominale minore o uguale a quella del secondario del trasformatore.Negli impianti di illuminazione la protezione contro i sovraccarichi non è necessaria se il numero di punti luce è ben definito (assenza di sovraccarichi).Si ricorda che la norma raccomanda l’omissione della protezione contro i sovraccarichi per circuiti la cui apertura intempestiva potrebbe essere causa di pericolo, come ad esempio circuiti che alimentano dispositivi di estinzione dell’incendio.EsempioUn circuito a 400 V trifase alimenta un trasformatore 400/230 V di potenza nominale 125kVA (I1n = 180 A) per il quale il primo picco della corrente di inserzione può raggiungere un valore pari a circa 12 In, ad esempio: 12 x 180 = 2160 A. Questa corrente di picco corrisponde ad un valore efficace di 1530 A (ovvero 2160/2).Un interruttore automatico tipo Compact NSX250 con una regolazione di corrente termica Ir = 200A e di corrente magnetica Im = 8 x Ir sarebbe un dispositivo di protezione adatto allo scopo.

Un caso particolare: la protezione contro il sovraccarico installato sul lato secondario del trasformatoreUn vantaggio della protezione da sovraccarico situata sul lato secondario è che la protezione contro il cortocircuito sul primario potrà essere regolata ad un valore elevato o, in alternativa, potrà essere utilizzato un interruttore tipo MA (solo magnetico). La regolazione della protezione di cortocircuito al primario deve, in ogni caso, essere sufficientemente sensibile per assicurare il suo intervento nel caso di cortocircuito che avvenga sul lato secondario del trasformatore. Nota: al primario la protezione è sovente assicurata da fusibili, tipo aM. Questo criterio presenta due svantaggi:

i fusibili devono essere sovradimensionati (almeno 4 volte la corrente nominale a pieno carico cdel trasformatore);

al fine di assicurare le funzioni di sezionamento sul primario, un interruttore di manovra co un contattore deve essere comunque associato ai fusibili.

Nella pratica, scelte possibili:Esistono diverse scelte possibili per proteggere il circuito primario dei trasformatori e degli autotrasformatori BT/BT:

sia attraverso sganciatori magnetotermici; csia attraverso sganciatori elettronici . c

Gli sganciatori elettronici possiedono una dinamica di regolazione termica molto estesa che permette una scelta più ampia di trasformatori da proteggere (esempio: potenza di trasformatori non normalizzata, tensione di funzionamento non "standard" sovradimensionamento dell’interruttore per futuri ampliamenti dell’impianto, ...).Gli interruttori automatici proposti nelle tabelle tengono conto delle correnti di inserzione al momento della messa in tensione del trasformatore (Iins ≤ 25 In come valore di picco).Metodo di scelta degli interruttori automatici e delle loro protezioni:

calcolare la corrente nominale al primario del trasformatore: cIn = P v kVA/ 3 Un per trasformatori trifase, In = P v kVA/Un per trasformatori monofase,fare la scelta dell’interruttore automatico e della protezione magnetotermica TMD c

o elettronica Micrologic in funzione delle esigenze di regolazione Ir e di potere di interruzione necessario nel punto di installazione.

NSX250Sganciatore elettronicoMicrologic 2.2

3 x 70 mm2

400/230 V125 kVA


420

Protezione dei trasformatori BT/BTTrasformatori monofase

trasformatore monofase (tensione primaria 230 V)trasformatore interruttore/sganciatore lato primario (1) (2)

Pn [kVA] In [A] ucc [%] modulare scatolato o aperto0,1 0,4 13 C60 D1 o K10,16 0,7 10,5 C60 D2 o K20,25 1,1 9,5 C60 D3 o K30,4 1,7 7,5 C60 D4 o K40,63 2,7 7 C60 D6 o K61 4,2 5,2 C60/NG125 D10 o K101,6 6,8 4 C60/NG125 D16 o K162 8,4 2,9 C60/NG125 D16 o K162,5 10,5 3 C60/NG125 D20 o K204 16,9 2,1 C60/NG125 D40 o K405 21,1 4,5 C60/NG125 D50 o K50 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM40D o Micrologic 2.2 40A6,3 27 4,5 C60/NG125 D63 o K63 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM80D o Micrologic 2.2 100A8 34 5 C120/NG125 D80 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM100D o Micrologic 2.2 100A10 42 5,5 C120/NG125 D100 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM100D o Micrologic 2.2 100A12,5 53 5,5 C120/NG125 D100 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM100D o Micrologic 2.2 100A16 68 5,5 C120/NG125 D125 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM125D o Micrologic 2.2 100A20 84 5,5 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM160D o Micrologic 2.2 160A25 105 5,5 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM160D o Micrologic 2.2 160A31,5 133 5 NSX250B/F/N/H/S/L TM200D o Micrologic 2.2 160A40 169 5 NSX250B/F/N/H/S/L TM200D o Micrologic 2.2 250A50 211 5 NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.363 266 5 NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.380 338 4,5 NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 NS630bN/H/L NT08H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0100 422 5,5 NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 NS630bN/H/L NT08H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0125 528 5 NS800N/H NT08H1 NW08N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0160 675 5 NS800N/H NT08H1 NW08N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0

trasformatore monofase (tensione primaria 400 V)trasformatore interruttore/sganciatore lato primario (1) (2)

