ESCUELA POLITÉCNICANACIONAL

ESCUELA DE INGENIERÍA

DESARROLLO DEL SOFTWARE DE ADQUISICIÓN YPROCESAMIENTO DE DATOS PARA EL REGISTRADOR DIGITAL

DE DEMANDA DE ENERGÍA ELÉCTRICA DE LA E.E.Q.

PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DEINGENIERO EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

HENRY GUSTAVO OBANDO JIMÉNEZRAÚL FERNANDO SOSA GUZMÁN

DIRECTOR: Ing. JAIME VELARDE

Quito, Octubre del 2001

DECLARACIÓN

Nosotros, Henry Gustavo Obando Jiménez y Raúl Fernando Sosa Guzmán,declaramos, que el trabajo aquí descrito es de nuestra autoría; que no ha sidopreviamente presentada para ningún grado o calificación profesional; y, quehemos consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en estedocumento.

La Escuela Politécnica Nacional, puede hacer uso de los derechoscorrespondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley, Reglamento dePropiedad Intelectual y por la normatividad institucional vigente.

Henry Gustavo Obando Jiménez Raúl Fernando Sosa Guzmán

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Henry Gustavo Obando

Jiménez y Raúl Fernando Sosa Guzmán, bajo mi supervisión.

Ing. Jaime Velarde

DIRECTOR DEL PROYECTO

AGRADECIMIENTO

AI Ing. Jaime Velarde por su acertada dirección en la realización de este trabajo.

A los Ingenieros Oswaido Buitrón y Mario Barba por su apoyo en la realización .delpresente trabajo.

Al personal de la Empresa Eléctrica Quito por su colaboración durante laspruebas.

Henry Obando Jiménez

Raúl Sosa G'uzmán

-TI -• •»! j - ' '', -.1" • .• tó;

DEDICATORIA

A Dios por haber guiado rni camino.

A mis padres José y Anita, quienes siempre me han apoyado y me han dado la

fuerza éh mis momentos de flaqueza.

A mis hijas Karen y Andrea que son la razón de mi existir.

A todas las personas que ayudaron de cualquier manera en la culminación del

presente proyecto.

Henry Obando J.

DEDICATORIA

A Dios por iluminarme y por darme ía fortaleza para culminar mi carrera.

A mis padres y hermanos por su apoyo incondicional durante toda mi vida.

A rrii tía Mañanita por su,.apoyo y cariño incondicional .

Para aquella persona que me hace sentir especial y ha sido objeto de inspiración.

A todas las personas que de una u otra forma me ayudaron a la realización del

• " • " présente" trabajo

Raúl Sosa G.

CONTENIDO

CAPITULO 1

Información general del Registrador Digital de Demanda de

Energía Eléctrica.

Introducción _._ 1

1.1 Principio básico del funcionamiento del equipo

Registrador, 2

1.2 Componentes del sistema registrador— 3

1.3 Contador de energía por inducción. — — — 4

1.3.1 Estructura del contador de energía por inducción.» 4

1.3.1.a Sistema motriz — 5

1.3.1.b Sistema de frenado- - ~- 6

1.3.1.C Sistema numerador. „„ _... 6

1.3.l.d Soporte y terminales 7

1.3.2 Funcionamiento del medidor de energía por inducción - 8

1.3.3 Relaciones para la lectura de energía... „ 10

1.4 El blooue de registro. -• 10

1.4.1 Estructura del bloque de registro.- - - — 10

1.4.2 Funcionamiento del bloque de registro, -... 12

1.4.3 Características del bloque de registro. 13

1.4.3.a Canales de registro; - 13

1.4.3.b Capacidad de memoria. „ __. „_. 14

1.4.3.C Comunicación con el computador. - 14

1.5 Programación e instalación del equipo registrador 14

1.5.1 Programación del equipo de registro — — 14

1.5.1.a Conectar el equipo registrador.- - -• 14

l.S.l.b Programar el equipo registrador. — ~. 15

1.5.1.C Apagar el equipo registrador.™ „. 15

1.5.2 Instalación del equipo registrador* ~ 16

1.5.3 Descarga de datos del equipo registrador - ~~ 17

CAPÍTULO 2

Acoplamiento del Medidor de Energía Reactiva.

Antecedentes ~ ~ ~ 20

2.1 Medidor de energía reactiva....... _.... _ „ _... 20

2.1.2 Compensación de la Potencia Reactiva* — - 23

2.1.2.1 Condensadores de gran capacidad 25

2.1.2.2 Componentes. __ „ 31

2.2 Sensor / Emisor Reflectivo. - - 32

2.2.1 Optoacoplador reflevtivo. 32

2.2.3 Funcionamiento del optoacoplador reflectivo. 33

2.2.4 Conexión del optoacoplador reflectivo al equipo

registrador. 35

CAPÍTULO 3

Estructura del Software

Introducción. — - 38

3.1 Funcionamiento de sistema registrador — — — -... 38

3.1.1 Sistema registrador— — — — — - 38

3.1.1.1 Registrador de demanda de la EEQ 38

3.1.1.2 Computador personal 38

3.1.2 Obtención de datos— — - - — - - 39

3.1.2.1 Programación del equipo registrador. __ 39

3.1.2.2 Lectura de parámetros del equipo

registrador. — — — - 39

3.1.2.3 Extracción de datos almacenados en

el equipo. _ m___ _~~ 40

3.1.3 Procesamiento de datos. - 40

3.1.3.1 Ver datos guardados^ — — — — 40

3.1.3.2 Granearlos datos obtenidos .— „ 41

3.1.3.3 Trabajo con otras aplicaciones - - 41

3.2 Descripción de los procesos. _ 41

3.2.1 Cabeceras de transmisión — - - — 42

^ 'J 1 1 Primar hvtí* ~ - - ™ 49J.>í.-U.JL J. J. JULJLltl Uj LC. - "" ~+¿i

3.2.1.2 Segundo byte; • 42

3.2.1.3 Tercer byte — 43

3.2.1.4 Estructura posterior del bloque-™ — 43

3.2.3.4.1 Bytes del 4 al 7. ____ 43

3.2.3.4.2 Bytes del 8 al 19. 44

3.2.3.4.3 Bytes del 20 al 34. 44

3.2.3.4.4 Bytes del 35 al 48. 44

3.2.3.4.5 Bytes del 49 al 52. — 45

3.2.3.4.6 Bytes del 53 al 56. _____ _ 45

3.2.3.4.7 Bytes del 57 al 58. ^ „ 45

3.2.3.4.8 Bytes del 58 al 59. - 45

3.2.3.4.9 Bytes del 60 al 128. -~ — 45

3.2.2 Proceso de programación „ __ 46

3.2.2.1 Parámetros que intervienen en la

programación. _ 46

3.2.2.1.1 Subestación „ 46

3.2.2.1.2 Número del equipo.— 46

3.2.2.1.3 Constantes de los medidores de

potencia activa y reactiva — 47

3.2.2.1.4 Constante de voltaje. - 47

3.2.2.1.5 Constante de corriente.^. 47

3.2.2.1.6 Fecha de instalación 48

3.2.2.1.7 Fecha de inicialización. — 48

3.2.2.2 Protocolo de comunicaciones para la

programación 49

3.2.3 Proceso de lectura de parámetros— - — 50

3.2.3.1 Información sobre la lectura de parámetros. 50

3.2.3.2 Forma de realizar una lectura de parámetros. 51

3.2.3.3 Flujograma de la lectura de parámetros. 51

3.2.3.4 Explicación del bloque enviado _. 53

3.2.4 Proceso de lectura de datos almacenados en el

registrador.- — 53

3.2.4.1 En qué consiste la lectura de datos 53

3.2.4.2 Forma en la que vienen los datos del

registrador. _ 53

3.2.4.3 Corte de energía. 56

3.2.4.4 Problemas en un corte. - - 57

3.2.4.5 Flujograma del proceso de adquisición

de datos. 58

3.2.4.6 Aclaraciones sobre el flujograma 61

3.2.4.6.1 Números de corte. - — -- 61

3.2.4.6.2 Corte significativo,.^ „ 62

3.2.4.6.3 Bytes que indican fin de

transmisión. 62

3.2.5 Almacenamiento de los datos en archivos. 63

3.2.5.1 La carpeta Sistema. 64

3.2.5.2 Introducción a una subestación. 64

3.2.5.3 Proceso de almacenar los datos. 65

3.2.5.4 Forma en la que se almacenan los datos 67

3.2.6 Programación luego de extraer los datos del

registrador. _ _.. 69

3.2.7 Proceso de agregar una subestación al computador 70

3.2.8 Otros archivos con los que cuenta el programa. 72

3.2.8.1 Carpetas con el nombre de las

subestaciones. 72

3.2.8.2 Archivo fechas.sad " - - 72

3.2.8.3 Archivos del tipo mes_año 72

3.2.9 Gráficos que realiza el programa. - — 73

3.3 Subrutinas generales utilizadas - 76

3.3.1 Definición del CRC 76

3.3.2 Idea básica del CRC— - - ~~ 76

3.3.3 Implementación del CRC en Visual Basic. 80

CAPITIULO 4

Análisis de pruebas y resultados.

