Teorema di Boucherot e rifasamento monofase

Rete sinusoidale · potenze complesse · compensazione · effetti sulla linea

Utilizzatori e alimentazione

Sorgente ideale al nodo dei carichi

Tensione efficace VV
Frequenza fHz

Potenza attiva non negativa. Il fattore di potenza è un modulo: il segno di Q deriva dalla natura del carico.

Rete monofase in parallelo

Teorema di Boucherot

𝒮̲tot = Σ(Pk + jQk) = Ptot + jQtot
Stot = √(Ptot² + Qtot²)
RamoP (W)Q (var)S (VA)

Risultante e triangolo delle potenze

P attiva Q reattiva (algebrica) S apparente

S è il modulo della potenza complessa totale, non la somma dei singoli moduli. Riferimento fasoriale: V∠0°.

Dimensionamento della compensazione

Regolazione

cos φ desiderato—
Natura obiettivoQ₂
Capacità CµF
Tensione efficace VV
Frequenza fHz

Relazioni

QC = −ωCV²;   Q₂ = Q₁ + QC
C = (Q₁ − Q₂)/(ωV²);   I = √(P²+Q²)/V

Condensatore in derivazione

Correnti fasoriali (V sull'asse reale positivo)

I carico I condensatore I rete

Irete = Icarico + IC. Nel ramo capacitivo IC anticipa V di 90°. Le correnti interne al carico non cambiano se V è costante.

Prima e dopo

Triangoli confrontati (stessa scala)

Per carico complessivamente capacitivo un condensatore non può portare Q verso zero; sarebbe necessaria compensazione induttiva. Una capacità negativa non è ammessa.

Linea a monte della compensazione

Resistenza totale RℓΩ
Reattanza totale XℓΩ
Compensazione CµF
Tensione al carico VV
Frequenza fHz

Rℓ comprende andata e ritorno; Xℓ è la reattanza equivalente del medesimo tratto. Il condensatore è al nodo del carico.

Approssimazione utilizzata

PJ = Rℓ I²
ΔVlong ≈ (Rℓ P + Xℓ Q)/V
ΔVlong,1 − ΔVlong,2 ≈ Xℓ Qc/V

Schema di linea e confronto

Corrente a monte

Perdite Joule nella linea

I diagrammi condividono, per ciascun confronto, la stessa scala: non vengono usate barre di uguale lunghezza per valori differenti.

Risultati energetici

Caduta longitudinale approssimata

La caduta longitudinale non coincide con il modulo della caduta fasoriale né, in generale, con |Vs| − |Vcarico|. È possibile un valore longitudinale negativo in sovracompensazione.