Dai dati di targa del carico (P, V, cos φ attuale) e dal cos φ obiettivo ricava la potenza reattiva di compensazione Qc in kvar, la capacità in µF del singolo condensatore, la corrente che scorre nel condensatore e la riduzione di corrente di linea e di perdite sui cavi dopo il rifasamento.

Perché rifasare

Un carico industriale con motori asincroni assorbe corrente reattiva induttiva: matematicamente Q = S · sen φ, fisicamente serve a magnetizzare il traferro. Questa corrente non fa lavoro ma scorre ugualmente nei cavi e negli avvolgimenti del trasformatore, alzando le perdite R · I². Il gestore di rete, quando il cos φ medio mensile scende sotto soglie prefissate, applica una penale economica (delibera ARERA 568/2019, allegato A, tab. 6):

Utenze in MT e BT con potenza disponibile > 16,5 kW: limite cos φ ≥ 0,95
BT fino a 16,5 kW: limite cos φ ≥ 0,9

Il condensatore, collegato in parallelo al carico, fornisce localmente la corrente reattiva (che per un condensatore è anticipata di 90°) senza che questa debba viaggiare dalla cabina. Risultato: corrente di linea più bassa, perdite ridotte, penale zero.

La formula

Qc = P · (tan φ₁ − tan φ₂)

dove P è la potenza attiva in kW, φ₁ lo sfasamento prima del rifasamento (cos φ₁) e φ₂ quello dopo (cos φ₂). Esempio: 50 kW a cos φ₁ = 0,75 → cos φ₂ = 0,95 richiede Qc = 50 · (0,882 − 0,329) = 27,6 kvar.

Capacità in microfarad — dipende dal collegamento

Per passare da kvar a µF servono tensione e frequenza. Dalla relazione Q_c = ω · C · V² (con ω = 2πf) si ricava C. In trifase si usano tre condensatori identici e il collegamento cambia la formula:

Triangolo (standard): ciascun condensatore è sottoposto alla tensione concatenata V e fornisce Qc/3. Formula: C = Q_c / (3 · ω · V²). Richiede meno capacità a parità di kvar: è la soluzione preferita per BT 400 V.
Stella: ciascun condensatore lavora a V/√3 (fase-neutro). Formula: C = Q_c / (ω · V²). Serve una capacità 3 volte maggiore del triangolo, ma con tensione più bassa sui morsetti. Usata per alti valori di Qc con condensatori da 400 V su sistemi 690 V, o per motivi di coordinamento con filtri d'armonica.

Rifasamento fisso, per gruppi, o automatico

Fisso (compensazione permanente): condensatore direttamente in parallelo a un carico specifico (motore, trasformatore). Funziona solo se il carico è sempre inserito e a regime costante.
Per gruppi: compensazione dedicata a un quadro di reparto con carichi simili.
Centralizzato automatico: banco con regolatore PFC che inserisce/stacca gradini (tipicamente 6, 8, 12) tramite contattori categoria AC6b (con resistenze di inrush per limitare la corrente di spunto a chiusura). È la soluzione universale per cabine industriali con carichi variabili.

Attenzione alle armoniche

Se nell'impianto ci sono carichi non lineari (inverter di motori, UPS, raddrizzatori, alimentatori switching) le armoniche amplificate dal condensatore possono creare risonanza con l'induttanza di linea e danneggiare il banco. Soluzioni:

Rifasamento con induttanza di sbarramento (bobine anti-risonanza 7 % o 14 %, frequenza di sintonia fuori dalle armoniche caratteristiche 5ª, 7ª, 11ª).
Filtri passivi LC sintonizzati sulle armoniche dominanti.
Filtro attivo shunt (APF) per impianti con molti carichi non lineari.

Esempi pratici

Capannone 400 V con 3 motori 15 kW e 1 pressa 40 kW, cos φ medio 0,7: P ≈ 85 kW, portare a 0,95 → Qc ≈ 58 kvar. Banco automatico 60 kvar a 6 gradini da 10 kvar.
Singolo motore trifase 22 kW 400 V cos φ 0,85 → 0,95: Qc = 22 · (0,62 − 0,329) ≈ 6,4 kvar. Rifasamento fisso 7,5 kvar in parallelo ai morsetti motore (cavo dedicato con fusibili NH).
Laboratorio analisi 230 V monofase 3,5 kW, cos φ 0,6 (bagni galvanici): Qc = 3,5 · (1,333 − 0,329) ≈ 3,5 kvar → C ≈ 210 µF 230 V AC classe 400 V.

Collegamenti

Potenza trifase — per dimensionare P e calcolare la corrente prima e dopo.
Contattori AC6b — per l'inserzione dei banchi di rifasamento.
Sezione cavo — la riduzione di corrente consente a volte di contenere la sezione della linea di alimentazione.

Calcolatore rifasamento