Antecedentes - - - - — - 83

4.1 Método de verificación. - 83

4.1.1 Conexión en el laboratorio, - 83

4.1.2 Forma de verificación de resultados— ~ 85

4.1.3 Análisis de resultados. 86

4.1.4 Prueba uno activa, uno reactiva. 88

4.1.4.1 Tabla de resultados 88

4.1.4.2 Gráficos; 98

4.1.4.3 Errores con respecto al "Nanovip" 100

4.1.4.3.1 Energía activa.-- - 101

4.1.4.3.2 Energía reactiva. 102

4.1.4.3.3 Voltaje 103

4.1.4.3.4 Corriente. 104

4.1.5 Prueba cuatro activa, cuatro reactiva - Í05

4.1.5.1 Tabla de resultados 105

4.1.4.3 Errores con respecto al "Nanovip" - 109

4.1.5.3.1 Energía activa 109

4.1.5.3.2 Energía reactiva. 110

4.1.5.3.3 Voltaje y corriente,™ 112

4.2 Análisis en la Subestación #12 (La Floresta \, 113

4.2.1 Tabla de resultados. __ „.„ _ „ „. 114

4.2.2 Gráficos. : 122

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones 131

Recomendaciones - ~ - 133

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

FIGURAS

CAPÍTULO 1

Figura 1.1 Diagrama esquemático del Sistema Registrador. __ 3

Figura 1.2 Estructura del contador de energía por inducción

monofásico -~ - __. 4

Figura 1.3 Estator _ „ ___„ 5

Figura 1.4 Rotor ~ - 6

Figura 1.5 Sistema de Frenado 6

Figura 1.6 Sistema Numerador „ 7

Figura 1.7 Soporte y Terminales - -» — - 7

Figura 1.8 a) Diagrama de conexiones internas de un medidor

monofásico de energía, b) Distribución de flujo

producido por la bobina de voltaje, c) Distribución

de flujo producido por la bobina de corriente.

d) Torque motor producido por la interacción entre

el flujo de la bobina de voltaje y las corrientes

de Foucault generadas por el flujo de la bobina

de corriente —•— ~ ~ • 8

Figura 1.9 Estructura del bloque de registro- — ~ 11

Figura 1.10 Componentes del bloque de registro „ „ 12

Figura 1.11 Diagrama de conexiones del registrador digital

de demanda para un sistema a) trifásico de cuatro

hilos b) bifásico de tres hilos - ~ - - 13

Figura 1.12 Disposición física de la instalación del registrador

digital de demanda en un sistema bifásico de tres hilos. JL7

CAPÍTULO 2

Figura 2.1 Medidores de energía reactiva monofásico y

trifásico Landis £ Gyr 21

Figura 2.2 Medidor de energía reactiva Landis & Gyr MM2000

Proporcionado por la Empresa Eléctrica Quito- — - 22

Figura 2.3 Estructura interna del medidor de energía reactiva

Landis & Gyr - • - - 22

Figura 2.4 Diagrama fasorial de potencias - - 23

Figura 2.5 Diagrama fasorial de potencias con potencia reactiva

netamente inductiva OL 26

Figura 2.6 Diagrama fasorial de potencias con potencia reactiva

inductiva y capacitiva ( QL y Qc ) — - 26

Figura 2.7 Optoacoplador reflectivo TIL 139 — ~~~ — 33

Figura 2.8 Polarización del optoacoplador reflectivo — — 34

Figura 2.9 Ubicación del sensor en el medidor de energía

re<dt-Lj. \ " ~ " " ~ " '"" " " j.j

Figura 2.10 Sensor TIL 139 y placa de fljamiento „ 36

Figura 2.11 Conexión del sensor al equipo registrador ~- 37

CAPÍTULO 3

Figura 3.1 Flujograma de recepción de datos - 52

Figura 3.2 Proceso de entrada del voltaje al microcontrolador 54

Figura 3.3 Flujograma de adquisición de datos „ _ 60

Figura 3.4 Flujograma del proceso realizado en un corte de

Energía _ _ __ 61

Figura 3.5 Flujograma de la existencia o no de una subestación _ _65

Figura 3.6 Flujograma de la forma de guardar los datos en

archivos _ 67

Figura 3.7 Flujograma de loa forma de agregar una subestación

TJ íirricf"!"""! f\"A (*Y\ "Pí1 „ __ 70JVCgJLo LJL clLLtl CU U Ll U _C V_^ —" "~ / _¿i

Figura 3.8 Flujograma de la forma de recuperar datos y luego

granearlos ~ ~ — — —75

Figura 3.9 Ejemplo del cálculo del CRC „. „ 78^3 *j j_

Figura 3.10 Ejemplo de comprobación del CRCL __ „ „ 79

Figura 3.11 Flujograma de cálculo del CRC — - 81

CAPÍTULO 4

Figura 4.1 Conexión de las cargas y los medidores en el

laboratorio - - 84

Figura 4.2 Gráfico de los medidores mas el Nanovip - — 87

Figura 4.3 Voltaje promedio para la prueba 1 activa, 1 reactiva 99

Figura 4.4 Gráfico de voltaje para el día 3 prueba 1 activa

1 reactiva 100

Figura 4.5 Voltaje para un día de la prueba 4 activa, 4 reactiva 112

Figura 4.6 Voltaje promedio en la subestación La Floresta 123

Figura 4.7 Gráfico de 1 Corriente promedio en la subestación

La Floresta „ __ _ „ 124

Figura 4.8 Comportamiento de la Energía Activa en el día 2

en la prueba realizada en la subestación La Floresta 125

Figura 4.9 Comportamiento de la Energía Reactiva en el día 2

en la prueba realizada en la subestación La Floresta 125

Figura 4.10 Comportamiento del Voltaje en el día 2 en la prueba

realizada en la subestación La Floresta 126

Figura 4.11 Comportamiento de la Corriente en el día 2 en la

prueba realizada en la subestación La Floresta 126

Figura 4.12 Comportamiento de la Energía Activa en el día 3

en la prueba realizada en la subestación La Floresta 127

Figura 4.13 Comportamiento de la Energía Reactiva en el día 3

en la prueba realizada en la subestación La Floresta -127

Figura 4.14 Comportamiento del Voltaje en el día 3 en la prueba

realizada en la subestación La Floresta 128

Figura 4.15 Comportamiento de la Corriente en el día 3 en la

prueba realizada en la subestación La Floresta ~ -.... 129

PRESENTACIÓN

Para, un mejor control de la demanda de energía eléctrica, la Empresa

Eléctrica Quito posee registradores digitales de demanda, los' .cuales toman

registros de los medidores tanto de energía activa como de energía reactiva, así

como de voltaje en intervalos fijos de tiempo.

Estos a su vez son almacenados en una memoria no volátil y luego deberán

ser extraídos por un computador personal mediante un software instalado en este,

que es el objeto del presente trabajo.

Con la ayuda del programa realizado se podrá: programar el equipo

registrador, extraer los datos que se encuentren almacenados y posteriormente

analizarlos.

1 Introducción

El estudio de la demanda de energía eléctrica es una herramienta

¡mportantej tanto para predecir crecimientos estadísticos del consumo de

energía eléctrica; así como, para evaluar el uso eficiente de dicha energía, para

lo cual se requiere de equipos que permitan realizar dicho estudio de una

forma más real.

Para el estudio de la demanda de energía eléctrica es necesario la

recopilación continua de datos, lo cual sería prácticamente imposible sin la

ayuda de un equipo de registro continuo. Por esta razón, se ha desarrollado en

la Escuela Politécnica Nacional el equipo Registrador Digital de Demanda de

Energía Eléctrica, que en adelante se lo enunciará únicamente como Equipo

Registrador, el cual permite obtener lecturas de demanda de energía eléctrica a

intervalos de 15 minutos durante un período no mayor a 30 días.

La información proporcionada por el registrador digital de demanda debe

ser descargada a un computador personal utilizando el software denominado

SAD el cual realiza la adquisición de los datos almacenados en el equipo

registrador el mismo que trabaja en ambiente DOS, el siguiente paso consiste

en el procesamiento y análisis de los datos descargados para lo cual se utiliza

el software desarrollado por el Ing. Bismarck Albán Cornejo como tesis de

grado en el año 1997 denominado ANÁLISIS DE DEMANDA 1.0 el cual ya

trabaja en un ambiente Windows. Los contadores de energía, el equipo

registrador, el software de adquisición y el software de procesamiento de datos

conforman el Sistema Registrador.

Debido a los inconvenientes que presenta trabajar con dos software que

funcionan en diferentes sistemas operativos y además que el SAD no permite

trabajar con fechas a partir del año 2000 , se ha visto la necesidad de

desarrollar un software que facilite la adquisición y el procesamiento de los

datos recopilados por el equipo registrador en un solo paquete, para que luego

puedan ser analizados utilizando gráficos de las diferentes variables que

2proporciona el equipo registrador como Energía Activa, Energía Reactiva,

Voltaje y con estas obtener la Corriente mediante cálculos matemáticos.

El presente trabajo constituye una herramienta de fácil manejo, rápida y

versátil para la adquisición, procesamiento y análisis de los datos provenientes

de los equipos registradores en un solo paquete de software.

1.1 Principio básico de funcionamiento del equipo

registrador.

La función del equipo registrador es la de automatizar el proceso de

medición y monitoreo de la energía activa y reactiva que es utilizada en una

subestación de energía.

El principio básico de funcionamiento del equipo registrador es el de

contabilizar a intervalos de 15 minutos el número de vueltas que da el disco del

medidor de energíaj para lo cual se ha colocado sensores ópticos en los discos

de los contadores.

Además, a través de un canal analógico, se puede almacenar para cada

intervalo, el valor de voltaje RMS de una línea de alimentación de 11OV a 60

HZ, en dos bytes de la memoria y que corresponde a la señal que entrega un

conversor analógico/digital que posee el equipo registrador.

La cuenta del número de vueltas al igual que el voltaje se almacena en

la memoria interna del equipo registrador, la misma que es del tipo no volátil, lo

que quiere decir que conservará esta información aún después de haber

desenergizado el equipo.

La información almacenada en el equipo registrador debe ser transferida

directamente a un computador personal, para lo cual el equipo registrador

dispone de un interfaz de comunicación serial.

1.2 Componentes del Sistema Registrador.

El sistema registrador está conformado básicamente de tres

componentes: e! bioque de medición que consiste en un contador de energía

activa y otro de reactiva del tipo de inducción; el bloque de registro que

consiste en el equipo registrador formado por una tarjeta de adquisición

controlada por un mícroprocesador de la familia MCS - 52 y el bloque de

procesamiento que consiste de dos software independientes instalados en un

computador, para la descarga, procesamiento y análisis de la información.

