Conceptos básicos de calidad de Energía
Mediciones multipuntos Requisitos, causas y mecanismos
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Conceptos básicos de calidad de Energía
Mediciones multipuntos Cada vez más, los análisis de la calidad de la energía y una mayor identificación de las causas y fuentes de interferencia solo son posibles basándose en la comparación de parámetros en puntos característicos de la red. Sin embargo, las conclusiones fiables basadas en mediciones simultáneas de varios analizadores, incluso del mejor Clase A, no son en absoluto obvias. En algunos casos, son simplemente insuficientes para estar seguros de la total compatibilidad de las conexiones y, en consecuencia, de la razonabilidad de los resultados de las comparaciones.
Requisitos necesarios para evitar errores Para asegurar la claridad de la información comparada y la certeza al cien por cien de que se acaba de lograr dicha claridad, se requiere el cumplimiento de condiciones específicas: 1. Sincronización del muestreo con la señal medida en los analizadores típicos de clase A 2. Agregación de tiempo precisa y constante de los resultados de la medición a menos de 100 µs, 3. Identificación inequívoca de la compatibilidad de las conexiones de los analizadores con las mismas fases en redes multifásicas probadas. El punto 3, en particular, requiere mucho tiempo e incluso es difícil o simplemente imposible de lograr en los analizadores de clase A típicos. Sin
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embargo, basado en la función dedicada que soporta la identificación remota de la compatibilidad de conexiones coincidentes, disponible en los analizadores de calidad de energía PQM de clase A, este proceso es muy simple, rápido y efectivo para una persona, incluso a larga distancia.
¿Por qué tantos requisitos son necesarios? Para realizar una medición en muchos lugares al mismo tiempo (Fig.1), manteniendo la posibilidad de una comparación confiable de los resultados, es necesario asegurar la perfecta compatibilidad de los momentos en los que los valores de tensiones y corrientes se registran en todos los analizadores. Cabe señalar que la simultaneidad es la base de los cálculos en ingeniería eléctrica. Un ejemplo puede ser la ley de Ohm, aplicable a un cable de alimentación largo. Cuando conoce la tensión en ambos extremos y la
corriente en el cable, puede determinar la impedancia del cable. Sin embargo, no es hasta que usamos en los cálculos los resultados medidos en el mismo conductor al mismo tiempo que, para los fundamentos, llegamos al valor real de impedancia de dicho conductor para el fundamental. Se logrará una ambigüedad similar calculando los balances de energía, las caídas de tensión a lo largo de la línea, la distribución de interferencias a lo largo de la línea o comparando directamente las formas de onda.
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Fig. 1 Ejemplo de diagnóstico multipunto sincronizado con GPS en una extensa red de distribución.
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Analizadores PQM-702 (T) / 703/710/711, conformes a EN-61000-4-30 en clase A Estos analizadores garantizan, mediante el uso del bucle PLL, el seguimiento por hardware de la frecuencia fundamental de la red probada y la detección de sus períodos para garantizar que los bloques que constan de 10/12 períodos incluyan precisamente 2048 valores instantáneos. Como resultado, todos los analizadores recopilan valores instantáneos de tensión y corrientes en los mismos tiempos de muestreo, ya que están sincronizados por la propia red medida. Este es un requisito que cumplen todos los analizadores de acuerdo con los requisitos de clase A.
La precisión de la agregación de tiempo requerida por los equipos de clase A es significativamente inferior a 20 ms El requisito básico de incertidumbre temporal por debajo de 20 ms en los dispositivos de clase A, sincronizados por una señal GPS externa, no es una condición suficiente. Incluso si un analizador con GPS garantiza una precisión de 1 ms, se mantiene la comparabilidad de los valores efectivos RMS1 / 2, que se utiliza para análisis estadísticos. Sin embargo, cuando el cambio de fase de 30⁰ corresponde al tiempo de 1,66 ms, incluso la incertidumbre de 1 ms es insuficiente para las comparaciones de formas de onda. Las fuentes de sincronización horaria: DCF77, GPS, leídas por un puerto serie sin soporte de hardware adicional y sincronización SNTP a través de Ethernet o Wi-Fi también son insuficientes. Solo el uso de un receptor GPS integrado con la incertidumbre de la lectura de tiempo significativamente por debajo de 100 µs garantizada por los analizadores PQM de clase A, proporciona compatibilidad total de formas de onda con precisión para la muestra. Esta característica y los mecanismos descritos anteriormente proporcionan el cumplimiento de la agregación de tiempo, cada valor RMS1 / 2 y formas de onda, es decir, un cumplimiento inequívoco de los valores de tiempo y transitorios de los resultados recopilados en puntos de medición individuales.
Identificación de la compatibilidad de las conexiones de los analizadores a las mismas fases Como muestra la experiencia en objetos reales, la compatibilidad de las conexiones de los analizadores con los mismos conductores de una línea de cable o una línea aérea basándose únicamente en la descripción de los cables es muy incierta debido a los frecuentes errores y equivocaciones. Una solución eficaz a este problema es la característica innovadora dedicada del soporte remoto para el ajuste de fase, disponible solo en los analizadores PQM de clase A. El equipamiento estándar de los analizadores en forma de módulo de sincronización GPS y módulo de comunicación GSM permite una verificación bastante fácil, clara y rápida de la compatibilidad de las conexiones de los analizadores a los mismos conductores de un cable, incluso a una distancia considerable entre sí. Es suficiente comparar simultáneamente las formas de onda sincronizadas actuales observadas en los puntos probados. En ausencia de una tarjeta SIM para lectura remota, incluso es posible ajustar las observaciones a través de la comunicación telefónica directa.