Pn [kVA] In [A] ucc [%] modulare scatolato o aperto1 2,44 8 C60 D6 o K61,6 3,9 8 C60/NG125 D10 o K102,5 6,1 3 C60/NG125 D16 o K164 9,8 2,1 C60/NG125 D20 o K205 12,2 4,5 C60/NG125 D32 o K32 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM16D o Micrologic 2.2 40A6,3 15,4 4,5 C60/NG125 D40 o K40 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM25D o Micrologic 2.2 40A8 19,5 5 C60/NG125 D50 o K50 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM40D o Micrologic 2.2 40A10 24 5 C60/NG125 D63 o K63 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM40D o Micrologic 2.2 40A12,5 30 5 C60/NG125 D63 o K63 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM40D o Micrologic 2.2 40A16 39 5 C120/NG125 D80 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM80D o Micrologic 2.2 100A20 49 5 C120/NG125 D100 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM80D o Micrologic 2.2 100A25 61 5,5 C120/NG125 D125 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM100D o Micrologic 2.2 100A31,5 77 5 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM100D o Micrologic 2.2 100A40 98 5 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM125D o Micrologic 2.2 160A50 122 4,5 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM160D o Micrologic 2.2 160A63 154 5 NSX250B/F/N/H/S/L TM200D o NSX160E/B/F/N/H/S/L Micrologic 2.2 160A80 195 5 NSX250B/F/N/H/S/L TM250D o Micrologic 2.2 250A100 244 5,5 NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3125 305 4,5 NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 NS630bN/H/L NT08H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0160 390 5,5 NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 NS630bN/H/L NT08H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0

(1) Con interruttori modulari, ampiezza della regolazione termica insufficiente o sganciatore solo magnetico, prevedere una protezione termica sul secondario del trasformatore.(2) Il potere di interruzione viene scelto in funzione della corrente di cortocircuito massima nel punto in cui viene installato l'interruttore.

421

Trasformatori trifase

trasformatore trifase (primario 400 V)trasformatore interruttore/sganciatore (1) (2)

Pn [kVA] In [A] ucc [%] modulare scatolato o aperto5 7 4,5 C60/NG125 D20 o K20 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM16D o Micrologic 2.2 40A6,3 8,8 4,5 C60/NG125 D20 o K20 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM16D o Micrologic 2.2 40A8 11,6 4,5 C60/NG125 D32 o K32 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM16D o Micrologic 2.2 40A10 14 5,5 C60/NG125 D32 o K32 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM16D o Micrologic 2.2 40A12,5 17,6 5,5 C60/NG125 D40 o K40 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM25D o Micrologic 2.2 40A16 23 5,5 C60/NG125 D63 o K63 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM25D o Micrologic 2.2 40A20 28 5,5 C60/NG125 D63 o K63 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM40D o Micrologic 2.2 40A25 35 5,5 C120/NG125 D80 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM40D o Micrologic 2.2 40A31,5 44 5 C120/NG125 D80 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM63D o Micrologic 2.2 100A40 56 5 C120/NG125 D80 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM80D o Micrologic 2.2 100A50 70 4,5 C120/NG125 D100 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM100D o Micrologic 2.2 100A63 89 5 C120/NG125 D125 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM100D o Micrologic 2.2 100A80 113 5 NSX250B/F/N/H/S/L TM200D o Micrologic 2.2 160A100 141 5,5 NSX250B/F/N/H/S/L TM200D o Micrologic 2.2 160A125 176 4,5 NSX250B/F/N/H/S/L TM250D o Micrologic 2.2 250A160 225 5,5 NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3200 287 5 NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3250 352 5 NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 NS630bN/H/L NT08H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0315 444 4,5 NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 NS630bN/H/L NT08H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0400 563 6 NS800N/H NT08H1 NW08N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0500 704 6 NS800N/H NT08H1 NW08N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0

NS1000N/H NT10H1 NW10N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0630 887 5,5 NS1000N/H NT10H1 NW10N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0



NW20N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.01250 1760 5 NW20N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0

NW25H2/H3 Micrologic 5.0/6.0/7.01600 2253 5,5 NW25H2/H3 Micrologic 5.0/6.0/7.0

NW32H2/H3 Micrologic 5.0/6.0/7.02000 2817 5,5 NW32H2/H3 Micrologic 5.0/6.0/7.0

NW40H2/H3 Micrologic 5.0/6.0/7.0

(1) Con interruttori modulari, ampiezza della regolazione termica insufficiente o sganciatore solo magnetico, prevedere una protezione termica sul secondario del trasformatore.(2) Il potere di interruzione viene scelto in funzione della corrente di cortocircuito massima nel punto in cui viene installato l'interruttore.