BLOQUE DEMEDICIÓN

BLOQUE DEREGISTRO

BLOQUE DEPROCESAMIENTO

[\\a 1.1 Diagrama esquemático del Sistema Registrador

Tanto el bloque de medición de energía como el bloque de registro

deben estar conectados para el proceso de registro de datos; no es necesario

en ese momento la presencia del computador.

El computador es necesario tanto para la programación de los equipos

registradores como para la descarga de la información almacenada en ellos y

su posterior procesamiento y análisis.

A continuación se describe en breves rasgos la estructura y funcionamiento

del bloque de medición, que consiste en los contadores de energía por

inducción y del equipo de registro digital.

4

1,3 Contador de energía por inducción

La función del contador de energía es ia de registrar la energía eléctrica

distribuida a consumidores residenciales, comerciales e industriales por las

subestaciones de energía eléctrica. Es utilizado para medir la cantidad de

energía eléctrica que pasa por las distintas partes de ios sistemas de

generación, transmisión o distribución.

El medidor de energía determina y suma todos lo valores instantáneos

de energía, de modo que indica el total de energía utilizada a lo largo de un

periódico de tiempo.

Es necesario revisar brevemente la estructura y principios dé

funcionamiento de los contadores de energía por inducción. Para el efecto, se

considerarán los medidores monofásicos, por ser los más sencillos y por

compartir básicamente los mismos principios de funcionamiento que [os

bifásicos o trifásicos.

1.3.1 Estructura del contador de energía por inducción

TAPA

DE TERMINALES

Figura 1.2 Estructura del contador de energía por inducción monofásico.

1.3.1.a Sistema Motriz

Es el que origina el movimiento mecánico del disco del contador. Tiene

como elementos:

El estator.- está formado por la bobina de voltaje y una o más bobinas de

corriente. Este núcleo tiene un enírehierro en una parte del disco y esta

destinado a crear un torque proporcional a la potencia.

Figura 1.3 Estator

Las bobinas de corriente abrazan al núcleo generalmente en la parte

inferior del disco y la de voltaje en la superior. Las bobinas de corriente son

conectadas en serie con la red y tienen baja ¡mpedancia , mientras que la de

voltaje esta conectada en paralelo con las líneas, tiene alta impedancia por lo

tanto el conductor con el que está hecha es de menor calibre en comparación

con el conductor de la bobina de corriente que es de mayor calibre.

El rotor. Consiste en un disco de aluminio de alta conductividad y

pureza, el cual gira libremente en el plano horizontal pasando por el entrehierro

del estator.

Está montado en un eje vertical, el que se apoya en sus extremos a

cojinetes. Este eje es roscado en uno de sus extremos lo cual le permite

conectarse mecánicamente con el sistema numerador el mismo que se utiliza

para visualizar el consumo instantáneo de energía.

1.3.1.b Sistema de Frenado

Está compuesto por dos imanes permanentes en forma de "C", pasando

el disco entre sus polos. Permite un control lineal de la velocidad del disco, la

misma que determina la constante del disco (Kd) que representa el número de

watts-hora correspondiente a una vuelta completa de! disco. Este sistema es

usado para la calibración del instrumento.

Figura 1.5 Sistema de Frenado

1.3,1,c Sistema Numerador

Está compuesto por engranajes finos del tipo de relojería, los cuales

accionan tambores numerados permitiendo así la lectura del valor de energía

medido de acuerdo al número de vueltas del disco.

Figura 1.6 Sistema Numerador

1.3.1.d Soporte y Terminales

Consiste en una caja de material resistente en la que van montados

todos los elementos. Tiene una tapa con ventana que permite ver los

numeradores y una regleta de horneras para conectar adecuadamente el

Instrumento como se muestra en la figura 1.7,

Figura 1.7 Soporte y Terminales

1,3.2 Funcionamiento de! medidor de energía por inducción

Para entender el principio de funcionamiento, vamos a considerar el

gráfico de la figura 1.8 en el que se encuentran los dos núcleos, el de la bobina

de corriente y el de la bobina de voltaje.

El movimiento de rotación del disco se debe a la combinación de dos

torques. El primero producto de la interacción entre el flujo de la bobina de

voltaje y las corrientes inducidas en el disco por el flujo de las bobinas de

corriente( efecto Eddy o Foucault). El segundo por la interacción entre el flujo

de las bobinas de corriente y las corrientes inducidas en el disco por la bobina

de voltaje.

i deliaje

Conienie debido al

Figura 1.8 a) Diagrama de conexiones internas de un medidor

monofásico de energía, b) Distribución de flujo producido

por la bobina de voltaje c) Distribución de flujo producido

por la bobina de corriente. d) Jorque motor producido

por la interacción entre el flujo de ia bobina de voltaje y las

corrientes de Foucault generadas por el flujo de la bobina

de corriente.

9Las corrientes inducidas aparecen debido a que la sección del disco

que se encuentra en e! entrehierro corta los flujos creados por las bobinas,

induciéndose tensiones en el disco, las mismas que por tratarse de un circuito

cerrado, hacen que circulen estás corrientes en el disco ( efecto Eddy o

Foucault).

Debido a que las bobinas de corriente son de baja irnpedancia, el flujo

generado por éstas se encuentran prácticamente en fase con la corriente del

circuito, esto hace que las corrientes de Foucault tengan prácticamente un

atraso de 90° en relación a la corriente.

Por otro lado, al ser la bobina de voltaje altamente inductiva, se podría

considerar que su flujo está atrasado 90° en relación con el voltaje. Esto es,

para una carga de factor de potencia unitarioj el flujo de voltaje está

prácticamente en fase con las corrientes de Foucaulí producidas por la bobina

de corriente.

La bobina de voltaje generalmente está ubicada en la parte superior del

disco, donde las corrientes de Foucault producidas por la bobina de corriente

están circulando. Estas corrientes interactúan con el flujo de la bobina de

voltaje para producir un íorque proporcional al voltaje y a la corriente del

circuito. Por la misma razón, los polos de la bobina de corriente están ubicados

en la parte inferior del disco donde las corrientes de Foucault producidas por la

bobina de voltaje están circulando. Estas corrientes ¡nteractúan con el flujo de

la bobina de corriente produciendo un torque adicional, también proporciona! al

voltaje y a la corriente del circuito.

Puesto que el factor de potencia no es exactamente igual a 1, las

corrientes de Foucault estarán atrasadas o adelantadas en relación a los flujos

en una cantidad correspondiente a !a diferencia de! ángulo entre el voltaje y ia

corriente, y por tanto e! torque se verá reducido proporcionalmente. Como el

torque es proporcional a la corriente, al voltaje y al factor de potencia, entonces

es proporcional a la potencia.

10Los ¡manes del sistema de frenado inducen tensiones en el disco al

girar éste entre sus polos. Estas tensiones inducen corrientes de Foucault

proporcionales a la velocidad de! disco que al interactuar con el flujo generado

por los imanes producen un torque de amortiguamiento opuesto al del medidor."

1.3.3 Relaciones para la lectura de energía.

Como se dijo anteriormente, el medidor de energía de inducción está

provisto de un dispositivo capaz de contar las vueltas efectuadas por el disco

proporcionalmente a la energía suministrada al abonado e indicarla en

unidades correspondientes (KWH; MWH; etc.).

La relación existente entre el número de vueltas efectuadas y el valor de

energía medido está dada por la constante del contador de energía, la misma

que varía de acuerdo al tipo de medidor y al fabricante, este valor se encuentra

ubicado en la placa del contador junto con los valores de voltaje y corriente que

puede soportar el aparato.

1.4 El bloque de registro.

El bloque de registro consiste en una tarjeta digital controlada por un

microprocesador, la misma que se encarga de almacenar en memoria la

información proveniente de sus tres canales externos de entrada, de los cuales

dos son digitales para contar los pulsos provenientes de los sensores que

cuentan las vueltas del disco de cada medidor de energía y un tercero

analógico para medir la señal de voltaje RMS de una de las líneas de

alimentación de110Va60Hz.

1.4.1 Estructura del bloque de registro.

El bloque de registro está compuesto básicamente por 10 partes, como

lo indica la Figura 1.9

11CONYERSOR

A/D

MICROPROCESADOR

INTEL 8032

INTERFAZSERIAL

RS-232 DB9

FUENTE DEALIMENTACIÓN

C +5, ±12 Vdc )

INTEREAZSERIAL

RS-232 DB25

Figura 1.9 Estructura del bloque de registro.

El microprocesador de la familia '51 (¡8032), es el cerebro que se

encarga del control global del equipo registrador. Cuenta los pulsos

provenientes de los sensores almacenando estas cuentas junto con el valor de

voltaje medido por el conversor A/D en la memoria NVRAM, de manera

sincronizada y tomando como referencia el reloj en tiempo real que posee la

tarjeta. Además se encarga de transmitir la información almacenada en la

memoria hacia el computador utilizando el ¡nterfaz RS - 232 del equipo

registrador y de recibir los parámetros de programación enviados desde el

computador. La memoria EPROM contiene el programa de control que

utiliza el microprocesador para su trabajo.

La fuente de alimentación se encarga de suministrar energía a todo el

circuito del equipo de registro digital.

12'Cada sensor óptico se encarga de enviar al microprocesador los

pulsos para contabilizar el número de vueltas del disco del contador de energía.

Por tanto, el sensor está instalado dentro del medidor de energía, abrazando el

disco de tal forma que pueda detectar el paso del orificio hecho en él para el

caso del contador de energía activa y para el contador de energía reactiva el

sensor se encuentra ubicado en la parte inferior del disco el cual detectará la

marca negra hecha en el disco.

El conversor analógico digital permite enviar al microprocesador el valor

del voltaje de la línea de alimentación. Este está conectado internamente a la

línea que alimenta a la fuente del equipo y por tanto no está disponible

directamente para el usuario.

Fuente dealimentación

Memoria EPROM

Memoria NVRAM

Fusible

Microcontrolador

Switcli deencendido

Conectar'

DB9 sensoresópticos Conector DB25

comunicación serial

Luz de encendidoCable dealimentación

Figura 1.10 Componentes del bloque de registro.

1.4.2 Funcionamiento del bloque de registro.

El objetivo del equipo registrador es el de contabilizar a intervalos de 15

minutos el número de vueltas del disco de un medidor de energía activa y

reactiva.

Para contar el número de vueltas del disco, se ha hecho en él dos

perforaciones diarnetralmente opuestas, las mismas que son detectadas al

pasar por un sensor óptico para el caso del contador de energía activa y para el

13contador de energía reactiva el sensor se encuentra ubicado en la parte

inferior del disco el cual detectará la marca negra hecha en el disco.

Cuando el sensor óptico detecta la perforación del disco o la marca

negra, éste emite un pulso el mismo que incrementa la cuenta correspondiente

al número de vueltas del contador dentro del microprocesador.

Al cumplirse los quince minutos, la cuenta de las vueltas es almacenada

en memoria, así como el dato proveniente de la señal de voltaje. De esta

forma, se iniciará una nueva cuenta hasta que se cumpla el siguiente intervalo.

Los intervalos de registros tienen la característica de ser horarios, es

decir, a las 17:00 se inicia una cuenta hasta las 17:15, a las 17:15 inicia una

nueva cuenta hasta las 17:30, etc.

Al darse un corte de energía se almacena la fecha y hora a la que se dio

e! corte así como la cuenta del número de vueltas acumulada hasta ese

instante. De manera análoga, al regresar el suministro de energía eléctrica, se

almacena en memoria la fecha y hora de retorno, pero no se inicia una nueva

cuenta hasta que se concluya el intervalo fijado de 15 minutos y por lo tanto el

siguiente registro se realizará desde el próximo cuarto de hora , por ejemplo si

el regreso de la energía eléctrica se dio a las 14:35 entonces se registrará

hasta las 14:45 y el próximo registro se realiza normalmente desde las 14:45 a

las 15:00.

1.4.3 Características del bloque registrador.

1.4.3.a Canales de registro

El equipo de registro digital de demanda tiene capacidad de registrar

señales provenientes de tres canales: Energía Activa, Energía Reactiva y

Voltaje, siendo los dos primeros digitales ( número de vueltas) y el tercero

analógico ( señal de voltaje).

141.4,3,b Capacidad de memoria

La memoria del registrador, donde se almacena la información es una

RAM, del tipo no volátil de 32 Kbytes. Su característica no volátil permite la

retención de toda la información aún en ausencia de suministro de energía

eléctrica.

Con un intervalo de 15 minutos, la duración del período durante el cual e!

registrador puede almacenar la información, se podría tener un registro máximo

de hasta 33 días sin cortes de energía, pero este intervalo tiempo puede ser

cambiado a cualquier otro valor en la memoria EPROM de la tarjeta.

1.4.3.C Comunicación con el computador

El equipo de registro está provisto de un interfaz serial EIA-RS-232,

mediante el cual puede comunicarse con un computador persona! .

1.5 Programación e instalación del equipo registrador,

Debido a que en capítulos posteriores se dará una explicación más

detallada, en los siguientes subcapítulos se presenta una información general

para este proceso ,en base al software original SAD.

1.5.1 Programación del equipo de registro

La programación del equipo de registro digital se la realiza mediante el

software SAD, no se requiere realizar ningún tipo de conexión sobre los

medidores de energía que se encuentra junto a éi, solamente la alimentación

del equipo. El procedimiento a seguir para la programación de un equipo de

registro digital es el siguiente:

151,5.1.a Conectar el equipo de registro

Confirmar que el switch del equipo se encuentra en la posición -

Apagado - (hacia abajo). .

Conectar el equipo de registro a la red de alimentación de la Empresa

Eléctrica por medio de ios cables de alimentación que posee el equipo. Debe

tomarse en cuenta la polaridad Fase - Neutro - Tierra de la red, conectando el

cable CAFÉ en la FASE , el BLANCO en el NEUTRO y ei VERDE a TIERRA.

Conectar el cable de comunicación serial desde el PC hacia el equipo de

registro.

Energizar el equipo pasando el switch de encendido a la posición - Encendido -

1.5.1.b Programar eí equipo registrador

Se programará a los equipos con una fecha de ¡nicialización fijada

previamente ( de acuerdo a lo planificado). A partir de la cual éstos inicializarán

sus registros. La programación del equipo se la realiza utilizando el programa

SAD el mismo que presenta las siguientes funciones básicas:

• Programación: permite preparar al registrador para una nueva sesión de

lectura de registros, esto es, establecer la fecha y hora a la cual se desea

que inicie los registros.

• Lectura de parámetros: lectura de los parámetros programados en el

registrador.

• Lectura de datos: permite descargar hacia el PC todos los registros

realizados por el equipo.

• Lectura de datos/lnicializacíón: permite descargar los registros realizados y

posteriormente procede a borrar la memoria del registrador para iniciar

inmediatamente las nuevas lecturas.

161.5.1.c Apagar el equipo registrador

Apagar el equipo registrador digital pulsando hacía abajo el switch de

encendido. Desconectar el cable de comunicación serial. Desconectar los

cables de alimentación del equipo.

7.5,2 Instalación del equipo registrador.

Antes de proceder a la conexión del equipo registrador digital de

demanda debe verificarse que el switch de encendido del equipo se encuentre

en la posición - Apagado - , durante toda la conexión.

En la figura 1.11 se presenta el diagrama de conexión a seguirse para

un sistema trifásico y otro bifásico.

/ Equipo registrador

Figura 1.11 Diagrama de conexiones del registrador digital de demanda para

un sistema a) trifásico de cuatro hilos y b) bifásico de tres hilos.

Las conexiones que se deben realizar para conectar adecuadamente

los contadores se las puede visualizar además en la tapa del mismo contador,

17lo,que no se índica es la conexión del equipo registrador, el cual debe

conectarse a una tensión de 110 V para su funcionamiento .

En la figura 1.12 se presenta la disposición física de las conexiones del

equipo de registro dígita! de demanda.

Medidor instalado por la E.E.Q.

Figura 1.12 Disposición física de la instalación del equipo registrador digital

de demanda en un sistema bifásico de tres hilos.

7,5.3 Descarga de datos del equipo registrador.

La descarga de datos consiste en leer desde el computador los datos

almacenados en el equipo registrador digital de demanda y almacenarlos en

forma de archivos "imagen" en una de las unidades del computador.

Para la descarga de datos se debe conectar el equipo de registro digital

de demanda al computador por medio de un cable de comunicación serial y

utilizando el programa SAD, con la opción - Lectura de Datos-.

18, A partir de este punto, se asumirá que el usuario dispone de todos los

archivos provenientes de todos los registradores pertenecientes a una

determinada muestra almacenados en un directorio dentro de la unidad de

disco duro del computador.

Los datos hasta aquí obtenidos constituyen la información básica que

requiere ser descargada y procesada para la obtención de las curvas de

consumo de energía de los diferentes parámetros que pueden ser obtenidos o

calculados, este segundo paso lo realizamos utilizando el software ANÁLISIS

DE DEMANDA 1.0 , para lo cual primero se debe cerrar el SAD y luego abrir el

programa de procesamiento ya que no se puede trabajar con los dos

programas a la vez.

Todas estas opciones que permiten tanto el SAD como ANÁLISIS DE

DEMANDA 1.0 serán incluidas en un solo paquete de software, el cual es

propósito del presente plan de proyecto de titulación el mismo que será

detallado de mejor forma en los próximos capítulos.

20

Antecedentes.-

Puesto que el equipo registrador digital de energía sólo cuenta con el

sensor óptico del medidor de energía activa, pese a que en su diseño tiene el

canal para el registro de energía reactiva , fue necesario acoplar el sensor para

el medidor de energía reactiva dicho medidor fue proporcionado por la Empresa

Eléctrica Quito.

Previo a describir la forma como se acopló el sensor se procederá a dar una

información acerca de los medidores de energía reactiva.

2.1 Medidor de Energía Reactiva

Este tipo de medidores como su nombre lo indica sirven para determinar la

energía reactiva emitida por un generador o absorbida por una carga , para este

caso este servirá para determinar la energía emitida por una subestación de

energía.

El medidor con el que se cuenta es un Landis & Gyr del tipo de inducción o

Ferraris para corriente alterna con rotor exento de bobina en forma de disco

sencillo de aluminio, dispuesto en e! campo alterno de dos electroimanes. Los

contadores de corriente trifásica disponen de varios sistemas de accionamiento,

que actúan sobre un mismo eje. La integración de la potencia a lo largo del

tiempo se realiza mediante el disco rotativo del sistema de medida, cuya

velocidad de giro es proporcional a la potencia instantánea.

En. los medidores se prevén normalmente mecanismos de cómputo de 6 ó 7

rodillos, el primero de los cuales es accionado por el disco giratorio a través de

un tornillo sin fin o ruedas dentadas. El número de revoluciones del disco por

Kvarh (constante del medidor Kpr), que viene indicado en la placa de

características es muy importante para la comprobación de resultados, este es

21

un factor determinante pues con este valor se determinará la energía reactiva en

un intervalo de tiempo, cada 15 minutos en el caso del equipo registrador.

Los medidores se pueden conectar al circuito correspondiente directamente o

a través de transformadores de medida, por ejemplo, cuando son altas las

intensidades y las tensiones existentes, como es el caso de las subestaciones en

las cuales las conexiones se realizarán desde los transformadores de tensión

(TPs) y los transformadores de corriente (TCs) ya que la conexión directa es

imposible pues en estas instalaciones se tienen tensiones en eí orden de los

miles de voltios y corrientes en el orden de las centenas de amperios.