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Mecanismo de ajuste de fase remoto
Fig. 2 Marcadores que confirman la sincronización de la forma de onda con GPS en una lectura actual
Software del analizador 1.34 o posterior y Sonel Analysis 4.4.0. O posterior son necesarios. La base para el ajuste claro de fases es conectar analizadores a cualquier rama de la misma red y asegurar que la hora en los analizadores usados esté sincronizada con la hora del GPS (Fig. 1). Un indicador de la sincronización del analizador es el color verde del texto de fecha y hora que se muestra en la pantalla LCD de cada analizador. Las imágenes de forma de onda de las lecturas actuales con el software Sonel Analysis constituyen la base para la comparación. Cuando envía formas de onda, cada analizador congela las fases de los registros observados de voltajes y corrientes con respecto al borde izquierdo en el momento del paso por cada 30 s en un minuto acc. A la hora del GPS, es decir, por xx: xx: 00 y xx: xx: 30 de cada minuto. Hasta la próxima sincronización, las imágenes de tensiones y corrientes solo cambiarán de forma. La confirmación visual de este estado de sincronización en la PC es
el marcador vertical visible al comienzo de cada señal, cerca del borde izquierdo de la pantalla (Fig. 2). Suponiendo que uno de los analizadores conectados de acuerdo con la descripción de los conductores de línea se considera como el analizador de referencia, entonces el segundo analizador sincronizado basándose en la comparación de indicaciones identifica de manera inequívoca cualquier error en las conexiones o descripciones. Solo después de ajustar las conexiones y obtener la plena conformidad de las imágenes de forma de onda, se puede garantizar la total compatibilidad de la conexión de los dos analizadores a las mismas fases. Este es el último requisito previo para el diagnóstico multipunto simultáneo. Permite al usuario comparar valores de parámetros en conductores individuales de la línea aérea o cable, la distribución de cambios de parámetros a lo largo de las líneas, para facilitar la localización de fuentes de ciertas interferencias.
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Ejemplo de compatibilidad completa de conexiones
L1
Fig. 3
L2
L3
Compatibilidad total de conexiones: las formas de onda de tensión UL1, UL2, UL3 tienen las mismas posiciones en las pantallas
Pasos necesarios de la verificación de formas de onda (Fig.3): 1. La aparición necesaria de indicadores de sincronización vertical como bordes izquierdos de formas de onda individuales. 2. La dirección de secuencias (retardos) de fases de cada analizador es correcta, lo que significa que se mantiene la dirección correcta de rotación de fase. 3. Los cables de prueba U L2 de ambos analizadores están conectados a la misma fase de la línea eléctrica. 4. U L3 y U L1 de ambos analizadores también están conectados a las mismas fases de la línea de alimentación. 5. Debido a los posibles cambios en la frecuencia real de la red, cada 30 segundos, los movimientos escalonados de las señales con respecto al borde izquierdo serán visibles
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Ejemplo de incompatibilidades de conexiones del analizador a cables individuales de la línea eléctrica
L3
L1
L2
Fig. 4 Compatibilidad de conexiones para la fase L1 e incompatibilidad de L2 y L3 - las posiciones de UL2 y UL3 están cruzadas
Pasos necesarios de la verificación de formas de onda (Fig. 4): 1. La aparición necesaria de indicadores de sincronización vertical como bordes izquierdos de formas de onda individuales. 2. La forma de onda superior (referencia) indica la secuencia correcta de retardos de las fases L2, L3 con respecto a L1, la dirección de rotación es correcta. 3. La forma de onda inferior indica la dirección opuesta de las secuencias de fase (retrasos) con respecto a L1 y la conexión debe ajustarse. 4. Entre la forma de onda superior (referencia) y la inferior hay compatibilidad de conexiones de cables U L1 a la misma fase. 5. Otros cables: U L2 y U L3 del gráfico inferior claramente requieren el reemplazo de la conexión del cable a la línea debido a la dirección de rotación opuesta como se indicó anteriormente y la incompatibilidad de momentos cuando los valores máximos ocurrieron en puntos de tiempo comparables. 6. Después de realizar los cambios necesarios, las imágenes de los analizadores deben presentar una compatibilidad total de la conexión (Fig. 3). 7.
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Conclusiones finales Para comparar los valores de los parámetros durante el diagnóstico distribuido multipunto, por ejemplo, a lo largo de una línea eléctrica cargada, debemos estar seguros de que los valores medidos en ambos puntos se refieren al mismo conductor, es decir, a la misma fase. La aplicación de analizadores estándar de clase A requiere una sincronización GPS precisa y la realización de registros preliminares adicionales y un análisis comparativo complejo de los resultados. Con analizadores PQM-702/703/710/711 de SONEL SA, gracias a un receptor GPS de serie, que garantiza una sincronización precisa de las formas de onda, y gracias a un innovador mecanismo de visualización del estado de sincronización fiable de la corriente de tensión instantánea imágenes, tan pronto como después de 1 minuto se sabe si se mantiene la compatibilidad del ajuste de fase en ambos puntos de medición. Además, cuando se utiliza la lectura remota a través de GSM, una persona es suficiente para ajustar las fases de manera precisa. Solo después de completar esta importante actividad, el diagnóstico multipunto es sensato y la interpretación de los resultados es sustantiva.
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