EsempioLe tabelle qui riportate permettono di scegliere l'interruttore a monte del trasformatore BT/BT e il relativo sganciatore in funzione della potenza, del tipo e della tensione primaria. Supponiamo che la partenza alimenti un trasformatore monofase da 10 kVA con rapporto di trasformazione 400/230 V (I1n = 24 A).La corrente di cortocircuito all'origine della partenza è 35 kA.L'interruttore automatico ha le seguenti caratteristiche:

tipo: NG125L (Icu = 50 kA); csganciatore: D63 (63 A); csoglia magnetica: Im = 10 ÷ 14 In (630 ÷ 882 A); cnumero di poli: 2. c

Questo interruttore permette la messa in tensione del trasformatore senza intervento intempestivo dello sganciatore, ma non ne assicura la protezione termica (la corrente nominale dell'interruttore è più elevata della corrente nominale primaria del trasformatore). La protezione termica del trasformatore, secondo quanto previsto anche dalla norma CEI 64-8, può essere assicurata da un interruttore posto a valle. La I2n del trasformatore è di 41,7 A e la corrente di cortocircuito massima ai morsetti secondari Icc2 vale:

Questa corrente di cortocircuito sarà di riferimento per la determinazione del potere di interruzione. Potrà pertanto essere utilizzato un interruttore C60a-40 A-curva C.Dovranno essere inoltre verificate le condizioni necessarie per assicurare la protezione delle persone. Nel caso di linea di alimentazione del primario di lunghezza significativa (oltre 10 m) bisogna verificare anche la Icc minima a fondo linea. I criteri di scelta dell'interruttore a valle sono gli stessi esposti nel capitolo relativo alla protezione dei circuiti:

protezione contro i sovraccarichi; cprotezione contro i cortocircuiti; cprotezione contro i contatti indiretti. c

Sn . 100Icc2 = = = 0,87 kA10 . 100230 . 5U2n . ucc%


422

Le potenze in gioco in una rete elettricaIn un impianto elettrico sono in gioco le seguenti potenze:

potenza attiva P [kW] è la potenza effettivamente utilizzabile cdai carichi. Si manifesta sotto forma di energia meccanica o di calore:P = S . cos j;

potenza reattiva Q [kvar] è la potenza in gioco nei circuiti magnetici cdegli utilizzatori. È indispensabile nella conversione dell’energia elettrica:Q = S . sin j.Viene fornita normalmente dalla rete di alimentazione sotto forma di potenza reattiva induttiva o da batterie di condensatori come potenza reattiva capacitiva in controfase alla potenza induttiva.

potenza apparente S [kVA] è determinata dal prodotto della tensione cper la corrente (V . I in circuiti monofasi e e V . I in circuiti trifasi). è calcolabile come:

Il fattore di potenzaIl fattore di potenza di un’installazione è il rapporto tra la potenza attiva e la potenza apparente assorbita dal carico, e può variare da valore zero a valore unitario.cos j = P/SMantenere un fattore di potenza prossimo all'unità vuol dire:

soppressione delle penali per il consumo eccessivo di energia reattiva. cIl valore minimo di cos j esente da penali è pari a 0,9;

diminuzione della potenza apparente contrattuale [kVA]; climitazione delle perdite di energia attiva nei cavi (perdite Joule); cpossibilità di ridurre la sezione dei cavi; caumento della potenza attiva [kW] disponibile al secondario del trasformatore c

MT/ BT;diminuzione della caduta di tensione (a parità di sezione dei cavi). c

La presenza nell'impianto di componenti e utilizzatori con elevato assorbimento di energia reattiva provoca l'abbassamento del fattore di potenza a valori inaccettabili. La tabella seguente permette di identificare le apparecchiature con consumo di energia reattiva elevata.

Compensazione dell’energia reattivaGeneralità

apparecchiaturemotore asincrono cos j tg jfattore di carico [%] 0 0,17 5,80

25 0,55 1,5250 0,73 0,9475 0,80 0,75100 0,85 0,62

lampade a incandescenza ≈ 1 ≈ 0lampade fluorescenti non rifasate ≈ 0,5 ≈ 1,73lampade fluorescenti rifasate 0,86 ÷ 0,93 0,59 ÷ 0,39lampade a scarica 0,4 ÷ 0,6 2,29 ÷ 1,33forni a resistenza ≈ 1 ≈ 0forni ad induzione ed a perdite dielettriche ≈ 0,85 ≈ 0,62saldatrice a punti 0,8 ÷ 0,9 0,75 ÷ 0,48saldatura ad arco alimentata da gruppo statico monofase ≈ 0,5 ≈ 1,73

gruppo rotante 0,7 ÷ 0,9 1,02 ÷ 0,48trasformatore-raddrizzatore 0,7 ÷ 0,8 1,02 ÷ 0,75