Figura 2.1 Medidores de energía reactiva monofásico y trifásico Landis & Gyr.

99

Jl

Figura 2.2 Medidor de energía reactiva Landis & Gyr MM2000 proporcionado

por la Empresa Eléctrica QuitotfYnwwvi

Figura 2.3 Estructura interna del medidor de energía Landis & Gyr MM2000

•Jt

23

Para poder comprender de mejor manera el tipo de energía que registran

los contadores de energía reactiva explicaremos la compensación de Potencia

Reactiva.

2.1.2 Compensación de la Potencia Reactiva

Las cargas industriales en su naturaleza eléctrica son de carácter reactivo

a causa de la presencia principalmente de equipos de refrigeración, motores,

transformadores, contactores, etc, por lo cual están provistas de resistencias

óhmicas R e inductivas L que absorben a más de la Potencia Activa P, Potencia

Reactiva Q. De la suma geométrica de estas potencias resulta la potencia

aparente S. El ángulo cp comprendido entre los vectores de potencia activa y

aparente se denomina ángulo de fase; la relación entre la potencia activa y la

aparente es el factor de potencia.

POTENCIAAPARENTE POTENCIA

REACTIVA

POTENCIA ACTIVA

Figura 2.4 Diagrama fasorial de potencias

La potencia reactiva inductiva O constituye una carga adicional a los

generadores en la central, de las líneas de transporte y de los transformadores, y

24

aumenta la caída de tensión y las pérdidas de potencia. Esta potencia reactiva

no se registra si en las instalaciones se emplean únicamente medidores de

energía activa.

Por este motivo las compañías distribuidoras de energía exigen de sus

abonados que el factor de potencia (coscp) no sea inferior a un valor

determinado, puesto que si es muy bajo puede producir en las instalaciones del

abonado:

• Mayor consumo de corriente, lo que implica:

a.- Alambres y cables de mayor calibre.

b.- Utilización de aparatos de mayor capacidad (interruptores, fusibles,etc.)

• Pérdidas en los conductores y fuertes caídas de tensión .

• Incrementos de potencia de las plantas, transformadores, reducción de su

vida útil y reducción de la capacidad de conducción de los conductores.

• La temperatura de los conductores aumenta y esto disminuye la vida útil

de su aislamiento.

• Aumentos en las facturas por consumo de electricidad.

Esto repercute en las compañías distribuidoras en:

• Mayor inversión en los equipos de generación, ya que su capacidad en

KVAr debe ser mayor, para poder entregar esa energía reactiva adicional.

• Mayores capacidades en líneas de transmisión y distribución así como en

transformadores para el transporte y transformación de esta energía

'reactiva.

• Elevadas caídas de tensión y baja regulación de voltaje, lo cual puede

afectar la estabilidad de la red eléctrica.

25

Por las razones expuestas y la necesidad técnica de minimizar la corriente

reactiva para un uso racional de la energía y los recursos disponibles, se

requiere la corrección del factor de potencia; esta corrección se la hace

conectando en paralelo condensadores de gran capacidad a las cargas

inductivas. Las "¡nductancias" se compensan mediante "capacitancias".

2.1.2.1 Condensadores de gran capacidad

La potencia reactiva capacitiva de un condensador Qc viene dada en los datos

de placa del mismo, caso contrario puede ser calculada de la siguiente manera:

Qc-LT .W.C. 1ff* , en KVAr

Siendo:

U el valor eficaz de la tensión de servicio, en V

W la velocidad angular (w= 2nf), en 1/s

f la frecuencia, en Hz

C la capacidad, en F

AI conectar condensadores hay que tener cuidado de que la tensión

nominal sea equivalente a ía de la red.

Las variaciones de la tensión se tienen en cuenta dimensionando los

condensadores para un aumento permanente de la tensión equivalente al 10 %

de la tensión nominal, y para un aumento transitorio (en el lapso de 6 horas en

un día) igual ai 15% de la tensión nominal.

En las figuras 2.5 y 2.6 se representa el diagrama fasorial de potencias

para una carga netamente inductiva y otra inductiva mas una capacitiva

respectivamente.

26

COSCpi = P/Si

Figura 2.5 Diagrama fasoriai de potencias con potencia reactiva netamente

inductiva QL

coscp2 = P/ S2

Figura 2.6 Diagrama fasoriai de potencias con potencia reactiva inductiva y

capacitiva. (Q¡_ y Qc )

La potencia del condensador Qc ha de ser tal que después de su

instalación se obtenga un valor mejorado de cosq>2, comprendido entre 0.9 y 0.98

(inductivo), en lugar de 00591.

No se debe efectuar una compensación excesiva (Qc > Q /_) ya que, en tal

caso, resulta una potencia reactiva capacitiva que somete a carga a las líneas en

27

igual medida que la inductiva. Además, en caso de sobrecompensación se

puede producir un aumento de la tensión en las cargas con respecto a la de la

red.

Según sean las condiciones de servicio, las cargas se compensan en

forma individual, por grupos o centralmente. Estas clases de compensación

también se pueden combinar.

La compensación individual es rentable sobre todo en motores grandes

con larga duración de conexión y en transformadores. En la mayoría de los

casos, los condensadores se pueden conectar al receptor sin necesidad de

aparatos de maniobra ni fusibles, y se maniobran y protegen junto con él.

La compensación por grupos se realiza cuando hay grupos de cargas

conectadas conjuntamente, se pueden montar los condensadores en lugares

apropiados, por ejemplo, en una subdistribución. Para evitar que se produzcan

sobrecompensaciones, las cargas y los condensadores deben estar conectados

entre sí.

Cuando existen un gran número de cargas de potencia diferente y

conexión variable, resulta muy apropiada la compensación central con un

sistema de regulación, para mantener constante el factor de potencia adecuado

de la instalación. Cuando la compensación se efectúa centralmente, los trabajos

de mantenimiento se realizan desde un punto y son poco costosos, al contrario

de lo que ocurre en la compensación individual, en que los condensadores están

distribuidos por separado. No obstante, hay que tener en cuenta que la potencia

reactiva se transmite a los cables tendidos entre los condensadores y las cargas.

Para determinar la potencia de los condensadores a utilizarse, se suma el

consumo de potencia reactiva de todas las cargas, teniendo en cuenta un factor

de simultaneidad adecuado.

28

Midiendo la energía activa y la reactiva en instalaciones ya existentes, se

puede calcular la potencia del condensador necesario para obtener el factor de

potencia deseado. También se pueden conectar durante cierto tiempo

registradores de la potencia activa y reactiva, para obtener información sobre el

consumo de potencia reactiva.

Para compensar la potencia reactiva de transformadores, sin tener en

cuenta la red, hay que prever en el lado de tensión inferior condensadores de

potencias iguales a las que se muestran en la siguiente tabla1:

Potencia nominal

del transformador

KVA

25

50

75

100

160

250

315

400

630

Transformador con tensión superior de

5 a 10 KV

Potencia del

condensador

KVAr

2

3.5

5

6

10

15

18

20

28

15 a 20 KV

Potencia del

condensador

KVAr

2.5

5

6

8

12.5

18

20

22.5

32.5

25 a 30 KV

Potencia del

condensador

KVAr

3

6

7

10

15

22

24

28

40

Muchas veces se prefieren condensadores de mayor potencia, para

compensar también con ellos parte de la potencia reactiva de la red. La

potencia del condensador no debe exceder a los valores indicados en la tabla

anterior ya que podría quedar sometido a una sobrecarga.

Instalaciones eléctricas, Albert F. Spitta Tomo I , pag 720

29

En motores de corriente trifásica, si a! desconectar el motor no se separan

los condensadores de los arrollamientos, puede establecerse en las borneras

del motor una tensión debida a la autoexcitación, que se mantiene hasta que

esté parado el motor. Esto se evita eligiendo los valores recomendados para la

compensación individual de motores como se muestra en la siguiente tabla2:

Potencia

motor

KW

4 0^.\j

< nJ.U

fi nu. u

c no, u

1 1J. J-

1¿1J.H-

1 Q-L U

99

nominal del

4 Q.̂.7

5.9

1.9

10.9

13.9

17.9

21.9

29.9

A partir de 30

Potencia del condensador

KVÁr

2

2.5

3

4

5

6

8

10

Aprox. 35%

nominal del

de] a potencia

motor.

Estos motores se compensan individualmente con condensadores de alta

tensión.

SÍ los motores se arrancan con un interruptor estrella-triángulo de

accionamiento manual, es preciso emplear condensadores con seis puntos de

empalme exteriores (conexión abierta), para compensar la potencia reactiva.

Durante ei arranque en conexión estrella sólo es efectiva una tercera parte de la

potencia del condensador.

2 Instalaciones eléctricas, AlbertF. SpitUí Tomo I , pag 722

30

Durante la conmutación estrella - triángulo, se interrumpe brevemente la

unión con la red. El condensador permanece cargado y se puede volver a

conectar aun en caso de oposición de fase con respecto a ¡a tensión de la red.

Entonces fluyen corrientes de compensación, que pueden deteriorar a!

interruptor. No es admisible conectar el condensador en triángulo a las borneras,

ya que al conmutar puede producirse resonancia en serie, en cuyo caso aumenta

la tensión en gran medida y pone en peligro no sólo el aislamiento del motor, sino

también el dieléctrico del condensador.

Por los motivos mencionados, los interruptores estrella-triángulo de

accionamiento manual únicamente se pueden emplear cuando se conectan

posteriormente los condensadores y para motores de potencias inferiores a 20

KW; en los demás casos hay que usar interruptores estrella-triángulo en

ejecución apropiada para motores de corriente trifásica compensados.

