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ANÁLISIS DE TRANSITORIOS DE VOLTAJE CON ANALIZADOR PW3198 DE HIOKI
Reporte elaborado por:
Ing. Oliver Diego González Rodríguez.
Soporte técnico de Hioki en México
Tel 01 (33) 1609 2666
cel 333 874 06 03
Equipo: Analizador de Calidad de Energía
Marca: Hioki Modelo: PW3198
Estándar: Clase A, IEC61000-4-30 Segunda Edición
Procedencia: Japón
Página del Producto: http://www.hiokiusa.com/products.php?productid=3198
Características Técnicas: http://www.hioki.com/product/pdf/PW3198E4-29B.pdf
Presentación del equipo: http://youtu.be/GfREzemrfCc
Capacidad de análisis de Calidad de Energía de 55 semanas contínuas con capacidad de captura de 55000 eventos de calidad de energía con forma de onda de voltaje y corriente.
Sensores de Corriente: De gancho de doble rango (50 y 500 amperes)
Marca: Hioki Modelo: 9661
Procedencia: Japón
Página del Producto y Características: http://www.hioki.com/product/966169/index.html
Antecedentes:
Los transitorios de voltaje en sistemas eléctricos son fenómenos indeseables e impredecibles debido a condiciones de diversas naturalezas ya sean fallas eléctricas en sistemas de distribución, transmisión, caídas de rayos, conexión y/o desconexión de cargas inductivas, entre otras.
Debido a que los transitorios pueden aparecer en un circuito eléctrico de manera aleatoria, se vuelve un reto proteger nuestros sistemas de transmisión, distribución y consumo para evitar fallas, desconexiones y problemas en el funcionamiento de los equipos eléctricos conectados.
Actualmente las tecnologías disponibles para análisis de calidad de energía se encuentran en un estado de desarrollo para mejorar la captura de eventos de naturaleza aleatoria como lo son los transitorios.
Para el objetivo de captura, análisis y medición de transitorios, Hioki ha desarrollado el Analizador de Calidad de Energía modelo PW3198 que cuenta con una frecuencia de muestreo de 2MHz para detección de transitorios con un voltaje medible de hasta 6 kilovoltios, lo que nos permite detectar transitorios del orden de los 700kHz de ancho de banda, lo que hace único en el mercado a este equipo.
Cabe destacar que el presente reporte sólo tiene por objetivo mostrar las capacidades de captura de transitorios con el equipo mencionado, y que ésta es solamente una de las funciones de este equipo, el Analizador de Calidad de Energía de Hioki modelo PW3198 tiene muchísimas capacidades extras que lo hacen la mejor opción del mercado en análisis de calidad de energía y captura de eventos subciclo.
Solución propuesta de captura:
Utilizando el analizador de calidad de energía marca Hioki modelo PW3198 en modo de análisis de calidad de energía para un circuito de topología de 1 fase a 2 hilos conectamos el equipo al circuito de prueba.
El circuito de prueba para captura de transitorios de voltaje se configuró con un circuito sencillo en una red doméstica. Se implementaron cargas en el circuito para provocar corrientes de prueba y se conectó un circuito intermitente con una fuente de alto voltaje del tipo de transformador para anuncios luminosos de neón con parámetros de 6kV @ 1.2mA.
Fig. 1- Fuente de alto voltaje de 6kV para prueba.
El analizador Hioki PW3198 se encuentra configurado en una conexión de circuito monofásico a dos hilos configurado de siguiente manera:
Fig. 2- Imagen de pantalla del analizador con configuración de circuito.
Circuito de una fase a dos hilos de voltaje nominal de 120VCA a 60Hz.
Para la siguiente configuración seleccionamos una configuración rápida preestablecida por el equipo:
Relación de voltaje 1 (sin transformador de voltaje), Sensor de corriente de gancho modelo 9661 de Hioki, de dos rangos, 0 a 500 A y 0 a 50 A, seleccionando el rango de 50 amperes con relación de transformación 1 (sin transformador de corriente).
Tipo de voltaje desplegado: Voltaje entre fase y fase, Factor de potencia, visualización de Armónicos en niveles, etcétera.
Fig. 3- Imagen de pantalla del analizador con configuración de parámetros.
Enseguida se muestran las pantallas de configuración de captura en gráficas para parámetros de tendencia y configuración de parámetros de captura de eventos (triggers) los cuales, por el tipo de prueba, fueron habilitados de manera automática por el equipo, se reajustó el tiempo en gráficas.
Fig. 4- Configuración de gráfica de parámetros Fig. 5- Comparación de forma de onda deshabilitada. de tendencia cada segundo.
Fig. 6- Triggers de Frecuencia y V RMS habilitados. Fig. 7- Triggers de Voltaje habilitados.
Fig. 8- Parámetros de armónicos habilitados. Fig. 9- Parámetros de potencia deshabilitados.
Para poder captar los eventos de sobre voltajes transitorios se activó el análisis de calidad de energía convencional, mostrando en pantalla las formas de onda de voltaje y corriente del circuito.
Fig. 10- Visualización de formas de onda de voltaje y corriente.
Puesta en marcha:Se realizaron varias pruebas de conexión y desconexión de inductores al circuito sin tener un efecto registrado, esto debido a que los inductores normalmente generan transitorios de voltaje en la desconexión, sin embargo, por estar fuera del circuito imposibilita su detección.
Se conectó y desconectó un capacitor al circuito en repetidas ocasiones y se obtuvo el registro de algunos eventos del tipo Tran, que es el indicador para transitorio.