forni ad arco 0,8 0,75

S = P2 + Q2

423

Il rifasamentoQuando in un impianto il fattore di potenza è troppo basso, è necessario provvedere ad una compensazione dell’energia reattiva assorbita dagli utilizzatori.Tale compensazione viene normalmente effettuata utilizzando batterie di condensatori. I condensatori assorbono dalla rete una corrente sfasata di circa 90° in anticipo rispetto alla tensione.La corrispondente potenza reattiva risulta perciò di segno opposto a quella assorbita dai normali apparecchi utilizzatori.Si ottiene in tal modo un aumento del fattore di potenza che corrisponde ad una diminuzione dell’angolo di sfasamento tra tensione e corrente (rifasamento).

Scelta della potenza di un condensatoreA fronte di una potenza attiva P richiesta dalle utenze, impiegando una batteria di condensatori di potenza reattiva Qc, la potenza reattiva assorbita dalla rete di alimentazione passa dal valore Q al valore Q’; la potenza apparente passa da S a S’ mentre la potenza attiva assorbita rimane invariata.La batteria di rifasamento deve avere una potenza pari a Qc = P(tgj - tgj').Nella pratica il fattore kc = (tgj - tgj') può essere ricavato dalla tabella alla pagina seguente.Il valore di kc si determina dall’incrocio tra la riga del cosj prima della compensazione (rilevabile direttamente o calcolabile per l'impianto allo studio) e la riga del cosj desiderato dopo la compensazione.Come si può osservare, kc rappresenta la potenza del condensatore necessaria alla compensazione per ogni kW di potenza assorbita dall’impianto.La potenza delle batterie di rifasamento si calcolerà con la formula:Qc = kc . P [kvar]

Tensione nominale delle batterie e potenza reattiva erogataUna batteria eroga diversi valori di energia reattiva in funzione della tensione con cui viene alimentata. L’erogazione della potenza nominale Qnc avviene in corrispondenza della tensione nominale Unc. A tensioni inferiori, l’erogazione é inferiore secondo la formula:

Per ottenere una potenza rifasante Qc ad una tensione U è perciò necessario prevedere una batteria avente potenza nominale:

P

QI

Qc

Q

SI

S

ϕϕI

Q = Qnc . )) 2UUnc

Qnc = Qc . )) 2

UUnc


424

La seguente tabella permette di determinare la potenza reattiva necessaria per aumentare il fattore di potenza dell’impianto fino al valore desiderato.Il valore numerico kc esprime la potenza del condensatore in kvar per ogni kW richiesto dal carico.Qc = kc . P [kvar]

fattore [kvar/kW]prima della compensazione dopo la compensazione

tg j 0,75 0,59 0,48 0,46 0,43 0,40 0,36 0,33 0,29 0,25 0,20 0,14 0cos j 0,80 0,86 0,90 0,91 0,92 0,93 0,94 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99 1

2,29 0,40 1,557 1,691 1,805 1,832 1,861 1,895 1,924 1,959 1,998 2,037 2,085 2,146 2,2882,22 0,41 1,474 1,625 1,742 1,769 1,798 1,831 1,840 1,896 1,935 1,973 2,021 2,082 2,2252,16 0,42 1,413 1,561 1,681 1,709 1,738 1,771 1,800 1,836 1,874 1,913 1,961 2,022 2,1642,10 0,43 1,356 1,499 1,624 1,651 1,680 1,713 1,742 1,778 1,816 1,855 1,903 1,964 2,1072,04 0,44 1,290 1,441 1,558 1,585 1,614 1,647 1,677 1,712 1,751 1,790 1,837 1,899 2,0411,98 0,45 1,230 1,384 1,501 1,532 1,561 1,592 1,628 1,659 1,695 1,737 1,784 1,846 1,981,93 0,46 1,179 1,330 1,446 1,473 1,502 1,533 1,567 1,600 1,636 1,677 1,725 1,786 1,9291,88 0,47 1,130 1,278 1,397 1,425 1,454 1,485 1,519 1,532 1,588 1,629 1,677 1,758 1,8811,83 0,48 1,076 1,228 1,343 1,370 1,400 1,430 1,464 1,497 1,534 1,575 1,623 1,684 1,8261,78 0,49 1,030 1,179 1,297 1,326 1,355 1,386 1,420 1,453 1,489 1,530 1,578 1,639 1,7821,73 0,50 0,982 1,232 1,248 1,276 1,303 1,337 1,369 1,403 1,441 1,481 1,529 1,590 1,7321,69 0,51 0,936 1,087 1,202 1,230 1,257 1,291 1,323 1,357 1,395 1,435 1,483 1,544 1,6861,64 0,52 0,894 1,043 1,160 1,188 1,215 1,249 1,281 1,315 1,353 1,393 1,441 1,502 1,6441,60 0,53 0,850 1,000 1,116 1,114 1,171 1,205 1,237 1,271 1,309 1,349 1,397 1,458 1,6001,56 0,54 0,809 0,959 1,075 1,103 1,130 1,164 1,196 1,230 1,268 1,308 1,356 1,417 1,5591,52 0,55 0,796 0,918 1,035 1,063 1,090 1,124 1,156 1,190 1,228 1,268 1,316 1,377 1,5191,48 0,56 0,730 0,879 0,996 1,024 1,051 1,085 1,117 1,151 1,189 1,229 1,227 1,338 1,4801,44 0,57 0,692 0,841 0,958 0,986 1,013 1,047 1,079 1,113 1,151 1,191 1,239 1,300 1,4421,40 0,58 0,655 0,805 0,921 0,949 0,976 1,010 1,042 1,076 1,114 1,154 1,202 1,263 1,4051,37 0,59 0,618 0,768 0,884 0,912 0,939 0,973 1,005 1,039 1,077 1,117 1,165 1,226 1,3681,33 0,60 0,584 0,733 0,849 0,878 0,905 0,939 0,971 1,005 1,043 1,083 1,131 1,192 1,3341,30 0,61 0,549 0,699 0,815 0,843 0,870 0,904 0,936 0,970 1,008 1,048 1,096 1,157 1,2991,27 0,62 0,515 0,665 0,781 0,809 0,836 0,870 0,902 0,936 0,974 1,014 1,062 1,123 1,2651,23 0,63 0,483 0,633 0,749 0,777 0,804 0,838 0,870 0,904 0,942 0,982 1,030 1,091 1,2231,20 0,64 0,450 0,601 0,716 0,744 0,771 0,805 0,837 0,871 0,909 0,949 0,997 1,058 1,2001,17 0,65 0,419 0,569 0,685 0,713 0,740 0,774 0,806 0,840 0,878 0,918 0,966 1,007 1,1691,14 0,66 0,388 0,538 0,654 0,682 0,709 0,743 0,775 0,809 0,847 0,887 0,935 0,996 1,1381,11 0,67 0,358 0,508 0,624 0,652 0,679 0,713 0,745 0,779 0,817 0,857 0,905 0,966 1,1081,08 0,68 0,329 0,478 0,595 0,623 0,650 0,684 0,716 0,750 0,788 0,828 0,876 0,937 1,0791,05 0,69 0,299 0,449 0,565 0,593 0,620 0,654 0,686 0,720 0,758 0,798 0,840 0,907 1,0491,02 0,70 0,270 0,420 0,536 0,564 0,591 0,625 0,657 0,691 0,729 0,769 0,811 0,878 1,0200,99 0,71 0,242 0,392 0,508 0,536 0,563 0,597 0,629 0,663 0,701 0,741 0,783 0,850 0,9920,96 0,72 0,213 0,364 0,479 0,507 0,534 0,568 0,600 0,634 0,672 0,712 0,754 0,821 0,9630,94 0,73 0,186 0,336 0,452 0,480 0,507 0,541 0,573 0,607 0,645 0,685 0,727 0,794 0,9360,91 0,74 0,159 0,309 0,425 0,453 0,480 0,514 0,546 0,580 0,618 0,658 0,700 0,767 0,9090,88 0,75 0,132 0,282 0,398 0,426 0,453 0,487 0,519 0,553 0,591 0,631 0,673 0,740 0,8820,86 0,76 0,105 0,255 0,371 0,399 0,426 0,460 0,492 0,526 0,564 0,604 0,652 0,713 0,8550,83 0,77 0,079 0,229 0,345 0,373 0,400 0,434 0,466 0,500 0,538 0,578 0,620 0,687 0,8290,80 0,78 0,053 0,202 0,319 0,347 0,374 0,408 0,440 0,474 0,512 0,552 0,594 0,661 0,8030,78 0,79 0,026 0,176 0,292 0,320 0,347 0,381 0,413 0,447 0,485 0,525 0,567 0,634 0,7760,75 0,80 0,150 0,266 0,294 0,321 0,355 0,387 0,421 0,459 0,499 0,541 0,608 0,7500,72 0,81 0,124 0,240 0,268 0,295 0,329 0,361 0,395 0,433 0,473 0,515 0,582 0,7240,70 0,82 0,098 0,214 0,242 0,269 0,303 0,335 0,369 0,407 0,447 0,489 0,556 0,6980,67 0,83 0,072 0,188 0,216 0,243 0,277 0,309 0,343 0,381 0,421 0,463 0,530 0,6720,65 0,84 0,046 0,162 0,190 0,217 0,251 0,283 0,317 0,355 0,395 0,437 0,504 0,6450,62 0,85 0,020 0,136 0,164 0,191 0,225 0,257 0,291 0,329 0,369 0,417 0,478 0,6200,59 0,86 0,109 0,140 0,167 0,198 0,230 0,264 0,301 0,343 0,390 0,450 0,5930,57 0,87 0,083 0,114 0,141 0,172 0,204 0,238 0,275 0,317 0,364 0,424 0,5670,54 0,88 0,054 0,085 0,112 0,143 0,175 0,209 0,246 0,288 0,335 0,395 0,5380,51 0,89 0,028 0,059 0,086 0,117 0,149 0,183 0,230 0,262 0,309 0,369 0,5120,48 0,90 0,031 0,058 0,089 0,121 0,155 0,192 0,234 0,281 0,341 0,484

EsempioSi desidera rifasare un impianto avente le seguenti caratteristiche:

rete trifase con tensione Un = 400 V; cpotenza assorbita P = 100 kW; cfattore di potenza prima del rifasamento cos c j = 0,7;fattore di potenza richiesto cos c jf = 0,9.