Las potencias de los condensadores para lámparas fluorescentes se indican a

continuación en la tabla3:

Lámpara fluorescente

Tensión nominal

V~

110

220

Potencia nominal

W

20

10

2x15

16

20

25

40

2x20

65

Potencia del condensador

necesaria

Var

30

30

55

40

80

55

70

70

110

Instalaciones eléctricas, AlbertF. Spitta Tomo I, pag 726

31

Sí los circuitos de las lámparas se alimentan con corriente trifásica, por

ejemplo, en bandas luminosas, se pueden emplear para la compensación

condensadores de 380V, que e conectan en triángulo entre los conductores

activos de la red. Estos condensadores son más económicos que los de 220V.

2,7,2,2 Componentes

Los componentes esenciales de un sistema de compensación de la potencia

reactiva son:

• Condensadores;

• Un regulador de potencia reactiva que mide, a través de uno o tres

transformadores de intensidad, el consumo de potencia reactiva en la

acometida, y transmite la órdenes de conexión o desconexión a los

contactores de maniobra de los condensadores ;

• Fusibles para las derivaciones de los condensadores;

• Contactores para maniobrar los condensadores;

• Un dispositivo para descargar los condensadores una vez desconectados de

la red.

El regulador de potencia reactiva conecta y desconecta automáticamente los

condensadores. Cuando la carga es aproximadamente simétrica, el regulador

mide la potencia reactiva en un conductor activo, y si la carga es asimétrica, en

los tres conductores activos. Los reguladores de potencia reactiva se conectan a

través de transformadores de intensidad. Con relación al sentido de flujo de la

energía, dichos transformadores deben estar situados por delante del sistema de

regulación .

Si no se realiza la conexión correctamente, los condensadores se conectan

ya a una carga inductiva reducida, puesto que la compensación no es efectiva

A

32

para los transformadores de intensidad. Al desconectarse las cargas, queda

fuera de servicio el sistema de regulación ya que no fluye corriente a través del

transformador de intensidad. Los condensadores permanecen conectados y la

energía sobrante fluye a la red. En tal caso se establece una

sobrecompensación.

2,2 Sensor/ Emisor Reflectivo

Por los problemas causados por los optoacopladores de herradura de los

contadores de energía activa, que debido a los orificios que deben ser hechos

en el disco del medidor de energía y los inconvenientes que ocasionan, como el

desbalanceamiento del disco provocando lecturas erróneas se ha optado por

utilizar un sensor del tipo reflectivo, cuyo funcionamiento se explicará a

continuación.

2.2.1 Optoacoplador Ref lectivo

Un optoacoplador reflectivo combina un semiconductor formado por un

fotoemísor, un fotoreceptor y entre ambos hay una superficie por donde se

refleja la luz (disco del medidor de energía). El fotoemisor es un fotodiodo y el

fotoreceptor es un optotransistor.

El fotoemisor y el fotoreceptor se encuentran dentro de un mismo

encapsulado uno junto al otro como es el caso del TIL139 ver figura 2.7

33

FOTOEMISOR

SUPERFICIE

Figura 2.7 Optoacoplador reflectivo TIL139

2.2.3 Funcionamiento del Optoacoplador reflectivo

La señal de entrada es aplicada al fotoemisor (fotodiodo) y ia salida es

tomada del fotoreceptor (optotransistor). Los optoacopladores reflectivos son

capaces de convertir una señal eléctrica en una señal luminosa (infrarrojos) y

volver a convertirla en una señal eléctrica. La gran ventaja de un Optoacoplador

reflectivo reside en que no se debe efectuar perforaciones en la superficie del

disco, que para el caso del disco del medidor de energía está superficie es

óptima, pues es plateada lo que implica una gran reflexión, para obtener las

transiciones que necesita e! equipo registrador, indispensables en el

almacenamiento en memoria de! número de vueltas por intervalo, se debe poner

una marca en el disco de preferencia de color negro para que no exista reflexión.

Los fotoernisores que se emplean en los optoacopladores son diodos que

emiten rayos infrarrojos y los fotoreceptores pueden ser tiristores o transistores

n-p-n, de acuerdo a la aplicación.

34

Cuando aparece una tensión sobre los terminales del diodo, este emite un

haz de rayos infrarrojo que transmite a través de una pequeña guía de onda de

plástico o cristal hacia una superficie reflejante y luego al fotoreceptor. Si la

superficie refleja esta luz al fotoreceptor tendremos en el lado del receptor

tendremos un voltaje igual a 200mV que corresponde al voltaje colector-emisor

del transistor en saturación, caso contrario si !a superficie no refleja el rayo

infrarrojo hacia el transistor ( marca negra en el disco ) se obtendrá un voltaje de

4.5 V correspondiente al voltaje de colector del transistor en corte, lo cual nos

proporciona la transición que necesita el equipo registrador. Los valores de

voltaje señalados anteriormente se obtienen si alimentarnos al foíoemisor y al

fotoreceptor con una fuente de 5 Vdc, que es la que se tiene en el equipo

registrador con la cual se polarizará al optoacoplador como se muestra en la

figura 2.8.

Figura 2.8 Polarización del optoacoplador reflectivo

Por pruebas realizadas en el laboratorio, se hicieron 8 marcas en el disco

puesto que su superficie no es completamente plana ya que tiene 8 pequeñas

ranuras y debido a que este tipo de sensores pueden ser usados como

detectores de proximidad. Si la luz se refleja a diferentes distancias el

fotoreceptor entrega valores de voltaje de acuerdo a la distancia de reflexión,

por este motivo se optó por realizar las marcas precisamente en las ranuras para

no tener problemas en la toma de lecturas ya que en un principio se contaba

35

2.2.4 Conexión del optoacoplador reflectivo al equipo registrador

Previo a explicar la forma de conexión del sensor al equipo registrador se

indicará la forma como se fijó el sensor al medidor de energía reactiva y la forma

de calibración del sensor.

Para fijar el sensor al medidor de energía se utilizó una pequeña placa de

2 X 3 cm en la cual se hizo dos orificios, uno para fijar e! sensor al medidor y otro

para ajustar la distancia entre el disco y el sensor.

Disco

Sensor

Figura 2.9 Ubicación del sensor en el medidor de energía reactiva.

Como se muestra en la figura el sensor está ubicado en la parte inferior

del disco del medidor, por lo tanto las marcas deben realizarse en la parte inferior

del disco.

Luego de fijar el sensor al medidor de energía reactiva hay que realizar la

calibración, que consiste en fijar la distancia entre el disco y la parte superior del

36

Luego de fijar el sensor al medidor de energía reactiva hay que realizar la

calibración, que consiste en fijar la distancia entre el disco y la parte superior del

sensor para lo cual el TIL139 posee un orificio en la parte central del

encapsulado para este propósito, la distancia óptima a la cual debe colocarse es

de 2 a 3 milímetros entre el disco y el sensor.

Orificiode calibración

Orificiode calibración

Orificiode fijación

Figura 2.10 Sensor TIL139 y placa de fijamiento

Las conexiones que se deben realizar entre el sensor y el equipo

registrador se muestran en la figura 2.11. Cabe recalcar que las conexiones

internas en el equipo registrador ya están realizadas, las únicas conexiones que

se realizan se las hace en los pines 6, 7 y 8 del conecíor DB9 que posee el

equipo registrador.

Se debe tener cuidado al soldar los cables en el conector DB9, pues en

el mismo conector se encuentra los cables de polarización del sensor para el

medidor del energía activa.

37

EQUIPO•REGISTRADOR

•*•

FUENTE

0.33 K

-B-

CONNECTOñ DB9

OPTO ACOPLADOR

Figura 2.11 Conexión del sensor al equipo registrador

Los pines 4, 5 y 9 se encuentran con una marca ya que - no tienen

ninguna conexión, por el contrario los pines 1, 2 y 3 se encuentran conectados al

sensor de¡ medidor de energía activa .

38

Introducción

El software desarrollado para el presente trabajo consta de cuatro partes:

• Programación del registrador.

• Lectura de parámetros del registrador

• Lectura de datos del registrador

• Análisis de los datos obtenidos.

3.1 Funcionamiento del sistema registrador

3.1.1.- Sistema registrador,

El sistema registrador consta de dos partes;

• Registrador digital de demanda de la Empresa Eléctrica Quito

• Computador personal.

3.1.1.1 Registrador de Demanda de la EEQ.

Como se mencionó en el capítulo 1 literal 1.5, el equipo registrador es

aquel que obtiene los datos de los sensores que son en forma de pulsos que

están colocados en los medidores de energía tanto activa como reactiva así

como el voltaje de la línea. Lo que hace este componente del sistema es ir

almacenando los pulsos en la memoria que posee este equipo, para luego

procesarlos.

3.1,1.2 Computador personal.

El computador personal (PC), es importante para el sistema y es que a

pesar de que no es el componente principal como si lo es el registrador digital

de demanda; sin embargo sin ei PC el registrador no tendría mayor utilidad ya

que gracias a este, se programa al equipo registrador, se extraen los datos

que se han almacenado en ia memoria y posteriormente se realiza el

39

procesamiento de estos datos, mediante el software que es el objeto del

presente proyecto de titulación.

3.1,2 Obtención de datos.

A continuación se verá los diferentes pasos que se debe realizar para

poder tener los datos en un archivo del computador, los cuales son

posteriormente procesados.

3.1.2.1 Programación del equipo registrador.

Una de las operaciones fundamentales, corresponde a la programación

del equipo registrador.

Programar consiste en introducir ciertos parámetros como son el

nombre de la subestación, equipo, fecha entre otros, para de esta forma

empezar a registrar datos en el equipo.

En resumen se podría decir que la programación se da para que el

equipo registrador comience a tomar datos, bajo ciertos parámetros que se le

da.

3.1.2.2 Lectura de parámetros del equipo registrador.

Este proceso se lo puede hacer una vez que el equipo se encuentra

programado, y permitirá obtener información acerca de los parámetros con los

que fue programado el registrador.

