TRABAJO FINAL DE MEDICIONES ELÉCTRICAS

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JOSE MARIA COTES MENGUAL 2061651 TRABAJO FINAL DE MEDICIONES ELÉCTRICAS 1) Para la determinación de los parámetros solicitados se utilizaron las herramientas de software Microsoft Excel y Scilab, en cada uno de ellos se utilizaron los algoritmos que se muestran a continuación para cada parámetro: I. VALOR EFICAZ Para determinar este parámetro tanto en tensión como corriente se utilizó la siguiente ecuación para cada una de las condiciones dadas y el número de muestras dependerá de los ciclos a analizar. Para el 1° y el 13° ciclo se usaron 128 muestras mientras que para los primeros 12 ciclos se usaron 1538 muestras.  II. VALOR MAXIMO Este valor es el máximo valor absoluto en el intervalo de las muestras que se analizaron para cada caso. III.  DISTORSION ARMONICA TOTAL DE LAS SEÑALES DE TENSION Y CORRIENTES Para determinar éste parámetro se aplicaron los algoritmos de Fourier para determinar el valor eficaz de la componente fundamental, para poder aplicar la siguiente ecuación:    Donde k hace referencia a los coeficientes de las respectivas señales. Se tomaron la mitad de las muestras ya que a partir de estas se empiezan a reflejar los datos que da el algoritmo de Fourier. Para el 1° y 13° ciclo se utilizó la transformada rápida de Fourier ya que eran 128 datos, el cual es un número de la forma 2 n . Para los primeros 12 ciclos se usó la transformada discreta de Fourier ya que era el más adecuado  para éste caso por no haber un número de la forma 2 n que se ajuste al valor del número de muestras. IV. POTENCIA ACTIVA

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JOSE MARIA COTES MENGUAL2061651

TRABAJO FINAL DE MEDICIONES ELÉCTRICAS

1) Para la determinación de los parámetros solicitados se utilizaron las herramientas de softwareMicrosoft Excel y Scilab, en cada uno de ellos se utilizaron los algoritmos que se muestran acontinuación para cada parámetro:

I.  VALOR EFICAZ

Para determinar este parámetro tanto en tensión como corriente se utilizó la siguiente ecuación paracada una de las condiciones dadas y el número de muestras dependerá de los ciclos a analizar. Parael 1° y el 13° ciclo se usaron 128 muestras mientras que para los primeros 12 ciclos se usaron 1538muestras.

   

II.  VALOR MAXIMO

Este valor es el máximo valor absoluto en el intervalo de las muestras que se analizaron para cadacaso.

III.  DISTORSION ARMONICA TOTAL DE LAS SEÑALES DE TENSION YCORRIENTES

Para determinar éste parámetro se aplicaron los algoritmos de Fourier para determinar el valor eficaz de la componente fundamental, para poder aplicar la siguiente ecuación:

   

Donde k hace referencia a los coeficientes de las respectivas señales. Se tomaron la mitad de lasmuestras ya que a partir de estas se empiezan a reflejar los datos que da el algoritmo de Fourier.

Para el 1° y 13° ciclo se utilizó la transformada rápida de Fourier ya que eran 128 datos, el cual esun número de la forma 2n.

Para los primeros 12 ciclos se usó la transformada discreta de Fourier ya que era el más adecuado para éste caso por no haber un número de la forma 2n que se ajuste al valor del número de muestras.

IV.  POTENCIA ACTIVA

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La potencia activa se determinó a partir de la sumatoria de productos de los valores eficaces detensión y corriente y dividiendo esto sobre el numero de muestras

 

Donde son respectivamente los ángulos de las tensiones y las corrientes.

La potencia trifásica se determina sumando cada potencia obtenida por fase.

Esta potencia es la misma para los modelos de Budeanu, Fryze e IEEE1459 por fase y trifásica.

V.  POTENCIA DE DIMENSIONAMIENTO

Esta potencia se obtiene a partir de la siguiente ecuación:

 

Esta es aplicada para cada fase y la potencia trifásica resulta de la suma de ellas en los modelos deBudeanu y Fryze.

Para la potencia de dimensionamiento trifásica en el modelo IEEE1459 es necesario hallar latensión y la corriente efectivas:

   

   

Las corrientes son las halladas para cada ciclo.

Las tensiones ,, son las tensiones de línea para cada coeficiente.

A partir de estos valores se determina la potencia de dimensionamiento trifásico de la siguientemanera;

 

VI.  POTENCIA REACTIVA

Para obtener esta potencia reactiva por fase en Budeanu se aplicó la siguiente ecuación:

 

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Para obtener la potencia reactiva trifásica se suman las halladas para cada fase.

En el modelo de Fryze se aplica la siguiente ecuación:

   Esta ecuación se aplica para hallar las potencias de dimensionamiento tanto para cada fase como para la trifásica.

Para el modelo IEEE1459 se utiliza:

   

Por fase y para hallar el trifásico se utiliza las potencia , antes mencionada.

VII.  FACTOR DE POTENCIA POR FASE

El factor de potencia en cualquiera de los tres modelos ya sea por fase o trifásico se halla de lasiguiente manera:

 

Donde P es la potencia activa y S la potencia de dimensionamiento.

VIII.  . CONEXIÓN ARON

Para esta conexión se usaron las siguientes expresiones para hallar las potencias leídas por cadaWattmetro:

 

 

Para Budeanu:

 

 

 

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Para Fryze:

 

 

   

 

2)Los algoritmos arriba mencionados fueron utilizados en Excel y Scilab para obtener los  parámetros correspondientes para cada casa analizado, teniendo los resultados mostrados en lassiguientes tablas.

