Sistema De Medicion De La Calidad De La Energia En Lineas Monofasicas
Páginas: 9 (2197 palabras)
Publicado: 8 de agosto de 2011
SISTEMA DE MEDICION DE LA CALIDAD DE LA ENERGIA EN LINEAS MONOFASICAS.
A. E. López Alfonso, J. J. Moreno Vázquez, O. Piñón Jiménez.
Instituto Tecnológico de Minatitlán
chaneque69@hotmail.com
RESUMEN: Las nuevas cargas residenciales afectan la calidad de la energía eléctrica. Además, puede monitorearse mediante el uso de dispositivos digitales e implementación de algoritmos matemáticos. Eneste trabajo, se desarrolla e implementa el algoritmo de la FFT en un dispositivo programable. Mediante un análisis comparativo se determina que el dsPIC es la mejor opción para el procesamiento digital, estableciéndose las consideraciones que se deben tener al diseñar equipos de medición (analizador de armónicos). La FFT implementada fue comparada con simulaciones de diferentes plataformas(Matlab, Visual C++, Proteus). Los resultados indican que el algoritmo implementado en el dsPIC presentan un error del 0.1 %, el cual no es significativo cuando se realiza la medición. Podemos establecer que a través de la FFT y un dsPIC se puede medir el contenido armónico residencial.
PALABRAS CLAVE: Armónicos, algoritmo, FFT, dsPIC, Aliasing, Frecuencia de muestreo.
INTRODUCCIÓN
En lasúltimas décadas, en la electrónica ha existido un gran desarrollo tecnológico y mucha de esta tecnología ha sido aplicada a nivel residencial. Esto representa grandes mejoras en el desempeño de los electrodomésticos y alumbrado electrónico [1], lo cual da lugar al reemplazo del equipamiento por otro más eficiente [2]. El problema es que los circuitos de estas nuevas cargas residenciales estánconstituidos por semiconductores, que debido a su naturaleza y característica no lineal distorsionan la onda de corriente [3] [4] [5], generando corrientes armónicas que se propagan en las redes de transmisión y distribución eléctrica [6].
El resultado de aplicar diferentes componentes a la frecuencia fundamental no se traduce en trabajo, sino que se convierte en calor [7]. Esto da lugar a múltiplesproblemas [5] [8] [1], los cuales se traducen en mayores costos de servicios de acuerdo al Fideicomiso de Ahorro y Energía (FIDE) [9].
Para poder cuantificar esta problemática se necesitan instrumentos que nos permitan medir y registrar tales eventos.
En la actualidad existe una amplia gama de instrumentos de medición de excelentes prestaciones que analizan la distorsión armónica, pero estosinstrumentos están más orientados para las redes trifásicas. Y debido a esto, sus costos son muy elevados. A nivel monofásico también existen analizadores de distorsión armónica pero también su costo no es tan accesible, y los que tienen bajos costos dependen de un elemento de visualización como los es una computadora personal, es decir no son tan autónomos.
De acuerdo a lo previamentemencionado se busca diseñar un prototipo capaz de medir el consumo eléctrico. Además debe ser de bajo costo y capaz de medir el contenido armónico de una línea eléctrica monofásica. A la vez, se decide realizar un medidor basado en una arquitectura digital ya que son más confiables, ofrecen mayor flexibilidad, mayor precisión y mayor exactitud que los de tipo analógico (Figura 1.1).
Figura 1.1.-Esquema general del analizador de armónicos digital.
DESARROLLO
En el desarrollo de esta publicación solo se abordara la implementación a nivel hardware y software del analizador de armónicos en el elemento de procesamiento (dsPIC), el cual nos permitirá determinar algunos parámetros de calidad energética.
Representaciones de Fourier
La distorsión de las tensiones y corrientes en los circuitoseléctricos, debido al incremento del número de dispositivos no lineales, ha derivado, entre otras cosas, en la definición de índices y normativas cuyo objetivo es cuantificar y limitar la distorsión de las ondas eléctricas a niveles que la red y los receptores puedan tolerar[4]. Para poder aplicar estas normas se requiere de un análisis previo del espectro frecuencial de las señales del...