Este proceso no es una operación obligatoria que se deba de hacer

para obtener los datos; pero si constituye una referencia, para conocer como

está operando el equipo de registro.

40

3.1.2.3. Extracción de datos almacenados en el equipo.

Este proceso al igual que el primero y a diferencia del anterior es

obligatorio ya que de esta forma los datos que se encuentran almacenados

dentro de la memoria interna del equipo registrador son procesados y

posteriormente serán almacenados en un archivo, esto con e! fin de que

cuando se los quieran analizar se proceda a recuperarlos.

Cabe anotar que una vez que se han extraído los datos, el equipo

registrador será nuevamente programado con la fecha que posee el

computador con el fin de evitar que se sature la memoria.

3.1.3 Procesamiento de datos,

El procesamiento de los datos almacenados en el equipo de registro se

realiza mediante el software desarrollado en el presente trabajo, el cuál se

encuentra instalado dentro del PC correspondiente, los procesos que se

realizan son los que se detallan en ios siguientes subcapítulos.

3.1.3.1 Ver datos guardados.

Para recuperar los datos que fueron almacenados, se debe escoger la

subestación, de la cuál se desea conocer la información, luego de esto se

debe elegir las fechas límites de los datos; es decir, fechas de inicio y fin del

rango que se desea observar.

El rango que se selecciona estará dentro de los datos que están

almacenados, por lo que no es posible elegir un elegir un rango en el cual no

se haya realizado registros.

3.1.3.2 Craficar los datos obtenidos.

Esta es una herramienta que ofrece el software desarrollado y que

permite apreciar de mejor manera los datos obtenidos, en donde se podrán

observar valores máximos y mínimos.

41

Cuando se escoja un intervalo mayor a un día para los gráficos, el valor

que se mostrará en pantalla será el valor promedio de cada día.

En tanto que si el gráfico es de un día, se mostrará los consumos

instantáneos en intervalos de quince minutos.

3.1.3.3 Trabajo con otras aplicaciones.

Dada la importancia que representa el poder intercambiar información

entre aplicaciones, el software desarrollado permite exportar sus datos a otras

aplicaciones.

El proceso se realiza seleccionando la porción que se desea exportar, y

dando la orden respectiva, este será enviado al portapapeles de Windows

para que se lo pueda abrir en otras aplicaciones como "Microsoft Excel", por

ejemplo.

3.2 Descripción de los procesos.

Para realizar cualquier proceso entre el PC y el Registrador, sea este '

de programación, lectura de parámetros, entre otros de los que se los

mencionará posteriormente, se deben transmitir bloques de 128 bytes, ya que

esta es la medida que se asumió cuando se elaboró el programa para el

microprocesador.

Existe una cabecera que es el primer byte que se envía en el sentido

computador a registrador, en el cuál se le indicará al equipo registrador que

operación se desea realizar.

Dado que el byte antes referido es muy importante, ya que se lo utiliza

dentro del bloque tanto en el inicio como en la finalización de todos los

42

procesos de comunicación del PC al equipo de registro, merece ser detallado

con los demás bytes de! bloque y se lo explica en los siguientes subcapítulos.

3,2.1 Cabeceras de transmisión,

3.2.1.1 Primer byte

El primer byte de los datos enviados hacia el registrador le indica si la

operación que se va a efectuar con el microcontrolador, es una operación de

lectura o escritura.

Para el caso de lectura el primer byte deberá ser el carácter cuyo

código ASCII es el número 80 (que corresponde al carácter "P"), y en caso de

escritura deberá de ser el número 96 (que corresponde al carácter "*") y esto

se lo puede observar en el siguiente esquema.

4° 3° 2° 8° 7° 6° 5° 4° 3° 2°

80 0 -i 0 1 0 0 0 0 96 0 -] 1 0 0 0 0 0

La forma que tiene el microprocesador de diferenciar s¡ la operación es

de lectura ó escritura es de acuerdo al quinto y al sexto bit, así si está activado

el quinto bit sabe que es una operación de lectura y si es el sexto será

operación de escritura.

Como se puede observar el séptimo número es siempre 1, es decir no

cambia aun cuando sea diferente la operación.

3.2.1.2 Segundo byte

En la versión anterior de este programa existía la opción de canales el

cuál le indicaba al microprocesador que canales debe activar; es decir,

energía activa, reactiva o voltaje, se puede apreciar mejor esto en el esquema

que se presenta a continuación.

55 0 0 1 1 0 1 1 1 48 0 0 1 1 0 0 0 0

43

Los caracteres correspondientes a los números ASCII anteriores son

los siguientes, para 55 es el carácter "7", y para el 48 es "O"

Como se puede ver son los tres últimos bits los que indican al

microprocesador cuales canales debe de activar siendo desde el primero a!

último el orden siguiente: voltaje, energía reactiva y energía activa. Para el

caso de programación o escritura van activados todos los bits ya que el

requerimiento es el de registrar todas las medidas, este parámetro no puede

ser alterado por el usuario con el fin de que se registren los tres canales.

3,2.1,3 Tercer byte.

El tercer byíe lo que le indica al microprocesador es el estrato al cual

pertenece el abonado, esto estaba previsto ya que anteriormente se pensaba

el uso de estos equipos en el sector residencial y en este caso se dividían a

los abonados del sistema eléctrico en estratos de acuerdo al consumo

promedio mensual que presentaba, por lo que este número ya no lo podrá

alterar el usuario, sino que se lo fijó en uno a diferencia del anterior programa

que le permitía variarlo entre 1 y 6.

49 0 0 1 1 0 0 0 1

Para este caso el carácter que representa el código ASCII número 49

es "1". Aquí se puede observar que existen 3 bits que están prendidos

como son el primero, quinto y sexto.

3.2.1.4 Estructura posterior del bloque.

3,2.1.4.1 Bytes del 4 al 7

Los bytes del 4 a! 7 corresponden al número del equipo (tanto este

concepto corno los que vienen posteriormente serán mencionados en el punto

3.2.2, que es la programación del registrador), si el número de equipo que se

44

introduce es menor que 1000 se llenarán los siguientes datos con espacios en

blanco, así por ejemplo si el número es 70 lo que se almacenará será "70 ",

es decir el número 70 acompañado de dos espacios en flanco.

3.2.1.4,2 Bytes del 8 al 19.

Los bytes del 8 a! 19 corresponden al nombre de la subestación, al igual

que la anterior si no existen los 12 caracteres se llenará con espacios en

blanco.

3.2.1.4.3 Bytes del 20 al 34

Los caracteres del 20 al 34 corresponden a la fecha de instalación e

incluye dos caracteres intermedios (tal como se aprecia en el ejemplo inferior),

el primero es el número 48 que corresponde al número O y el segundo

corresponde al número de la semana de esa fecha, siendo el domingo el

número 0. El número O y el número del día de la semana forman el separador

entre fecha y hora.

Por ejemplo si se tiene la fecha 2001-07-03 a las 17h34m23s, esta se

almacenará de la siguiente manera.

20 34

3 2 4 3 7 1 0 2 3 0 7 0 1 0

El carácter subrayado es el separador antes mencionado y corresponde

al número 2 ya que el día de esa fecha es Martes.

3.2.1.4.4 Bytes del 35 al 48.

Los bytes del 35 al 48 corresponden a ia fecha de ¡nicialización, la

forma en la que están ubicados los datos es similar a la de la fecha de

instalación.

45

3.2.1,4.5 Bytes del 49 al 52.

Los caracteres del 49 al 52 corresponden a la constante de potencia

activa, a diferencia de la subestación y el prototipo si es menor que 1000 este

se completa con ceros, así por ejemplo si es 75, este se almacenará así 0075

para no afectar su valor numérico.

3.2.1.4.6 Bytes del 53 al 56.

Los caracteres del 53 al 56 corresponden a la constante de potencia

reactiva, su forma de almacenamiento es similar a la de potencia activa

mencionada anteriormente.

3.2.1.4.7 Bytes 57 y 58.

Los caracteres 57 y 58 es la constante de voltaje y este se guarda de ia

siguiente manera: SÍ por ejemplo la constante que se va a introducir es 5487,

lo que se hace es coger los dos números más significativos y transformarlos

en su código ASCII, esto es 54 por tanto, lo que realmente se guarda es el

carácter ASCII 54, es decir "6", y en la segunda posición se guardará el

carácter 87, es decir "W", por lo que realmente se guardará en estas

localidades será 6W.

3.2.1.4.8 Bytes 59 y 60.

Para el caso de la constante de corriente es iguaí a la de voltaje con la

diferencia de que estas se guardan en los caracteres 59 y 60.

3.2.1.4.9 Bytes del 61 al 128.

Para completar el bloque que debe ser de 128 bytes luego se envía un

carácter nulo mas 67 caracteres de espacios en blanco es decir el carácter

ASCII número 32.

46

3.2.2 Proceso de programación.

El proceso de programación del registrador es el más importante de todos,

ya que mediante este proceso se le da al registrador los siguientes datos:

• Subestación en la cual va a operar.

• Número del equipo que operará.

• Constantes de los medidores de potencia activa y reactiva.

• Constantes de Voltaje y Corriente.

• Fecha de ¡nicialización.

Ahora se va a hablar un poco de cada uno de los anteriores.

3.2.2.1 Parámetros que intervienen en la programación.

3.2,2.1.1 Subestación.

Dato que puede contener hasta 12 caracteres(dado por una limitación del

equipo registrador), bajo este nombre el programa realizado creará un

subdirectorio donde se almacenarán los datos de dicha subestación (esto se

mencionará mas detalladamente cuando se explique el proceso de adquisición

de datos en literal 3.3.4).

3.2.2.1.2 Número del equipo.

Es un número que corresponde al número de serie del equipo registrador,

e! cual puede servir como una referencia sobre el equipo registrador. Este dato

al igual que el anterior por una limitación del equipo no admite mas de 4

caracteres que para este caso son únicamente numéricos. Este dato no es

realmente muy importante ya que no interviene en la adquisición de datos.

