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Los dispositivos de medida sirven para mostrar tanto los efectos instantáneos como a largo plazo de los armónicos. Los análisis requieren valores cuyas duraciones oscilen desde pocos segundos a varios minutos en periodos de observación de una serie de días.

DISPOSITIVOS UTILIZADOS PARA MEDIR LOS INDICADORES

Tipos de dispositivos

Entre los métodos tradicionales de medida y visualización se incluyen:

  • Visualizaciones utilizando un osciloscopio.
    Se puede obtener una indicación inicial de la distorsión que afecta a una señal visualizando la intensidad o la tensión en un osciloscopio.
    La forma de onda, cuando se separa de una senoidal, indica claramente la presencia de armónicos. Se pueden observar picos de tensión y de intensidad.
    No obstante, es necesario tener en cuenta que este método no ofrece una cuantificación precisa de los componentes armónicos.
  • Analizadores espectrales analógicos.
    Se componen de filtros pasabanda acoplados a un voltímetro rms. Ofrecen un rendimiento mediocre y no ofrecen información sobre el desplazamiento de fase.
    Únicamente los analizadores digitales más recientes pueden determinar con suficiente precisión los valores de todos los indicadores mencionados.

Los microprocesadores en los analizadores digitales:

  • Calculan los valores de los indicadores armónicos (factor de potencia, factor de cresta, potencia de distorsión, THD).
  • Realizan diferentes funciones complementarias (correcciones, detección estadística, gestión de medida, visualización, comunicación, etc.).
  • En los analizadores multicanal, ofrecen prácticamente en tiempo real la descomposición espectral simultánea de las intensidades y tensiones.

Funcionamiento de los analizadores y procesado de datos

Las señales analógicas se convierten en series de valores numéricos.

Utilizando estos datos, un algoritmo que implementa la Transformada de Fourier o FFT (Fast Fourier Transform) calcula las amplitudes y las fases de los armónicos en un gran número de ventanas de tiempo.

La mayoría de analizadores digitales miden los armónicos hasta el orden 20 o 25 al calcular la THD.

El procesado de los valores sucesivos calculados utilizando la FFT se puede realizar mediante el dispositivo de medida o mediante software externo.

PROCEDIMIENTOS DE ANÁLISIS DE ARMÓNICOS EN LAS REDES DE DISTRIBUCIÓN

Las mediciones se realizan en el centro industrial o comercial:

  • De forma preventiva, para obtener una idea general del estado de la red y de la distribución (mapa de red).
  • Para realizar una acción correctiva:
    • Diagnosticar una perturbación y determinar las soluciones necesarias para eliminarla.
    • Comprobar la validez de una solución (seguida de modificaciones en la red de distribución para comprobar la reducción de los armónicos).

Modo de funcionamiento

Se estudia la intensidad y la tensión:

  • En la fuente de alimentación.
  • En las barras del cuadro de distribución principal (o en las barras de MT).
  • En cada circuito aguas abajo del cuadro de distribución principal (en las barras de MT).

Para las mediciones, es necesario conocer las condiciones de funcionamiento precisas de la instalación y en particular el estado de las baterías de los condensadores (funcionamiento, sin funcionamiento, el número de escalones desconectados).

Resultado de los análisis

Determinar cualquier decalaje necesario del equipo en la instalación, cuantificar cualquier protección armónica y sistemas de filtro necesarios que deban instalarse en la red de distribución. Establecer una comparación entre los valores medidos y los valores de referencia de la utilidad (valores armónicos máximos, valores aceptables, valores de referencia).

Uso de los dispositivos de medida

Los dispositivos de medida sirven para mostrar tanto los efectos instantáneos como a largo plazo de los armónicos. Los análisis requieren valores cuyas duraciones oscilen desde pocos segundos a varios minutos en periodos de observación de una serie de días.

Entre los valores necesarios se incluyen:

  • Las amplitudes de las intensidades armónicas y las tensiones.
  • El contenido armónico individual de cada rango de armónico de la intensidad y la tensión.
  • La THD de la intensidad y la tensión.
  • Cuando sea aplicable, el desplazamiento de fase entre la tensión armónica y la intensidad del mismo rango armónico y la fase de los armónicos con respecto a la referencia común (por ejemplo, la tensión fundamental).

ANÁLISIS DE LOS ARMÓNICOS

Los indicadores de armónicos se pueden medir:

  • Mediante los dispositivos instalados permanentemente en la red de distribución.
  • O mediante un experto presente al menos medio día en el lugar (percepción limitada).

Por varios motivos, es preferible la instalación de dispositivos de medida permanentes en las redes de distribución:

  • La presencia de un experto está limitada por el tiempo. Únicamente una serie de mediciones en diferentes puntos de la instalación y durante un periodo suficientemente largo (de una semana a un mes) ofrecen una visión general del funcionamiento y tienen en cuenta todas las situaciones que pueden ocurrir siguiendo los siguientes aspectos:
    • Las fluctuaciones en la fuente de alimentación.
    • Variaciones en el funcionamiento de la instalación.
    • La agregación de nuevos equipos en la instalación.
  • Los dispositivos de medida instalados en la red de distribución preparan y facilitan el diagnóstico de los expertos, reduciendo de este modo el número y la duración de sus visitas.
  • Los dispositivos permanentes de medida detectan cualquier perturbación nueva que surja tras la instalación de un nuevo equipo, la implementación de nuevos modos de funcionamientos o fluctuaciones en la red de alimentación.

Para la evaluación general del estado de la red (análisis preventivo), debe evitarse lo siguiente:

  • Alquilar el equipo de medida.
  • Llamar a expertos.
  • Tener que conectar y desconectar el equipo de medida.

Para la evaluación general del estado de la red, el análisis de los cuadros de distribución principales de baja tensión lo puede realizar el dispositivo de entrada y/o los dispositivos de medida que equipan cada circuito saliente.

Para adoptar acciones correctivas, existen medios para:

  • Determinar las condiciones de funcionamiento en el momento del incidente.
  • Dibujar un mapa de la red de distribución y evaluar la solución implementada.

El diagnóstico mejora con el uso de equipos aplicados al problema estudiado.

 

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