ADQUISICIÓN DE datos para el análisis de armónicos en sistemas eléctricos usando labview

1. ADQUISICIÓN DE datos para el análisis de armónicos en sistemas eléctricos usando labview INFORME DE MATERIA DE GRADUACIÓN Profesor: Ing. Holger Cevallos Integrantes: Carlos Meléndez León Washington Mora Jara ESPOL FIEC

2. Temas • Planteamiento del problema • Conceptos sobre Armónicos • Hardware • Software • Conclusiones y Recomendaciones

3. 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.

4. 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.

5. ¿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.

6. ConceptosBásicos • 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.

8. ConceptosBásicos • 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).

9. 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.

10. Los armónicos se definen con los dos 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.

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

12. HARDWARE

13. SISTEMA ELÉCTRICO

14. Banco de Pruebas Tablero eléctrico Fluorescente de 40 W PC’S Motor Monofásico de 0.5 HP Foco incandescente de 60 w Foco ahorrador de 40 W

15. EQUIPO DE ADQUISICIÓN DE DATOS

17. ProgramaCIÓN en LABVIEW

18. Panel Frontal

19. Diagrama de Bloques

20. Análisis de las Señales

25. Registro

26. Conclusiones • Detecta los armónicos sin necesidad de parar el sistema eléctrico. • El análisis de armónicos es un método que sirve para estudiar las perturbaciones en señales eléctricas y crear métodos para su prevención y control. • 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. • Evita grandes daños en la producción en casos de fallas o averías inesperadas • 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.

27. 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.