Equipos de Medida Utilizados en los registros de la línea As Pontes-Meson Las mediciones realizadas en la elaboración de esta documentación fueron hechas básicamente con los analizadores de redes: Omega-PR 1550 y con el Memobox 686. A continuación se describen las características de estos equipos. 1.1 Reliable Power Meters (RPM) Omega La instrumentación OMEGA está desarrollada por la firma norteamericana Reliable Power Meters, hoy absorbida por Fluke. A pesar de que se trata de un equipo orientado al mercado norteamericano, incluye el estándar europeo EN 61000-4-15 que define la especificación funcional de la instrumentación dedicada a la medida de flicker. Se trata de un analizador de redes trifásico para el registro y análisis de variaciones de tensión, cortes, eventos, armónicos, flicker, desequilibrio, señales de tensión y frecuencia. La figura 1.1.1 muestra el diagrama de flujo de su hardware que con un potente microprocesador interno le permiten facilitar medidas en tiempo real, registrar eventos, almacenar datos de las variables de cada canal. Además está dotado de un potente sistema de comunicaciones, puede trabajar como máster o esclavo en una organización compleja de A/D 7800 m/s medida 9 canales f < 4kHz A/D 14 bits 7800 DSP FFT <10 µs Procesador 486 f > 4kHz A/D 10 bits 2 Ms Triger 4MB cache A/D 2 M/s transitorios Disco 20 GB Figura 1.1.1 Estructura funcional del hardware del Omega
múltiples nodos de medidas situados en áreas más o menos extensas, unidos por internet o por teléfono. Figura 1.1.2 Analizador de redes Omega de R.P.M. 1.2 Resumen de las características más significativas. Toma 128 muestras por ciclo para cada canal; trabaja con ventana rectangular de 80 ms, es decir, cuatro ciclos que sirven de unidad base de cálculo. Cinco canales de medida de intensidad concentrados en una unidad de entrada para las tres corrientes de fase, la intensidad del neutro y la circulación a masa con pinzas de 5 A, las otras cuatro tienen rango de 40 A. Cuatro canales de medida de tensión concentrados en una unidad de entrada, facilitan la medida de tensiones comprendidas entre mv y 1.000 V. El rango de medida en la frecuencia es de 45-65 Hz con resolución de 0,1 Hz La medición de armónicos ofrece datos de magnitud y fase de los 63 primeros componentes, expresando los valores respecto del fundamental o del valor eficaz. Cumple las especificaciones de la IEC 61000-4-7. Permite la entrada de todo tipo de perturbaciones, incluido flicker según la norma EN 61000-4-15. Rango de frecuencias entre 0,01 y 30 Hz. Facilita el registro de huecos y sobretensiones, el umbral se puede fijar con las curvas CBMA, ITIC u otras diseñadas por el usuario. Puede medir y registrar impulsos de tensión entre 100 y 6400 V de pico que tengan frecuencias inferiores a 300 khz; para transitorios más rápidos hay posibilidad de acoplar una unidad de conversión A/D de 20 MHz Interfaz Ethernet para la conexión a PC. Posee una capacidad de almacenamiento de hasta 2 GB en disco duro. Batería que permite una autonomía de 2 horas de muestreo y proceso, en caso de interrupción del suministro. Software la versión 4.70.007
Figura 1.1.3 Software del Omega 1.3 Conexión y puesta en estación para registro y medidas del RPM Como ejemplo de conexión del analizador PR, se ha seleccionado una de las medidas realizadas en septiembre de 1998, antes de boom eólico; el equipo se conecto sobre los circuitos de medida y protección de la línea As Pontes- Mesón de Viento, en la subestación de la red de 400 kv de As Pontes de García Rodríguez. Las medidas que se exponen a continuación, tratan de concretar y explicar las tareas operativas básicas para confeccionar las bases de datos y registros, finalidad primera de la experimentación que se describe y analiza en los siguientes capítulos. En primer lugar se identifica el lugar y se selecciona el punto de conexión, y se asigna un nombre a la etapa de evaluación. Además, se anota el nivel de tensión y la relación de los transformadores de medida sobre los que se conecta cada uno de los canales del equipo; la figura 1.1.4 muestra la pantalla que ofrece el Omega para identificar el "sitio" de medida. Figura 1.1.4 Identificación inicial del punto de observación