A. E. López Alfonso, J. J. Moreno Vázquez, O. Piñón Jiménez.
Instituto Tecnológico de Minatitlán
chaneque69@hotmail.com
RESUMEN: Las nuevas cargas residenciales afectan la calidad de la energía eléctrica. Además, puede monitorearse mediante el uso de dispositivos digitales e implementación de algoritmos matemáticos. Eneste trabajo, se desarrolla e implementa el algoritmo de la FFT en un dispositivo programable. Mediante un análisis comparativo se determina que el dsPIC es la mejor opción para el procesamiento digital, estableciéndose las consideraciones que se deben tener al diseñar equipos de medición (analizador de armónicos). La FFT implementada fue comparada con simulaciones de diferentes plataformas(Matlab, Visual C++, Proteus). Los resultados indican que el algoritmo implementado en el dsPIC presentan un error del 0.1 %, el cual no es significativo cuando se realiza la medición. Podemos establecer que a través de la FFT y un dsPIC se puede medir el contenido armónico residencial.
PALABRAS CLAVE: Armónicos, algoritmo, FFT, dsPIC, Aliasing, Frecuencia de muestreo.
INTRODUCCIÓN
En lasúltimas décadas, en la electrónica ha existido un gran desarrollo tecnológico y mucha de esta tecnología ha sido aplicada a nivel residencial. Esto representa grandes mejoras en el desempeño de los electrodomésticos y alumbrado electrónico [1], lo cual da lugar al reemplazo del equipamiento por otro más eficiente [2]. El problema es que los circuitos de estas nuevas cargas residenciales estánconstituidos por semiconductores, que debido a su naturaleza y característica no lineal distorsionan la onda de corriente [3] [4] [5], generando corrientes armónicas que se propagan en las redes de transmisión y distribución eléctrica [6].
El resultado de aplicar diferentes componentes a la frecuencia fundamental no se traduce en trabajo, sino que se convierte en calor [7]. Esto da lugar a múltiplesproblemas [5] [8] [1], los cuales se traducen en mayores costos de servicios de acuerdo al Fideicomiso de Ahorro y Energía (FIDE) [9].
Para poder cuantificar esta problemática se necesitan instrumentos que nos permitan medir y registrar tales eventos.
En la actualidad existe una amplia gama de instrumentos de medición de excelentes prestaciones que analizan la distorsión armónica, pero estosinstrumentos están más orientados para las redes trifásicas. Y debido a esto, sus costos son muy elevados. A nivel monofásico también existen analizadores de distorsión armónica pero también su costo no es tan accesible, y los que tienen bajos costos dependen de un elemento de visualización como los es una computadora personal, es decir no son tan autónomos.
De acuerdo a lo previamentemencionado se busca diseñar un prototipo capaz de medir el consumo eléctrico. Además debe ser de bajo costo y capaz de medir el contenido armónico de una línea eléctrica monofásica. A la vez, se decide realizar un medidor basado en una arquitectura digital ya que son más confiables, ofrecen mayor flexibilidad, mayor precisión y mayor exactitud que los de tipo analógico (Figura 1.1).
Figura 1.1.-Esquema general del analizador de armónicos digital.
DESARROLLO
En el desarrollo de esta publicación solo se abordara la implementación a nivel hardware y software del analizador de armónicos en el elemento de procesamiento (dsPIC), el cual nos permitirá determinar algunos parámetros de calidad energética.
Representaciones de Fourier
La distorsión de las tensiones y corrientes en los circuitoseléctricos, debido al incremento del número de dispositivos no lineales, ha derivado, entre otras cosas, en la definición de índices y normativas cuyo objetivo es cuantificar y limitar la distorsión de las ondas eléctricas a niveles que la red y los receptores puedan tolerar[4]. Para poder aplicar estas normas se requiere de un análisis previo del espectro frecuencial de las señales del...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.