Si individuano la colonna corrispondente al fattore di potenza richiesto (0,9) e la riga corrispondente al fattore di potenza iniziale (0,7). Si ottiene kc = 0,536.È necessario installare una batteria di condensatori avente una potenza reattiva pari a: Qc = kc . P = 53,6 kvar.

Compensazione dell’energia reattivaScelta della potenza

Qnc = 53,6 . )) 2

400440 = 64,9 kvar

Qnc = Qc . )) 2

UUnc

Nota: nel caso in cui i condensatori da installare abbiano una potenza nominale riferita ad una tensione Unc diversa dalla tensione nominale dell’impianto, è necessario determinare la potenza reattiva nominale Qnc (a partire dalla potenza Qc necessaria al rifasamento alla tensione dell’impianto) come:

Se si vogliono installare condensatori aventi tensione nominale di 440 V, la loro potenza nominale deve essere di:

425

Installazione di un condensatore di rifasamentoPer determinare la potenza ottimale della batteria di rifasamento, la localizzazione della stessa e il tipo di compensazione (fissa o automatica), è necessario tener conto degli elementi seguenti:

fattore di potenza prima dell'installazione della batteria di rifasamento; cminimo fattore di potenza previsto; ccosto della batteria e della sua installazione; crisparmio sulle tariffe elettriche; crisparmio dovuto all'ottimizzazione dell'impianto di distribuzione dell'energia elettrica. c

I condensatori possono essere installati a 3 diversi livelli:sulle partenze del quadro generale BT (compensazione globale); csull'arrivo di ogni reparto nel quadro di distribuzione (compensazione parziale); cai morsetti di ogni utilizzatore che necessiti di potenza reattiva (compensazione locale). c

La compensazione tecnicamente ottimale è quella che permette di produrre l'energia reattiva nel punto in cui è consumata e nella quantità strettamente necessaria, ma la sua realizzazione pratica è generalmente antieconomica.

Compensazione globaleÈ conveniente in reti con estensione limitata con carichi stabili e continui o in previsione di un ampliamento dell’impianto senza dover modificare la sottostazione di trasformazione.

VantaggiSopprime le penalità per consumo eccessivo di energia reattiva; cadatta l'esigenza reale dell'impianto (kW) alla potenza apparente contrattuale c

(kVA);riduce la potenza apparente che transita nella sottostazione di trasformazione c

(aumento della potenza attiva disponibile);permette di utilizzare un interruttore più economico a monte del condensatore; crapido ammortamento dei costi. c

Svantaggic la parte di impianto a valle del livello 1 non trae vantaggio dall'installazione dei condensatori;c le perdite per effetto Joule, nei cavi a valle della batteria di rifasamento, non sono diminuite;c esiste il rischio di sovracompensazione a seguito di variazioni di carichi importanti.Questo rischio viene eliminato utilizzando batterie automatiche di rifasamento.Nota: per batterie di rifasamento di potenza superiore a 1000 kvar si consiglia una compensazione in media tensione.

Compensazione parzialeÈ consigliata in reti molto estese e divise in compartimenti con regimi di carico molto differenti.

Vantaggi Sopprime le penalità per consumo eccessivo di energia reattiva; cottimizza una parte della rete. c

La corrente reattiva non interessa l'impianto compreso tra il livello n° 1 e 2;riduce la potenza apparente che transita nella sottostazione di trasformazione c

(aumento della potenza attiva disponibile);diminuisce le perdite nei cavi per effetto Joule fino al livello 2. c

SvantaggiSolo la parte di impianto tra il livello 1 e 2 trae vantaggio dall'installazione c

dei condensatori;le perdite nei cavi per effetto Joule sono diminuite solo fino al livello 2; cesiste il rischio di sovracompensazione a seguito di variazioni di carichi importanti; c

Questo rischio viene eliminato utilizzando batterie automatiche di rifasamento.