Se observa que los valores obtenidos para cada parámetro en los diferentes ciclos analizados son parecidos, lo cual es normal debido a que se trata de las mismas señales. Las diferencias de losdatos son debido a los números de muestras que se tomen, ya que si tomamos más muestrasobtenemos más información de la señal analizada, por lo que diríamos que a más muestras seobtienen valores más ajustados a la realidad. En general se ve que las muestras tomadas para el 1° y13° ciclo se acercan a las tomadas en los primeros 12 ciclos, que es el que tomaríamos comoreferencia ya que en él se analizan más datos por lo que podemos decir que el sistema no presentagrandes variaciones a través del tiempo analizado.

Las estimación tomada de la distorsión armónica para un ciclo con respecto a doce ciclos es menor,debido a que si tomamos más muestras va a haber más distorsión debido a que en doce ciclos se vana presentar más armónicos que en un ciclo. Aunque en este sistema en particular las variaciones sonmuy pequeñas por lo que hay poca diferencia entre las distorsiones entre un ciclo y otro.

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1° Ciclo 12° Ciclo 13° Ciclo 1° Ciclo 12° Ciclo

VALOR EF ICAZ 0.999840212 1.000204356 1.000475391 0.995437307 0.99644785

VALOR MAXIMO 1.401098631 1.423493131 1.421244714 1.400329692 1.422749984

DISTORSION ARMONICA DE TENSION 0.011952045 0.0253215 0.012585215 0.013479638 0.026333091

DISTORSION ARMONICA DE CORRIENTE

Factor de normalización en tensión: 11/raiz(3) Kv

Van Vbn

1° Ciclo 12° Ciclo 13° Ciclo 1° Ciclo 12° Ciclo

VALOR EFICAZ 0.968178603 0.964467004 0.961347342 0.975887826 0.97116216 VALOR MAXIMO 1.485092033 1.493473563 1.451566173 1.502924443 1.502924443

DISTORSION ARMONICA DE TENSION

DISTORSION ARMONICA DE CORRIENTE 0.093683403 0.082785311 0.070607177 0.08206902 0.079706851

Factor de normalización de la corriente: 5 A

Ian Ibn

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1° Ciclo 12° C

POTENCIA ACTIVA(BUDEANU) 29695.90768 29619.

POTENCIA REACTIVA(BUDEANU) 7512.394021 7454.1

POTENCIA APARENTE(BUDEANU) 30659.05474 30567.

FACTOR DE POTENCIA(BUDEANU) 0.968585233 0.9689

POTENCIA ACTIVA(FRYZE) 29695.90768 29619.

POTENCIA APARENTE(FRYZE) 30659.05474 30567.

POTENCIA REACTIVA(FRYZE) 7624.349434 7552.8

FACTOR DE POTENCIA(FRYZE) 0.968585233 0.9689

POTENCIA ACTIVA (IEEE) 29695.90768 29619.

POTENCIA REACTIVA(IEEE) 7624.349434 7552.8

POTENCIA APARENTE(IEEE) 30659.05474 30567.

FACTOR DE POTENCIA(IEEE) 0.968585233 0.9689

1° Ciclo 12° C

CORRIENTE EFECTIVA 4.773857763 4.7651

VOLTAJE EFECTIVO 6335.86367 6341.6

POTENCIAS[W]FASE A

1° Ciclo 12° Ciclo 13° Ciclo 1° Ciclo 12° Ciclo

POTENCIA ACTIVA(BUDEANU) 29248.53405 29229.20259 29327.49365 27877.51025 28052.17916

POTENCIA REACTIVA(BUDEANU) 9495.507769 9203.439921 8881.033828 8115.853486 8077.084194

POTENCIA APARENTE(BUDEANU) 30782.05075 30672.84541 30670.92492 29061.4782 29223.02948

FACTOR DE POTENCIA(BUDEANU) 0.950181464 0.952934173 0.956198541 0.959259886 0.959933986

POTENCIA ACTIVA(FRYZE) 29248.53405 29229.20259 29327.49365 27877.51025 28052.17916

POTENCIA APARENTE(FRYZE) 30782.05075 30672.84541 30670.92492 29061.4782 29223.02948

POTENCIA REACTIVA(FRYZE) 9594.681055 9299.309733 8977.959215 8210.599081 8189.059559

FACTOR DE POTENCIA(FRYZE) 0.950181464 0.952934173 0.956198541 0.959259886 0.959933986

POTENCIA ACTIVA (IEEE) 29248.53405 29229.20259 29327.49365 27877.51025 28052.17916

POTENCIA REACTIVA(IEEE) 9594.681055 9299.309733 8977.959215 8210.599081 8189.059559

POTENCIA APARENTE(IEEE) 30782.05075 30672.84541 30670.92492 29061.4782 29223.02948

FACTOR DE POTENCIA(IEEE) 0.950181464 0.952934173 0.956198541 0.959259886 0.959933986

POTENCIAS[W]FASE B FASE C

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3)La principal diferencia que se ve entre los modelos Budeanu y Fryze es en la potenciareactiva ya que estas son calculadas de forma diferente, siendo la de Fryze mas adecuadaque la de Budeanu porque éste último suma las potencias reactivas como si estuvieran enfase, siendo esto incorrecto.

El modelo IEEE 1459 presenta una potencia de dimensionamiento ligeramente superior alos otros modelos que puede ser debido a que este mide esta potencia de forma trifásica yno como los otros modelos que toman cada fase independientemente.

4) De los resultados obtenidos con el modelo IEEE 1459 podemos ver que la ineficienciaen la transmisión de la energía se debe a cargas inductivas por lo que una forma decompensar el sistema sería conectar un banco de condensadores a él, para que supla laenergía reactiva que está consumiendo el sistema.