Mitos de potencia

III Simposio Internacional sobre Calidad de la Energía Eléctrica SICEL 2005 Bogotá D.C., Colombia. Noviembre 16-18 de 2005

Mitos y realidades en la medición de potencia y energía eléctrica
Gabriel Ordóñez Plata, Miembro, IEEE, y César Antonio Duarte Gualdrón.
potencia reactiva, potencia aparente y factor de potencia han sido ampliamente empleados en la medición de potencia y gran parte deldesarrollo de equipos de medición de energía eléctrica se basa en la estimación de estos parámetros. La aparición de armónicos en las ondas de tensión y corriente, así como las posibles asimetrías de los sistemas de suministro trifásicos y los desbalances de las cargas eléctricas trifásicas conectadas a estos sistemas inciden en la estimación de tales parámetros. Sin embargo, la mayoría de losequipos de medición de potencia y energía (analógicos o digitales) están para funcionar correctamente cuando las condiciones son senoidales y no se presentan asimetrías ni desbalances en sistemas trifásicos. En este artículo se establecen las falencias existentes en algunos de los algoritmos de medición de potencia y energía utilizados en medidores digitales, así como el efecto de la conexión de doselementos (en lugar de los tres del medidor digital) utilizada en redes trifásicas trifilares. Para esto se realizaron simulaciones y pruebas experimentales con algunos de los equipos de medición de energía eléctrica utilizados por las empresas de distribución y comercialización. Otro aspecto que se analiza en este artículo es el efecto que tiene en la medición de las potencias eléctricas de unsistema trifásico, el hecho de que las potencias totales del sistema se obtengan como la suma de las potencias de cada una de las fases del sistema, olvidándose que el sistema trifásico es único y tanto en su operación como en su funcionamiento no puede ser considerado como tres sistemas monofásicos. Para abordar estos temas se presentan las definiciones básicas de potencia, los efectos de losarmónicos y las asimetrías en la estimación de la misma, analizando los algoritmos de estimación utilizados por algunos medidores digitales para finalmente establecer una comparación entre las magnitudes estimadas por estos medidores con relación a las estimaciones propuestas por autores como Czarnecki [1], [2] y Emanuell [3]. II. DEFINICIONES BÁSICAS DE POTENCIA EN RÉGIMEN
SENOIDAL

Abstract— In thispaper electrical power/energy measurement algorithms are analyzed considering the effect of steady-state voltage/current waveform quality, that is, harmonics and unbalanced conditions in both single-phase and three-phase power systems. The performed analysis allows us to identify some fallacies in different electric power/energy measurement algorithms which are utilized by most of the digitalmeters. The effect of using two of the three sensing elements of the digital meters in three-phase three-wire systems was also determined. These results were obtained by testing some of the measuring instruments commonly used by distribution companies and power marketers. Additionally, the mistake made when the total three-phase power is obtained by the sum of the three power readings per phase isexplained. It must be kept in mind that a three-phase system must be always considered as a whole when analyzing its operation and performance and that three single-line equivalent circuits cannot be used when performing three-phase power calculations. Finally, a comparative analysis of the values obtained using four different digital power meters is presented using as a comparison pattern thevalues established by the proposed standard IEEE 1459-2000 “Standard Definitions for the Measurement of Electric Power Quantities Under Sinusoidal, No sinusoidal, Balanced, or Unbalanced Conditions (Trial-Use)”.

Palabras Clave— Armónicos, desbalance, calidad de energía eléctrica, conexión Aron, factor de potencia, medición de potencia eléctrica, potencia activa, potencia reactiva, potencia...