ADQUISICIN DE DATOS PARA EL ANLISIS DE ARMNICOS

ADQUISICIÓN DE DATOS PARA EL ANÁLISIS DE ARMÓNICOS EN SISTEMAS ELÉCTRICOS USANDO LABVIEW ESPOL FIEC INFORME DE MATERIA DE GRADUACIÓN Profesor: Ing. Holger Cevallos Integrantes: Carlos Meléndez León Washington Mora Jara

Temas � � � Planteamiento del problema Conceptos sobre Armónicos Hardware Software Conclusiones y Recomendaciones

Objetivos � Desarrollar un sistema de adquisición de datos para la lectura, cálculo y registro de armónicos. � Simular dos tipos de cargas comunes que generen armónicos en sistemas eléctricos. � Interpretar los datos obtenidos para la muestra gráfica y numérica de los resultados.

Planteamiento del Problema La distorsión armónica: � Se caracteriza por distorsionar la forma de onda de voltaje y de corriente dejando de ser parcialmente sinusoidal creando picos perjudiciales para el funcionamiento. � Ocasiona daños de equipos en la industria por efecto de sobrecalentamiento en los cables conductores , motores y transformadores. � Conlleva a interrupciones o parada de procesos en los equipos ocasionando perjuicios económicos.

¿Porqué medir Armónicos? � La finalidad del análisis de Armónicos es detectar con anticipación complicaciones eléctricas en los sistemas y con ello realizar el mantenimiento correspondiente para disminuir el riesgo de fallas.

Conceptos Básicos � Los armónicos son distorsiones de las ondas sinusoidales de tensión y/o corriente de los sistemas eléctricos, debido al uso de cargas con impedancia no lineal, a materiales ferro magnéticos, y en general al uso de equipos que necesiten realizar conmutaciones en su operación normal. � Los armónicos son producidos por cargas no lineales.

Conceptos Básicos � Cargas Lineales. - Una carga es lineal cuando al aplicarse una tensión, la forma de onda de la corriente es exactamente la misma solo que desplazada un ángulo. � Cargas No Lineales. - Carga desbalanceada que varía su valor de impedancia respecto a factores propios de la red como son la frecuencia, temperatura, etc. (Electrónica de Potencia).

� DISTORSIÓN ARMÓNICA TOTAL (THD). Es la relación entre el contenido armónico de la señal y la primera armónica o fundamental. Su valor se ubica entre 0% e infinito.

Los armónicos se definen con los datos más importantes que les caracterizan: � Su amplitud: hace referencia al valor de la tensión o intensidad del armónico, � Su orden: hace referencia al valor de su frecuencia referido a la fundamental (60 Hz). Así, un armónico de orden 3 tiene una frecuencia 3 veces superior a la fundamental, es decir 3*60 Hz = 180 Hz.

Esquema de Medición de Armónicos COMPACT DAQ NI 9172 Señal de entrada PC NI 9227 (Corriente) y NI 9225 (Voltaje)

HARDWARE

SISTEMA ELÉCTRICO

Banco de Pruebas Tablero eléctrico Fluorescente de 40 W Motor Monofásico de 0. 5 HP Foco incandescente de 60 w Foco ahorrador de 40 W PC’S

EQUIPO DE ADQUISICIÓN DE DATOS

PROGRAMACIÓN EN LABVIEW

Panel Frontal

Diagrama de Bloques

Análisis de las Señales

Registro

Conclusiones � Detecta los armónicos sin necesidad de parar el sistema eléctrico. � Evita grandes daños en la producción en casos de fallas o averías inesperadas � El análisis de armónicos es un método que sirve para estudiar las perturbaciones en señales eléctricas y crear métodos para su prevención y control. � De quien depende las perturbaciones en el voltaje de un sistema eléctrico, es la empresa distribuidora. � De quien depende de las perturbaciones en la corriente de un sistema eléctrico, es el usuario. � El grado en el que los equipos se afectan por los armónicos y el grado de contaminación que produce cada equipo está enmarcado dentro de su compatibilidad electromagnética.

Recomendaciones � Durante los trabajos de construcción y armado del sistema eléctrico se pudo comprobar que en el análisis presentaba por momentos picos de corriente y voltaje. Los cuales nos permitieron decidir que cargas utilizar para así realizar un mejor estudio y no tener daño alguno en los dispositivos utilizados, comprobando así la efectividad y necesidad del análisis de armónicos como herramienta de diagnóstico en un sistema. � A través de los resultados obtenidos, se puede justificar la importancia de mantener un monitoreo constante de los armónicos, que a pesar del alto costo de la instrumentación necesaria para realizar estos análisis o la contratación del servicio, se conoce el estado real de operación de los equipos para garantizar su operación estable. � Recalcar la importancia de un equipo de analizador de armónicos en un departamento de mantenimiento eléctrico, para así prevenir los daños que puedan causar en los equipos a futuro.