Fig. 11- Eventos transitorios capturados con conexión y desconexión de capacitor.
Verifique en la gráfica superior el formato en que el equipo presenta la lista de eventos registrados y la información (en el área azul) referente al evento seleccionado (resaltado a la izquierda en amarillo actualmente el evento número 2).
Fig. 12- Detalle del transitorio del evento número 2.
Seleccionando el evento resaltado en la lista de eventos, usted podrá observar los parámetros detallados en la pantalla del evento, mostrando en la gráfica superior el preciso momento de la forma de onda de voltaje donde se ha presentado el transitorio y en la gráfica inferior el detalle de la forma de onda del transitorio con la información básica del evento, mostrando la hora del evento, la transición de captura, el voltaje de detección y la duración del evento. En la parte inferior izquierda podrá verificar la escala de despliegue, en este caso de 500 voltios por división en el eje vertical
Para la siguiente imagen del evento número 83 observará los detalles del evento número 83 el cual es una detección de transitorio de 5.9153kV con un ancho de 4.0 micro segundos
Fig. 13- Detalle del transitorio del evento número 83.
Cabe destacar que en eventos de interrupción o reconexión de voltaje el equipo puede detectar los cambios abruptos de voltaje a través de su pendientes como eventos transitorios como el ejemplificado en el siguiente caso, sin embargo podemos verificar en la gráfica de detalle y por los niveles, que no representaron voltajes peligrosos para los equipos en la red pero recuerde que los cambios abruptos de voltaje ingresan al sistema generación de armónicos de manera instantánea lo que puede causar anomalías.
Fig. 14- Detalle del transitorio del evento número 57.
Ya en el software de análisis de Hioki modelo 9624-50 PQA-HiVIEW PRO, incluido en el kit de análisis de calidad de energía de Hioki, se procede a importar los archivos generados por el analizador PW3198.
El procedimiento de importar los archivos desde el analizador hasta la computadora puede realizarse por tres vías, ya sea desmontando la memoria SD del equipo e ingresarla a su computador físicamente para copiar los archivos como si fuera una memoria convencional.
También puede transferir los archivos de análisis conectando el equipo a su computador a través de un cable USB proveído con el equipo e incluso puede transferir los archivos de análisis mediante una RED informática, debido a que el analizador incluye un servidor WEB y FTP que le permitirá acceder de manera remota al equipo, ya sea para copiar sus archivos desde el equipo a su computador o ya sea para reconfigurar su equipo, realizar capturas o análisis desde otra ubicación sin necesidad de estar en donde se encuentra el equipo.
Veamos a continuación el resultado del análisis desde la aplicación en el computador.
En la figura número 15 podremos apreciar del lado izquierdo en la parte superior, la lista de eventos capturados por el analizador PW3198, los cuales incluyen información detallada del evento principal y los posibles sub-eventos que se hubieran generado durante el periodo de captura del evento principal sin perder detalles de su red eléctrica, sobre el mismo lado izquierdo en la parte inferior podrá apreciar la gráfica ITIC donde aparecerán los puntos de los eventos según su clasificación.
De lado derecho podemos ver, en la parte superior la forma de onda de voltaje con una línea indicando la incidencia del transitorio y en la parte inferior veremos la gráfica con el detalle del transitorio con sus escalas de voltaje y tiempo por división.
Fig. 15- Imagen de ejemplo del software de Hioki para Análisis de Calidad de Energía
con eventos capturados con el analizador PW3198 (evento número 2 mostrado).
Fig. 16- Transitorio capturado, evento número 83 mostrado.
Incluso, podremos imprimir o exportar la información cruda de las formas de onda a archivos .CSV para realizar análisis en programas de usuario o en hojas de cálculo haciendo click derecho en cualquier parte de la gráfica y seleccionando la opción deseada.
Fig. 17- Diversas opciones para exportar la información cruda.
Como parte de la capacidad de análisis de calidad de energía mediante el software HiVIEW PRO se pueden habilitar las gráficas de parámetros de tendencia para verificar en qué momentos durante el análisis aparecieron los eventos de calidad de energía, como ejemplo, vemos en la siguiente imagen con los íconos triangulares ubicados en la parte superior de la gráfica los eventos presentados en la gráfica de voltaje RMS del circuito.
Fig. 18- Gráfica de Vrms, mostrando interrupciones de voltaje y eventos.
Anexo a este reporte se encuentran las opciones que nos brinda el programa con los reportes de calidad de energía, los cuales nos brindan información detallada de manera automatizada para ofrecer reportes rápidos y sencillos. Sin embargo, para análisis más especializados, la herramienta nos ofrece una amplia gama de opciones al generar nuestros reportes.
Fig. 19- Diversas opciones de generación de reportes.
Conclusiones:
Para realizar análisis de calidad de energía y demanda con captura de eventos en parámetros de tendencia o subciclo, el analizador Hioki modelo PW3198 y el software de análisis modelo 9624-50 PQA-HiVIEW PRO son la mejor opción en herramientas de medición avanzada para satisfacer sus necesidades en cualquier campo de aplicación en calidad de energía y demanda, con su conectividad de manera remota, su frecuencia de muestreo de 2MHz y su gran capacidad de análisis de calidad de energía hasta por 55 semanas continuas, el analizador Hioki PW3198 es el mejor.
Reporte elaborado por:
Ing. Oliver Diego González Rodríguez.
Soporte técnico de Hioki en México
Tel 01 (33) 1609 2666
cel 333 874 06 03
