Diseño e implementación de un medidor de energía trifásica para sistemas eléctricos no lineales
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Universidad Santo Tomás
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El presente proyecto hace referencia al diseño e implementación de un medidor en energía trifásica para sistemas eléctricos no lineales implementando el estándar IEEE-1459, el cual es una definición estándar para la medición de energía en condiciones balanceadas, desbalanceadas sinusoidales y no sinusoidales. Los medidores actuales no implementan dicho estándar y fueron diseñados asumiendo que tanto el voltaje como la corriente eran sinusoidales, por ende no se contempló la existencia de cargas desbalanceadas y las perturbaciones que estas le generan a la red eléctrica de 60Hz como lo menciona Andrew J Berrisfold en el proyecto del impacto armónico[1]. Dado esto, las empresas de energía no están realizando una tarificación correcta del KW h por mes a los hogares, residencias, industrias, etc. . . Por lo tanto se queda en incertidumbre si el valor de la factura, es mayor o menor al valor correcto.
Para analizar la problemática es necesario mencionar sus causas. Una de ellas es la evolución de la tecnología. Para estos días es común encontrar en hogares dispositivos electrónicos, tales como: computadores, televisores, licuadoras, etc. . . Al momento de hacer la medición de energía, estos dispositivos generan distorsiones armónicas las cuales no están siendo correctamente
analizadas en los medidores.
La importancia de estudiar y analizar el estándar IEEE-1459, se debe a la incertidumbre que existe en las mediciones de energía domesticas e industriales. Al crear un medidor con un hardware y software que permita medir una carga en cualquier condición y emplear el correspondiente análisis de señales basado en el estándar ,permitirá saber si el consumo es menor o mayor al que se ha venido registrando. De esta manera se puede empezar a mirar las regulaciones que los medidores deben cumplir en Colombia con el fin de presentar al mercado un medidor mejorado en su medición.
Este proyecto se realiza seleccionando el tipo de tarjeta de desarrollo a utilizar para la medida de señales trifásicas, después de tener los instrumentos necesarios, implementar el sistema de medición, en donde a partir de sus coeficientes de Fourier de voltaje y corriente, se aplica el std IEEE 1459 del 2010, que se basa en la medición de energía en sistemas monofásicos
y trifásicos con cargas desbalanceadas con sus respectivas fórmulas. Una vez obtenidos los resultados, se realizará un cuadro de comparación con otros medidores para determinar un porcentaje de error y garantizar los resultados obtenidos. Finalmente corroborados los datos, por medio de una página web se visualiza el valor exacto de consumo mensual a las empresas de energía.
Abstract
This project refers to the design and implementation of a three-phase energy meter for non-linear electrical systems implementing the IEEE-1459 standard, which is a standard definition for the measurement of energy in balanced, unbalanced sinusoidal and non-sinusoidal conditions. Current meters do not implement this standard and were designed assuming that both the voltage and the current were sinusoidal, therefore the existence of unbalanced loads and the disturbances that these generate to the 60Hz electrical network were not considered, as mentioned by Andrew J Berrisfold in the harmonic impact project [1]. Given this, energy companies are not correctly charging KW h per month to homes, residences, industries, etc. . Therefore, it remains uncertain whether the value of the invoice is greater or less than the correct value.
To analyze the problem it is necessary to mention its causes. One of them is the evolution of technology. These days it is common to find electronic devices in homes, such as: computers, televisions, blenders, etc. . When making the energy measurement, these devices generate harmonic distortions which are not being correctly
analyzed on the meters.
The importance of studying and analyzing the IEEE-1459 standard is due to the uncertainty that exists in domestic and industrial energy measurements. When creating a meter with hardware and software that allows to measure a load in any condition and use the corresponding signal analysis based on the standard, to know if the consumption is lower or higher than that which has been recorded. In this way, you can start looking at the regulations that meters must comply with in Colombia in order to present to the market an improved meter in its measurement.
This project is carried out by selecting the type of development card to be used for the measurement of three-phase signals, after having the necessary instruments, implement the measurement system, where from its Fourier coefficients of voltage and current, the std IEEE 1459 of 2010, which is based on the measurement of energy in single-phase and three-phase systems with unbalanced loads with their respective formulas. Once the results have been obtained, a comparison table will be made with other meters to determine a percentage of error and guarantee the results obtained. Finally corroborated the data, through a web page the exact value of monthly consumption to the companies is displayed
of energy.
Idioma
spa
Palabras clave
Citación
Carrillo Carrillo, K. F. Sanchez Motta, G. A. (2021). Diseño e implementación de un medidor de energía trifásica para sistemas eléctricos no lineales. [Trabajo de pregrado, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional.
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