Qué es un analizador de potencia: diagrama de circuito y cómo funciona

analizador de potencia es la herramienta utilizada para monitorear la calidad de la energía. La tasa de transferencia de electricidad en un circuito eléctrico se llama energía eléctrica. La energía eléctrica se mide en vatios - julios por segundo en unidades SI. Hay diferentes formas de generar energía. La energía que usamos en nuestros hogares generalmente es producida por generadores eléctricos y suministrada a hogares e industrias a través de la red eléctrica. Esta tarea la realiza la industria de la energía eléctrica. Una variación no deseada en la calidad de la energía puede provocar fallas o daños en equipos sensibles. Por lo tanto, es crucial monitorear la calidad de la energía con frecuencia.

¿Qué es el analizador de energía?

Un analizador de energía, también conocido como analizador de calidad de energía, es el equipo utilizado para monitorear la calidad de energía en los dispositivos. La calidad de la energía generalmente se entiende como la compatibilidad entre una fuente de energía/energía y una carga enchufada para que la carga pueda funcionar correctamente. Cuando la calidad de la energía es baja, la carga puede dañarse o funcionar mal. Hay muchas causas de la mala calidad de la dieta.

El voltaje, la frecuencia de la señal y la forma de onda son los factores considerados para medir la calidad de la energía. Cuando la cantidad de energía tiene un voltaje de suministro estable que se mantiene dentro de los límites prescritos y su frecuencia de CA es estable y cercana al valor nominal con una curva de voltaje suave, se considera una buena calidad de energía.

La calidad de la energía puede variar debido a la discontinuidad del servicio, variación en la magnitud del voltaje, corrientes transitorias, aumento de armónicos en la corriente alterna. Para la solución de problemas de calidad de la energía, el Analizador de energía ayuda a calibrar y eliminar problemas tales como caídas, aumentos, armónicos, desequilibrios, etc., observados en la fuente de alimentación.

Plan

Para entender cómo funciona un analizador de potencia, veamos su circuito.

Un analizador de potencia típico consta de dos canales aislados para entrada de voltaje y corriente. La entrada de voltaje tiene un atenuador y la entrada de corriente tiene una derivación de corriente incorporada. Estas entradas son muestreadas y estos datos muestreados son analizados por un Procesamiento de señales digitales unidad. También contiene una unidad FPGA para interactuar con todas las demás unidades. Se proporciona un procesador separado que recibe información del DSP para mostrar los resultados, almacenarlos y transmitirlos a través de canales inalámbricos.

Conexión del analizador de energía

En la industria de la energía eléctrica, la energía se genera en el grupo electrógeno. Luego, esta energía se enruta a través de líneas de transmisión eléctrica, se distribuye a través de esta red y llega a los medidores eléctricos presentes cerca del usuario final. Para un monitoreo efectivo de la energía en la red, los analizadores de energía se instalan en tres posiciones importantes: tableros principal, de distribución y secundarios.

Sector – Esta etapa se compone de dispositivos con alto rendimiento y que requieren precisión para el seguimiento. Los analizadores de potencia utilizados en esta etapa deben tener una funcionalidad adicional.

Cuadros de distribución – Los analizadores de redes en esta etapa se dedican a registrar parámetros eléctricos y señalar alarmas si se detectan anomalías.

Mesas secundarias – Estos analizadores de red están dedicados al monitoreo y registro de datos de cargas conectadas al final de las líneas de transmisión. Estos brindan información completa sobre el estado y el consumo de energía de cada carga.

Hay dos métodos para medir parámetros eléctricos. Medición de corriente CC: para este tipo de medición, el circuito debe estar abierto. Medición de corriente indirecta: aquí la pinza del transformador de corriente se conecta al cable para medir la corriente. Dependiendo del área de uso, existen diferentes tipos de analizadores de redes para diferentes aplicaciones.

Para tareas de mantenimiento e inspección se prefieren analizadores de redes con pinzas. Estos no requieren ninguna conexión adicional. El analizador de redes trifásicas dispone de tres pinzas para medir entradas simultáneamente.

Si la corriente de medición está dentro de la corriente de entrada nominal máxima del analizador de redes, el cable de corriente se puede conectar directamente a la entrada del analizador de redes. Si la corriente de medición supera los límites de entrada nominales, se utiliza un transformador de corriente externo para convertir la corriente en una señal de voltaje o corriente para que el analizador de redes pueda medirla directamente.

Principio de funcionamiento del analizador de potencia

Los analizadores de energía se utilizan para medir la calidad de la energía en circuitos de corriente alterna (CA) o sistemas de corriente continua (CC). Para medir la calidad de la energía en los circuitos de CA, utiliza consideraciones de circuitos separados.

