L’elettricità è oggi una delle materie prime principali utilizzate dall’industria e dal mondo del retail.
L’energia prodotta nelle centrali elettriche viene distribuita ai consumatori attraverso le reti di trasmissione e distribuzione. La qualità dell’energia elettrica, universalmente definita power quality, è uno dei fattori che determinano l’efficientamento energetico delle aziende.
Le apparecchiature elettriche sono progettate per funzionare in sistemi di alimentazione caratterizzati da valori nominali di tensione (es. 400V) e di frequenza (es. 50Hz).
Nella realtà la distribuzione di energia elettrica può essere tale da non garantire la stabilità di questi parametri. In particolare la tensione di alimentazione può subire variazioni anche sensibili rispetto al valore nominale che possono provocare situazioni indesiderate e potenzialmente molto dannose per le utenze.
Tali variazioni di tensione possono essere “rapide” ed esaurirsi in pochi millisecondi (ad esempio in conseguenza di fulmini che cadono sulle linee) oppure “lente”, con durata di diversi secondi, minuti o anche ore a seconda della causa. Le variazioni “lente” possono essere determinate sia da innalzamenti (scadente regolazione MT da parte del distributore dell’energia, distacco dalla rete di grossi carichi, sovratensione in uscita dai generatori, ecc.) sia, più frequentemente, da abbassamenti (connessione di grossi carichi, avviamento motori, linee elettriche sottodimensionate, guasti a terra, scadente regolazione della tensione MT).
Lo stabilizzatore di tensione è la soluzione che garantisce il miglior rapporto costi/benefici per le variazioni di tensione. La disponibilità continua di tensione di alimentazione stabile, indipendente dalle fluttuazioni in ingresso, è la chiave per assicurare efficienza e affidabilità all’utente finale.
Ridotta produttività, perdita di dati, perdita di sicurezza, guasti alle apparecchiature, informazioni inaccurate e disturbi domestici sono solo alcuni esempi di potenziali problemi causati da un’alimentazione instabile. Tutto ciò si traduce in aumento di costi di gestione per l’utente.
Lo stabilizzatore di tensione è una soluzione efficace per prevenire situazioni potenzialmente dannose provocate dall’instabilità della tensione di ingresso.
Tipiche situazioni impiantistiche dove la tensione può subire fluttuazioni al di fuori dei valori ammessi sono:
Rispetto ad altre tipologie di apparecchiature, lo stabilizzatore di tensione presenta una serie di vantaggi che spesso lo rendono la soluzione ottimale. Il costo è generalmente inferiore e fornisce i seguenti benefici:
Lo stabilizzatore di tensione funziona senza l’ausilio di batterie e, quindi, non presenta problematiche di immagazzinamento, trasporto, manutenzione e smaltimento. La regolazione graduale e affidabile della tensione di alimentazione ai carichi garantisce in uscita una precisione con valore ±0,5% della tensione nominale, anche a fronte di importanti variazioni della tensione di ingresso. Gli stabilizzatori di tensione sono semplici da utilizzare, hanno un rendimento molto elevato, dimensioni contenute, e una ridotta sensibilità alle correnti di inserzione.
Numero di fasi
Il numero di fasi di uno stabilizzatore dipende dalla natura dei carichi:
Tensione nominale
Dato che a livello internazionale le tensioni nominali variano, è opportuno rilevare le tensioni nominali in ingresso e in uscita dello stabilizzatore. Nei sistemi trifase fornire il valore concatenato delle tensioni. I modelli standard trifase possono funzionare con tensione nominale 380V-400V-415V (50Hz) o 440V-460V-480V (60Hz).
Ampiezza variazione in ingresso
È un dato chiave per la scelta e il dimensionamento dello stabilizzatore. È necessario Identificare l’entità dell’oscillazione della tensione di ingresso tenendo un margine di sicurezza su tale percentuale. Se, per esempio, si misurano variazioni di tensione pari a ±16% sulla nominale, va scelto uno stabilizzatore dimensionato per variazioni di ±20%. Attenzione alla seguente regola: se la variazione in ingresso supera quella prestabilita, la differenza in eccesso si aggiunge alla precisione di uscita: per esempio, se uno stabilizzatore dimensionato per ±15% riceve una variazione del +20%, la precisione della tensione di uscita non sarà più ±0,5% ma ±5,5%.
Tipologia di regolazione
Gli stabilizzatori di tensione trifase standard sono realizzati con controllo a fasi indipendenti. Lo stabilizzatore dovrà essere collegato al neutro della linea di alimentazione. In assenza di neutro di linea è possibile, su richiesta, dotare la macchina di apposito accessorio.
Tecnologia
Nella maggior parte delle applicazioni, lo stabilizzatore di tensione elettromeccanico è uno strumento affidabile e sicuro. Nel caso in cui venga richiesta un’elevata velocità di intervento (nell’ordine dei millisecondi), è meglio scegliere la soluzione con regolazione tramite interruttori statici IGBT.
Potenza nominale
Tutti gli stabilizzatori sono dimensionati per la massima corrente di ingresso. Si consiglia comunque di tenere un margine di sicurezza per eventuali ampliamenti futuri. La potenza dello stabilizzatore è espressa in kVA, mentre la potenza del carico è normalmente espressa in kW.
Si tenga conto che il legame tra queste due unità di misura è fornito dal fattore di potenza (cosφ): kVA = kW / cos φ.
Se il fattore di potenza e/o la potenza in kW non sono facilmente determinabili, rilevare le correnti assorbite e, tenendo conto delle formule seguenti, eseguire un corretto dimensionamento dello stabilizzatore.
In base alla tipologia di installazione si potranno definire le caratteristiche aggiuntive dello stabilizzatore. In particolare è necessario tenere conto dei seguenti fattori:
È possibile arricchire lo stabilizzatore con diverse tipologie di accessori:
Grazie alla personalizzazione delle soluzioni, attraverso opportune varianti è possibile ottenere degli stabilizzatori “speciali” in grado di:
