Valores mínimos, máximos, promedios! Que es, significado, interpretación

Valores mínimos, máximos, promedios! Que es, significado, interpretación

» Norma IEC 61000-4-30, clase A
» Agregación de tiempo
» Sincronización de tiempo
» ¿Porqué?

¿Qué son las medidas digitales?

Aunque las mediciones digitales ya se han convertido en un método natural para procesar información sobre cantidades físicas, todavía es difícil visualizar de qué se trata esta medición y, en consecuencia, de qué resulta. La base de cada medición de la calidad de la energía es un registro sistemático (es decir, a intervalos específicos) de los valores instantáneos de tensiones y corrientes, asumiendo que no han cambiado mientras tanto. De esta manera, se crea un conjunto de números que son el historial de los valores de los parámetros individuales a lo largo del tiempo (Fig. 1). Por lo general, este flujo de datos ininterrumpido se divide en paquetes más largos y establece características individuales que describen cada uno de los paquetes posteriores. Al recopilar solo los valores posteriores de dichas características calculadas, reducimos significativamente la cantidad de espacio utilizado, al tiempo que mantenemos un conocimiento suficiente sobre las características esenciales de las señales medidas. La norma IEC 61000-4-30 para analizadores de clase A requiere que los valores instantáneos (rojo) estén sincronizados en fase y frecuencia con la frecuencia de la señal básica, que es para asegurar la sincronización y comparabilidad de los parámetros de la misma señal, medida por diferentes metros.

Aparte de la frecuencia, la característica básica de la señal es el valor RMS. Como debe representar de manera inequívoca una señal, se asumió, de acuerdo con el estándar citado, que el área de dos semiperíodos adyacentes será el intervalo más pequeño para determinar el valor rms (Fig. 2). Esta es la cantidad básica denominada RMS_(1/2) y, sobre la base de un conjunto de valores consecutivos, se pueden determinar otras características de tensiones y corrientes. Con un nivel de señal cambiante, cuando se crea el conjunto de valores RMS_(1/2) sucesivos a partir del cual se crea el valor promedio objetivo para un período de promedio dado, habrá valores más altos y más bajos. Durante todo el período de promediado, uno de ellos será el más alto y se marcará como el valor MÁXIMO. Uno será el más pequeño y se marcará como MÍNIMO, mientras que todos los valores RMS_(1/2) recopilados en el intervalo de promedio permitirán determinar el valor promedio para todo el período de promedio.

Las tres características de cada señal se registran al final del período de promediado. Los valores medios de tensiones y corrientes son obvios ya que siempre aparecen como valores ≥0. Los parámetros de potencia se calculan de manera similar, pero la norma requiere que los cálculos debidos a análisis de armónicos se basen en conjuntos de valores de 10 períodos. Los números resultantes representan las potencias activas y reactivas promedio en cada uno de los 10 períodos, que, con el tiempo promedio, p. durante 1 s, formará un conjunto de 5 valores cambiantes del décimo período. En cuanto a tensiones y corrientes, entre estas 5 se pueden encontrar las más grandes, por ejemplo, P_MAX, y las más pequeñas P_MIN y tomar el promedio de todos como P_AVG. Sin embargo, existe una diferencia fundamental en términos de tensiones y corrientes. La potencia de 10 períodos es un número positivo o negativo, por lo que la búsqueda del valor límite se vuelve más complicada, porque se pueden determinar dos valores extremos, pero también es posible determinar la variabilidad del límite por separado para P>0 y por separado para P<0 . En el caso de calcular el valor promedio, también hay una disminución mutua en el valor promedio, cuando en el período calculado promedio hay un cambio en el signo de la potencia, es decir, un cambio en la dirección del flujo. Ésta es la desventaja básica de la mayoría de los análisis de potencia que se llevan a cabo incluso con analizadores avanzados, si no tienen una funcionalidad amplia de cálculos de cuatro cuadrantes. El registro simultáneo de los valores mínimo, máximo y promedio brinda la posibilidad de reproducir el rango de variabilidad de la señal, lo que permite una evaluación rápida de los fenómenos de inquietud que ocurren.