Una vez acoplado y puesto en marcha el monitor, en modo osciloscopio, se comprueba la precisión de las medidas, la secuencia de fases y se verifica la correcta correlación tensión-intensidad para cada fase. 1.1.5 Fasores de tensión e intensidad La imagen fasores de tensión e intensidad referidos a sus componentes fundamentales, junto con los valores de los desequilibrios de tensión e intensidad y, las amplitudes y ángulos de fase de las impedancias equivalentes para cada circuito monofásico-neutro, simplifica la inspección inicial y, es de gran ayuda para las correcciones necesarias, se muestra en la figura 1.1.5. Resumen: medidas en línea As Pontes-Meson do Vento 15/9/98
Medidas en la línea As Pontes-Meson do Vento 22/9/98 Fasores de tensión e intensidad el 22/9/98
Hueco monofásico del 11,2% en la fase C Evolución de la corriente
22-9-98 17:22 23/09/1998 1:22 23/09/1998 9:22 23/09/1998 17:22 24/09/1998 1:22 24/09/1998 9:22 24/09/1998 17:22 25/09/1998 1:22 25/09/1998 9:22 25/09/1998 17:22 26/09/1998 1:22 22-9-98 17:22 23/09/1998 3:22 23/09/1998 13:22 23/09/1998 23:22 24/09/1998 9:22 24/09/1998 19:22 25/09/1998 5:22 25/09/1998 15:22 26/09/1998 1:22 26/09/1998 11:22 26/09/1998 21:22 27/09/1998 7:22 27/09/1998 17:22 28/09/1998 3:22 28/09/1998 13:22 28/09/1998 23:22 29/09/1998 9:22 Evolución de la tensión en fase kv 250 240 230 220 210 200 190 180 Línea As Pontes-Meson 400 kv U_min U_med U_máx I_máx I_mín I_med A 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Evolución temporal de tensión y corriente Evolución temporal de las características de tensión y corriente Las tasas de distorsión armónica de tensión y corriente motivan la figura siguiente que, junto con la evolución de corriente, permiten visualizar la correlación entre las tres variables: la corriente está en A, eje principal, y las THD en % ligadas al eje secundario en %. El eje horizontal está en texto fecha, permite leer dentro de la hoja Excel, el instante de la captura y los valores de corriente o de las THD. Por tanto, se integran las figuras anteriores de evolución temporal de corriente y de las tasas de distorsión de tensión e intensidad. La evolución se puede comprender mejor con la inclusión de los valores máximos y mínimos de la corriente. Corriente THD de tensión e intensidad A I_med THDv THDi % 350 3,0 300 2,5 250 2,0 200 1,5 150 1,0 100 50 0,5 0 0,0 Correlación temporal entre la corriente y las THD de tensión y corriente
Tasa de distorsión de corriente en % Evolución de la THD de tensión en % Hueco de dos ciclos con bajada de Umax=678 kv a Vim=558 kv (678/(2 2)=239,7 kv->197,3 kv 42,4/239,7>10%) 2 LEM CODAM Memobox 686 El CODAM Memobox 686, es un equipo desarrollado por la firma suiza LEM fundada en 1972, actualmente comprende un conjunto de empresas que están asentadas en diferentes países como Suiza, Bélgica y Francia.
Este equipo, es un registrador-analizador de redes trifásico que, mide la calidad de tensión según la normativa UNE-EN 50160. Las medidas se memorizan en un módulo de tiempo programable. Sus características principales son: Alimentación monofásica de 230 V ± 20%, 50 Hz; Medida trifásica a 3 y 4 hilos, tensiones de fase entre 57 y 230V ca; Cuatro canales de tensión L1, L2, L3 y neutro (L 4 ), pudiendo aplicarse transformadores de tensión con distintas relaciones de transformación; No permite la medida de intensidades; Consumo propio 5 W; Interfaz RS232 para la gestión desde un PC; Frecuencia de muestreo 10,24 khz y convertidor A/D de 12 bits; Filtro elíptico de 8º orden con frecuencia límite 3,33 khz Tiene una capacidad de memoria que le permite un almacenamiento máximo 1.008 registros semejantes, ajustables a períodos de 5s a 60 minutos. La duración estándar del intervalo es de 10 min. Base de tiempos y resolución de 1 segundo y desviación 10< s/s a 25 ºC. Velocidad de transmisión: 150 a 19.200 baudios con elección automática de velocidad, transmisión a 3 hilos. Figura 2.1 Analizador Memobox 686 de LEM Las características funcionales del Memobox 686 son: Fluctuaciones lentas de tensión. Eventos (huecos, sobretensiones e impulsos de tensión Interrupciones cortas y largas en el suministro de tensión Armónicos, interarmónicos y THD Flicker: pst y plt Desequilibrios y asimetrías de tensión. Tensiones de señalización. Frecuencia de la red. El software empleado ha sido el Codan 686 de la misma firma.