ni.com Medidas Fundamentales con Sensores

Transcripción

1 Medidas Fundamentales con Sensores

2 Medidas de Tensión, Corriente y Potencia Covadonga Villalba Ingeniero de Marketing National Instruments

3 Puntos Clave Fundamentos de potencia Desviación de potencia debido a la tensión y la corriente Medidas de alta tensión y corriente Requerimientos para un sistema de medida de potencia Procesamiento de señales y software Solucion de NI para monitorización de potencia

4 Por qué medir la potencia? Redes de Energía Monitorización de Maquinaría Pruebas en electrodomésticos

5 Beneficios de las Medidas de Potencia Medida Acción Beneficio Energía total consumida Verificar la factura Eliminar sobrecostes Submetering of energy Asignar pago Enfocarse en grandes consumidores Predicción de la demanda Factor de potencia RMS, Armónicos Utilizar la maquinaria por turnos o modificar el algoritmo Utilizar la maquinaria por turnos o modificar el algoritmo Monitorización de condición de máquinas Evitar picos de consumo Evitar multas o inconvenientes Eficiencia energética y mantenimiento predictivo

6 En qué pensamos cuando hablamos de medir la potencia?

7 Dos Medidas que Necesitamos para la Potencia Tensión Corriente P V * I

8 La Electricidad/Analogía del Agua Corriente = caudal del agua (Amperios) Tensión = presión del agua (Voltios)

9 Turbinas

10 Transmisión de Potencia

11 Medida de la Tensión

12 Medida de la Corriente Transformadores y transceptores de correinte Transformadores abiertos vs. Transformadores cerrados

13 Consideraciones de Instrumentación Adquisición simultánea Resolución Filtros anti-aliasing

14 Sincronización

15 Voltaje (Volts) Resolución Resulución 16-Bit Versus 3-Bit (Senoide de 5 khz) bit 3-bit Tiempo (ms)

16 Filtros Anti-Aliasing Teorema de Shannon La frecuencia máxima (Frecuencia de Nyquist: f N ) que podemos analizar viene dada por: f N = f s /2 f s : sampling frequency Improperly sampled Properly sampled

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18 Medidas de Señales

19 Medida de la Tensión Cable negro Cable rojo NI 9225 Fuente

20 Medida de la Corriente NI 9227

21 Transformadores and Transductores Salida de Tensión o Corriente Corriente continua o alta frecuencia Abiertos o cerrados

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23 RMS (Media Cuadrática) CA equivalente a CC 3 maneras de calcularla RMS real Pico Media Ecuación (RMS real)

24 Procesamiento de la Señal Cálculos Tensión, corriente, potencia Instantánea RMS Pico-pico Factor de Amplitud Frecuencia Fundamental Factor de potencia Potencia (activa, reactiva, real)

25 Eventos que afectan a la Calidad de Potencia Caídas Picos Interrupciones Nivel de tensión (% nominal) 10%<caída<90% Duración Instantáneo ciclos Momentáneo 30 cycles 3 segundos Temporal 3 segundos 1 minuto Nivel de tensión (% nominal) 110%<Pico<180% Duración Instantáneo ciclos Momentáneo 30 cycles 3 segundos Temporal 3 segundos 1 minuto Nivel de tensión (% nominal) 110%<Interrupción<180% Duración Instantáneo ciclos Momentáneo 30 cycles 3 segundos

26 LabVIEW Electrical Power Suite Mida calidad de potencia y características de energía con estándares IEC, EN y IEEE Armónicos (IEC ) Parpadeo (IEC ) Pérdida/arreglo/interrupción con niveles estándares o personalizados (IEC ) Cambios rápidos en voltajes con niveles estándares o personalizados (IEC ) Compatibilidad con el formato COMTRADE (IEEE )

27 Tipos de cargas eléctricas Resistiva Inductiva Capacitiva En fase Retraso de Fase Adelanto de Fase

28 El Triángulo de Potencia Analogía Matemática Potencia Activa = V * I cos ( ) [W] (phi) Potencia Reactiva [Var] Potencia Aparente= V * I [VA]

29 Factor de Potencia = Potencia Activa Potencia Aparente

30 El Triángulo de Potencia Analógía Mecánica

31 Corrección del Factor de Potencia Conexión con el circuito Relays Banco de Capacitores

32 Ejemplo de Monitorización de Potencia ENA460 ENA450 Todos de acuerdo a la normativa IEC Class A ENA440

33 Software de Monitorización de Potencia ENA-Touch, ENA450 User Interface

34 Caso de estudio: Nucor Steel Corporation Uno de los principales productores de acero en EEUU Monitorización de potencia Obtener información de consumo Ahorrar dinero y reducir polución Multas elevadas que hacían necesaria una solución

35 Serie C de National Instruments

36 Soluciones de NI para medida de Tensión, Corriente y Potencia Sistema basado en USB, Ethernet, o WiFi Monitorización trifásica, análisis customizable Sistema embebido Desplegable, comunicación robusta en Ethernet Sistema de medidas aislado con elevado número de canales Medidas sincronizadas en canales simultáneos Medidas multiplexadas

37 /data-acquisition