Compensazione localeLa compensazione individuale è consigliata in presenza di utilizzatori di potenza elevata rispetto alla potenza dell’intera rete.Vantaggi

Sopprime le penalità per consumo eccessivo di energia reattiva; cottimizza tutta la rete elettrica; criduce la potenza apparente che transita nella sottostazione di trasformazione c

(aumento della potenza attiva disponibile);le perdite nei cavi per effetto Joule vengono ridotte; cpermette di utilizzare degli interruttori più economici. c

Svantaggic Costo elevato.

n° 1

M M M M

M M M M

n° 2 n° 2

n° 1

M M M M

n° 1

n° 3 n° 3 n° 3 n° 3

n° 2 n° 2

Flusso di potenza apparenteFlusso di potenza reattiva



Tipi di compensazione


426

Compensazione dell’energia reattiva assorbita da un motoreLa compensazione individuale viene utilizzata per potenze elevate rispetto alla potenza totale dell’installazione.Come regola generale, si può prevedere un condensatore di potenza di poco inferiore alla potenza reattiva assorbita nel funzionamento a vuoto del motore.La tabella a lato fornisce, a titolo indicativo, i valori della potenza delle batterie di condensatori da installare in funzione della potenza dei motori.

potenza reattiva da installare [kvar]motore trifase: 230/400 V

potenza nominale velocità di rotazione [g/min][kW] [CV] 3000 1500 1000 75022 30 6 8 9 1030 40 7,5 10 11 12,537 50 9 11 12,5 1645 60 11 13 14 1755 75 13 17 18 2175 100 17 22 25 2890 125 20 25 27 30110 150 24 29 33 37132 180 31 36 38 43160 218 35 41 44 52200 274 43 47 53 61250 340 52 57 63 71280 380 57 63 70 79355 482 67 76 86 98400 544 78 82 97 106450 610 87 93 107 117

Compensazione dell’energia reattiva assorbita da un trasformatoreL’energia reattiva necessaria al funzionamento del trasformatore può essere fornita da una batteria di condensatori collegata permanentemente ai suoi morsetti o dalla batteria utilizzata anche per il rifasamento dei carichi BT.La potenza di tale batteria dipende dalla corrente magnetizzante e dalla corrente assorbita durante il funzionamento a carico.Le seguenti tabelle indicano la potenza reattiva richiesta da trasformatori di distribuzione con tensione primaria 20 kV nelle due condizioni estreme di funzionamento: a vuoto e a pieno carico.La potenza relativa realmente necessaria per il rifasamento del trasformatore dipende dalla condizione di carico effettiva ed è data dalla seguente formula:

Qr = Qr a vuoto + (Qr a carico - Qr a vuoto) . Ib = corrente di utilizzoEsempio: la potenza reattiva necessaria per il rifasamento di un trasformatore in olio a perdite normali di potenza 630 kVA a pieno carico è di 35,7 kvar.

Compensazione dell’energia reattivaEsempi e problemi applicativi

potenza reattiva da installare [kvar]trasformatori in olioperdite secondo normaCEI 14-14 lista A

trasformatori in oliobasse perdite

trasformatori in resinanorma CEI 14-12

potenza nominale [kVA]

Qr a vuoto Qr a carico Qr a vuoto Qr a carico Qr a vuoto Qr a carico

100 2,5 6,1 1,5 5,2 2,5 8,1160 3,7 9,6 2,0 8,2 3,6 12,9200 4,4 11,9 2,4 10,3 4,2 15,8250 5,3 14,7 2,7 12,4 4,9 19,5315 6,3 18,3 3,1 15,3 5,6 24,0400 7,5 22,9 3,5 19,1 5,9 29,3500 9,4 28,7 4,4 24,0 7,4 36,7630 11,3 35,7 5,0 29,6 8,0 45,1800 13,5 60,8 5,5 53,0 10,2 57,41000 14,9 74,1 6,9 66,3 11,8 70,91250 17,4 91,4 7,3 81,7 14,7 88,81600 20,6 115,4 7,7 103,1 18,9 113,82000 23,8 142,0 9,7 128,9 21,6 140,22500 27,2 175,2 12,1 161,0 24,5 173,13000 29,7 207,5 11,5 190,33150 30,9 250,4

Ib

In )) 2

427

Il problema delle armonicheL’impiego dei componenti elettrici con dispositivi elettronici (motori a velocità variabile, raddrizzatori statici, inverters) provoca la circolazione di armoniche nella rete elettrica.I condensatori sono estremamente sensibili a questo fenomeno in quanto la loro impedenza decresce proporzionalmente all’ordine delle armoniche presenti.Se la frequenza di risonanza dell’insieme condensatore-rete è prossima alle frequenze delle armoniche presenti in rete, tali armoniche verranno amplificate e si potranno verificare sovratensioni.La corrente risultante provocherà il riscaldamento del condensatore, dei cavi di alimentazione e lo scatto intempestivo della protezione termica dell’interruttore.