Los analizadores de energía modernos son portátiles y pueden transmitir información utilizando un medio inalámbrico. Cada canal del analizador consta de un interruptor a un atenuador interno o externo para retardo de voltaje y corriente. A esto le sigue un búfer de alta impedancia, una serie de etapas de ganancia y un convertidor A/D.

El procesador de señal digital controla la ganancia y las conversiones A/D de la entrada procesada. Se proporciona un interruptor de cero automático en la parte delantera para precisión de CC.

Este analizador de redes puede medir varios parámetros como W, VA, VAr, factor de potencia, fase, RMS real, armónicos fundamentales, TIF, impedancia, sobretensiones, etc. Todo el funcionamiento del analizador de redes se puede controlar mediante un puerto serie, LAN o Interfaz GPIB.

La derivación de corriente utilizada aquí proporciona un ancho de banda muy amplio con un cambio de fase mínimo. El atenuador de voltaje proporciona una respuesta de ancho de banda amplio que coincide con la respuesta de la derivación de corriente. Aquí, ambos canales están calibrados digitalmente, eliminando la necesidad de cualquier ajuste físico.

Por lo general, la medición del período de tiempo RMS real de la señal eléctrica se considera la tarea crucial de cualquier instrumento de medición. Esta medida se convierte en una tarea complicada cuando se aplica a señales de CA.

Cuando se trata de señales de CA para calcular el valor rms verdadero de una forma de onda de CA, el valor promedio debe calcularse sobre el ciclo de frecuencia de CA. Esto se llama la frecuencia fundamental del circuito.

Los analizadores de potencia de CA muestran la salida como una forma de onda analógica. Aquí se utiliza un osciloscopio incorporado para mostrar la salida. En el caso de los analizadores de CC, se utiliza una pantalla para mostrar las cifras numéricas.

Analizador de potencia avanzado

Además de las mediciones de potencia, un analizador de potencia innovador puede proporcionar información sobre varios otros factores. Estos analizadores de potencia avanzados se utilizan a menudo para medir valores de energía mecánica como el par y la velocidad. Estos se consideran factores críticos en las aplicaciones de fabricación.

Esto proporciona datos para medir el rendimiento y la eficiencia de los sistemas electromecánicos. Algunos de los cálculos adicionales que realizan los analizadores de potencia avanzados son:

1. Mapeo de eficiencia.
2. Transformación de avance rápido.
3. Análisis armónico.
4. poder fundamental.
5. Valores efectivos.
6. Vectores espaciales y corriente DQ, y
7. Diagramas polares y componentes simétricos.

Mediciones del analizador de potencia

Según el fabricante y el modelo, un analizador de redes puede realizar varias medidas. pero algunos de Las medidas típicas que todo analizador de redes debe calcular son tensión, corriente, potencia, parámetros de tensión de pico, parámetros medios, valores rms, armónicos, fase, etc. Los analizadores de energía modernos a menudo tienen capacidades de registro y almacenamiento de datos. Estos datos generalmente se almacenan a bordo y se pueden descargar más tarde o mostrar en la pantalla.

Los analizadores de energía también tienen la capacidad de comunicar datos o compartirlos a través de Ethernet o USB con otras computadoras para su posterior análisis.

Aplicaciones

Con el aumento en el uso de dispositivos electrónicos y la mayor sensibilidad de las cargas eléctricas, la medición de la calidad de la energía se ha convertido en una tarea importante. Algunas de las otras aplicaciones del analizador de potencia son:

1. Para identificar problemas eléctricos.
2. Registrar el costo total de la energía eléctrica consumida.
3. Obtenga información de diversas variables eléctricas en tiempo real para lograr la máxima eficiencia energética.
4. Para controlar y reducir el uso innecesario de energía.
5. Mediciones precisas de potencia para el análisis de motores de velocidad variable.
6. Mida la eficiencia y la calidad de la energía de los controladores LED.
7. Análisis de energía en espera mediante software.

La industria de servicios públicos, subestaciones y energía eléctrica contiene varios transformadores, generadores y redes de distribución eléctrica. Para mantener el funcionamiento ideal de dichos sistemas, se requieren equipos de monitoreo y solución de problemas regulares, como analizadores de energía. Simplemente conecte la herramienta, muestre el estado de forma numérica o gráfica, registre datos y compártalos con otros sistemas para un análisis más profundo.

Los problemas eléctricos a los que se enfrentan los fabricantes pueden reducir la productividad y el rendimiento de la máquina, así como aumentar los costes de electricidad. En tales casos, un buen analizador de energía podría ayudar a capturar, interpretar y diagnosticar fácilmente el problema. ¿Qué tipo de analizador de potencia se utiliza en las subplacas?