Entre los ajustes de parámetros registrados, también hay un cuarto valor disponible: instantáneo. Tiene sentido práctico cuando utilizamos la grabación de forma de onda rápida con un tiempo promedio de medio período. Solo está disponible el valor RMS_(1/2) para tensiones y corrientes. En otras aplicaciones, con tiempos promedio de ≥200 ms, el registro de valor instantáneo está inactivo.

Tres ejemplos de efectos negativos de las estadísticas Mín, Máx y Promedio

Las matemáticas utilizadas para calcular valores estadísticos a veces pueden dar resultados poco realistas que no representan fenómenos físicos pero, si se malinterpretan, conducen a malentendidos y decisiones equivocadas.

Ejemplo I

Sobretensión virtual (Fig. 3) provocada por una autodescarga prolongada sin carga del circuito en el momento de desconectar la tensión. Normalmente, la onda sinusoidal de tensión en la red tiene un valor eficaz de 230 V con una amplitud de aprox. 315 V. Si en el momento del pico hay una pérdida de tensión debido a una interrupción de energía, y la tensión de 315 V cae muy lentamente, el RMS_(1/2) puede caer a valores menores a 315 V, que, en umbrales de evento de Un + 10%, genera un evento de aumento de tensión falso, aunque las formas de onda sinusoidal no mostraron ningún aumento.

Ejemplo II

Cuando la potencia activa en el período promedio es positiva durante una parte del período y negativa durante el resto del tiempo (Fig. 4), entonces, con un poco de suerte, las potencias positivas y negativas pueden equilibrarse entre sí, lo que dará como resultado en la potencia activa media en el período medio = 0. Es un caso característico cuando la potencia activa media así calculada colocada en el denominador del coeficiente tangente dará como resultado el cálculo de valores irreales y, en consecuencia, la generación de malentendidos.

Ejemplo III

Es un fenómeno similar por supuesto, pero relacionado con la potencia reactiva. Con un analizador para registrar la potencia reactiva media, si se produce una carga inquieta, que durante el consumo cambiará la naturaleza de la potencia reactiva muchas veces durante el período de promediado, al final de este período, el valor calculado de la potencia reactiva promedio será una ficción. Otros parámetros calculados con la participación de dicha potencia reactiva pueden ser una fuente de decisiones incorrectas, lo que puede generar costos innecesarios. Esto es especialmente cierto para los analizadores que no tienen un análisis completo de cuatro cuadrantes. Hay dos soluciones a este problema, especialmente en términos de compensación de potencia reactiva: la primera son los tiempos de promediado más cortos provocando, sin embargo, un consumo de memoria muy rápido, la segunda es el uso de la familia de analizadores  clase A del PQM-702/3/10 / 11 y clase S, es decir, PQM-700 y PQM-707, en la que los contadores de energía se actualizan cada 10 períodos, lo que hace que la elección del período de promediado sea independiente. Simultáneamente, los instrumentos operan en cuatro cuadrantes, lo que simplifica aún más el análisis.

Algunos pasos sencillos para diagnosticar y evaluar las perturbaciones de carga

Lo más importante es registrar la energía de forma fiable. Se puede utilizar cualquier analizador PQM con software actualizado. Para registrar de forma inequívoca los límites de variabilidad de un parámetro (Fig. 5):

1. En la configuración de grabación, para los parámetros medidos, marque los campos Mínimo, Máximo y Promedio como activos.
2. Después de conectar el analizador, envíe la configuración modificada.
3. Registre el momento de trabajo seleccionado del objeto usando la función START / STOP.
4. Lea los resultados con Sonel Analysis y guárdelos en el disco duro.

Análisis de los resultados de la medición de energía

Después de cargar el archivo de medición que contiene el registro de energía con el software Sonel Analysis, debe:

1. Presionar el botón Mediciones,
2. Busque en la lista los parámetros que le interesan y seleccione los valores Promedio, Mínimo y Máximo (Fig. 6).
3. Seleccione columnas de parámetros para el gráfico.
4. En la lista Gráficos, seleccione la opción Gráfico de tiempo. Espere a que se genere la trama (Fig. 4).
5. Colocando los marcadores 1, 2, 3 en lugares característicos (como en la Fig. 4) puede:

1. Lea el tiempo y el valor del parámetro para cada uno de los tres marcadores ilustrados con un icono de círculo con un número.
2. Con base en los resultados de las diferencias, determine los valores de los parámetros en puntos individuales de esta señal.