Rimedi contro gli effetti delle armoniche La presenza di armoniche ha come effetto un aumento della corrente assorbita dal condensatore.Il valore della corrente può di conseguenza risultare maggiorato del 30 %. Inoltre, in considerazione delle tolleranze sui dati nominali dei condensatori è opportuna un’ulteriore maggiorazione del 15 % che porta ad un dimensionamento dei componenti in serie al condensatore pari a 1,5 volte la corrente nominale del condensatore.Per ovviare alle sovratensioni in conseguenza delle armoniche si possono utilizzare:

condensatori sovradimensionati in tensione, ad esempio 440 V per reti a 400 V c(+10%);

filtri antiarmoniche che devono essere opportunamente calcolati in funzione dello cspettro di armoniche presenti nella rete.


428

Compensazione dell’energia reattivaScelta delle protezioni

Sezione dei cavi di alimentazioneÈ consigliabile maggiorare la corrente assorbita dal condensatore:

del 30% per tener conto delle componenti armoniche; cdel 15% per tener conto della tolleranza sul valore nominale di capacità c

del condensatore.Di conseguenza i cavi di alimentazione devono essere dimensionati per portare una corrente pari a:IB = 1,3 . 1,15 . Ic z 1,5 . Ic

dove:IB è la massima corrente assorbita dal condensatore;Ic è la corrente assorbita dal condensatore alimentato alla tensione dell’impianto (Un):

Ic = =

(vedere pag. 423 per il significato dei simboli).

Apparecchio di protezione e comandoLa corrente nominale e la soglia magnetica dell’interruttore automatico devono essere scelte in modo tale da:

evitare scatti intempestivi della protezione termica: I c n (o Ir) ≥ 1,5 . Ic;permettere la messa in tensione del condensatore. c

L'inserzione di un condensatore equivale a stabilire un cortocircuito per un periodo pari al tempo di carica.La corrente di inserzione dipende dal tipo di condensatore, singolo o in batteria automatica, dalla capacità del singolo elemento e dalla induttanza a monte del condensatore (rete).In conseguenza a quanto detto, l'interruttore automatico deve avere una soglia di intervento istantaneo elevata.Per limitare la corrente di inserzione si consiglia l'installazione di induttanze di limitazione.

(1) Il potere di interruzione viene scelto in funzione della corrente di cortocircuito massima nel punto in cui viene installato l’interruttore.

interruttori automatici per batterie di condensatori trifasi di media e grande potenzarete 230 V rete 400 V

potenzabatteria [kvar]

interruttore automatico (1) correnteIn o Ir min[A]

potenzabatteria[kvar]

interruttore automatico (1) correnteIn o Ir min[A]

5 C60H/C60L/NG125L D20 20 10 C60H/C60L/NG125L D20 2010 C60H/C60L/NG125L D40 40 20 C60H/C60L/NG125L D40 40

NSX160E/B/F/N/H/S/L TM40D o Micrologic 2.2 40A 35 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM40D o Micrologic 2.2 40A 4015 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM63D o Micrologic 2.2 100A 54 30 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM63D o Micrologic 2.2 100A 6320 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM80D o Micrologic 2.2 100A 72 40 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM80D o Micrologic 2.2 100A 8025 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM100D o Micrologic 2.2 100A 90 50 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM125D o Micrologic 2.2 160A 10030 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM125D o Micrologic 2.2 160A 108 60 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM125D o Micrologic 2.2 160A 12540 NSX160E/B/F/N/H/S/L TM160D o Micrologic 2.2 160A 144 80 NSX250B/F/N/H/S/L TM200D o Micrologic 2.2 250A 16050 NSX250B/F/N/H/S/L TM200D o Micrologic 2.2 250A 180 100 NSX250B/F/N/H/S/L TM200D o Micrologic 2.2 250A 20060 NSX250B/F/N/H/S/L TM250D o Micrologic 2.2 250A 215 120 NSX250B/F/N/H/S/L TM250D o Micrologic 2.2 250A 24870 NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 255 140 NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 29090 NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 325 180 NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 370100 NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 360 NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 370120 NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 430 200 NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 410

NS630bN/H/L Micrologic 2.0 430150 NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 540 240 NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 495

NS630bN/H/L Micrologic 2.0 540 NS630bN/H/L Micrologic 2.0 495180 NS800N/H/L Micrologic 2.0 648 250 NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 516

NT08H1, NW08N1/H1 Micrologic 2.0 648 NS630bN/H/L Micrologic 2.0 516210 NS800N/H/L Micrologic 2.0 755 300 NS630bN/H/L Micrologic 2.0 620

NS1000N/H/L Micrologic 2.0 755 NS800N/H/L Micrologic 2.0 620NT08H1, NW08N1/H1 Micrologic 2.0 755 NT08H1, NW08N1/H1 Micrologic 2.0 620

245 NS1000N/H/L Micrologic 2.0 880 360 NS800N/H/L Micrologic 2.0 744NS1250N/H/L Micrologic 2.0 880 NS1000N/H/L Micrologic 2.0 744NT10H1, NW10N1/H1 Micrologic 2.0 880 NT08H1, NW08N1/H1 Micrologic 2.0 744

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Indice 7 - Protezione degli apparecchi...

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