47

3.2.2.1.3 Constantes de los medidores de potencia activa y reactiva,

Estos datos al igual que el primero son muy importantes ya que mediante

estas constantes se convierte los pulsos que entran al microprocesador

provenientes de los medidores, permitirán transformar los pulsos a una

medida de energía. Este número se halla ubicado en la parte frontal del

medidor y generalmente tiene unidades de rev/Kwh ó rev/KVAR según sea el

caso.

3.2.2.1.4 Constante de voltaje.

Dado que el valor de voltaje que mide el registrador es el voltaje con el cual

está alimentado, esta constante servirá para poner la relación de

transformación con la cual ha sido alimentado el registrador, por ejemplo dado

que el registrador funciona con un voltaje de 110Vac, y si la línea de

alimentación es de 220VacJ se deberá ubicar un transformador de relación

2:1, por lo que en un lado estaría la toma de alimentación y en el otro lado del

transformador se conectaría el registrador y al programarle se le deberá

indicar que la constante es 2. En caso de estar conectado directo deberá

simplemente de ser 1.

Para el caso particular de las subestaciones de energía, este valor es igual

a la constante de los trasformadores de potencial (tp's).

3.2.2.1.5 Constante de comente.

Al igual que la constante de. voltaje tiene que ver con una relación

existente entre la corriente que se desea medir y la corriente con la que son

alimentados los medidores, ya que estos soportan corrientes de alrededor de

5 A, ahora por ejemplo supongamos que la corriente que se desea medir está

en alrededor de 15 A, lo que deberá de hacer será introducir el 3 cuando se

indique la constante de corriente.

48

En el caso de las subestaciones de energía, este valor corresponde a la

constante de transformación de los transformadores de corriente (tc's).

3.2.2.1.6 Fecha de instalación.

Esta fecha sirve para indicarle al registrador, el momento desde el .cuál

debe de comenzar a tomar lecturas y está programado para que sea 5

segundos después de que se le programó con la fecha de iniciaiización.

Para este parámetro el usuario no tiene ningún acceso, ya que siendo

así, se obligará a que el equipo registrador tome lecturas luego de 5

segundos de que se lo programó.

3.2.2.1.7 Fecha de iniciaiización.

Esta fecha no es un dato que el usuario pueda alterar ya que aquí se

encuentra la fecha del sistema, por lo que si aquí se encuentra el usuario con

una fecha errónea, deberá de ¡r a las configuraciones de Windows y cambiar

la fecha de! sistema. Esta fecha es muy importante ya que al descargar los

datos se tomara como la fecha de inicio, es decir que si por ejemplo existieron

6 lecturas y teníamos esta fecha a 2001-07-08 a las 12:00:00, la primera

lectura será para las 12:00, la segunda será para 12:15 y así sucesivamente

hasta que la sexta lectura corresponderá a las 13:15, por lo que se debe de

garantizar que esta fecha sea la correcta.

Aquí se puede anotar uno de los cambios que se dio con respecto ai

software anterior, y es que en el software anterior el usuario tenía acceso a la

fecha de instalación, y algunas veces se cometían errores, como el de poner

está fecha inferior a la de ínicializacíón, por lo que el equipo registrador se

programaba pero nunca empezaba a tomar lecturas.

Con el cambio el equipo registrador comienza a tomar lecturas

automáticamente luego de 5 segundos de que ha sido programado.

49

Ahora se verá en que consiste el protocolo de comunicaciones para la

programación, es decir todo el proceso desde que el computador halla activo

al registrador.

3.2.2.2 Protocolo de comunicaciones para la programación.

El proceso de comunicación se da de la siguiente manera.

El equipo registrador se encuentra constantemente enviando la letra C para

indicar que se encuentra activo, esta C es enviada aproximadamente cada

segundo.

El proceso que debe de realizar el computador es el siguiente:

1. El computador espera a que le llegue una C para comprobar que el equipo

se encuentra activo.

2. Una vez recibida la C, envía un bloque de 128 bytes de los cuales los tres

primeros bytes tienen por código ASCII los números:96, 55 y 49(como fue

explicado en el numeral 3.3.1, en la parte de cabecera de transmisión), el

resto de la estructura del bloque fue explicado posteriormente dentro del

mismo punto anteriormente mencionado.

3. Luego de esto y de verificar que el CRC (código de redundancia cíclica)

sea correcto el equipo envía el carácter ASCII 6, caso de no ser correcto e!

CRC le enviará 3 letras C consecutivas con el fin de cancelar el proceso de

programación.

4. El computador luego de esto debe de enviar un carácter ASCIi número 4 y

esperar que el equipo devuelva un carácter ASCII número 6 seguido del

carácter ASCII numero 67 que corresponde a letra C.

5. Posterior se envía nuevamente un bloque pero ahora en sus tres primeros

bytes los caracteres ASCII 80 , 48 y 49.

6. Luego de esto el microcontrolador envía un carácter ASCII número 6 (si es

que el CRC es correcto), a lo que se le debe de responder con un carácter

ASCII número cuatro y a la vez el equipo registrador responderá con un

carácter ASCII número 6.

50

7. Luego de esto desde el computador es enviado un carácter ASCII número

67 correspondiente a la letra C.

8. Esto es una Invitación a transmitir por parte del PC al microcontrolador y

este a su vez enviará un bloque de 128 bytes que contendrá los datos con

los que fue programado recientemente.

9. Esto sirve para comprobar si los datos con los que están programados son

los correctos en cuyo caso se mostrará un mensaje de que la

programación se realizo con éxito.

3,2,3 Proceso de lectura de parámetros.

3.2.3.1 Información sobre la lectura de parámetros.

La lectura de parámetros del registrador es un proceso mas sencillo que

el de programación, este proceso sirve para que el usuario sepa los datos con

los cuales fue programado el equipo registrador.

Al ejecutar esta operación el usuario obtendrá los datos con los cuales

se realizo la última programación del registrador, aquí obtendrá los parámetros

especificados anteriormente como son:

• Subestación en la cuál está operando.

• Número del equipo que está funcionando.

• Constantes de los medidores de energía activa y reactiva instalados.

• Constante de Voltaje (tp).

• Constante de corriente (te).

• Fecha de ¡nicialización.

La explicación de estos datos fue dada en la parte de programación

(numeral 3.2.2), por lo cuál no se redundará.

51

3.2.3.2 Forma de realizar una lectura de parámetros.

La forma de realizar una lectura de parámetros es similar a la de la

segunda parte de la programación, es decir desde la parte en que se realizaba

la verificación para ver si los datos con los que fue programado fueron o no

correctos.

La forma de leer los parámetros será vista de una mejor forma al

realizar el siguiente diagrama de flujo.

En este se podrá observar todos los pasos que se realizan y lo que

ocurre si no llega lo esperado.

Las formas de las cabeceras se dijeron en la parte anterior al igual que

de las tramas, por lo que únicamente se hará un pequeño recordatorio.

3.2.3.3 Flujograma de la lectura de parámetros.

52

Se espera la llegadade un carácter

Es enviado un bloque de128 bytes con cabecera delectura.

Figura 3.1 Flujograma de

recepción de datos

Se espera un carácter

Nn

S¡

El carácter ASCII 4 esenviado

Se espera un carácter

Si

Es enviada la letra C

Se espera el bloquecon los datos

Son mostradosresultados obtenidos

No

Mensaje de haocurrido un error

FIN

53

3,2.3,4 Explicación del bloque enviado.

Corno se vio anteriormente la cabecera para hacer una operación de

lectura y sin borrar los datos es la combinación de caracteres 80 y 48.

Aunque de los 131 datos que compone el bloque (incluyendo los de

CRC y unos bytes de comienzo, lo único que le interesa al microcontrolador en

este caso es el primero y el segundo byte en sus códigos ASCII, lo que venga

después como no es una operación de escritura no lo toma en cuenta, pero

tomando como referencia el anterior programa desarrollado, se ha visto que

en dicho programa se envían datos de la última programación así que se

decidió enviar lo mismo para no estar enviando los datos con muchos

espacios en blanco, el cuál podría provocar algún error en el proceso.

3,2.4 Proceso de lectura de datos almacenados en el Registrador.

3.2.4.1.- En que consiste la lectura de datos.-

La lectura de datos es el proceso por el cuál se adquieren los datos

almacenados en el registrador para su posterior análisis, estos datos son

enviados a partir del segundo bloque (ya que en el primero vienen los

parámetros del registrador),

3.2.4.2.- Forma en la que vienen los datos desde el registrador.

Los datos que llegan al computador desde el registrador utilizan el

siguiente formato:

AAAARRRRVV

Donde A son los datos de la energía activa, R de la energía reactiva y V

los del voltaje. Lo que viene en los datos es e! número de pulsos que ha

recibido durante el período de 15 minutos, estos datos son enviados en forma

54

de hexadecimal, es decir que si recibió 150 pulsos este devolverá 0096, este

caso es tanto para energía activa como para energía reactiva.

Para el caso del voltaje, estas medidas son entregadas en forma de dos

números hexadecimales como por ejemplo DA.

Luego de realizar pruebas se llegó a comprobar que la fórmula para

traducir de estos valores a valores numéricos de voltaje es:

33.213 *Log(valor)- 54.057

Así por ejemplo si tenemos un valor B7, este equivaldrá a un voltaje de :

B7H-183D

33.213 *Log(183) -54.057

75.14-54.057

21.083

Por lo que e! valor de B7 equivale a 21.083 voltios.

El valor de voltaje se obtiene luego de una serie de lecturas

instantáneas realizadas en intervalo de 15 minutos, luego de lo cuál se toma

un promedio de estas (toda la operación dicha anteriormente viene de una

subrutina que forma parte del programa de! microcontrolador).

Las medidas las torna el microprocesador de la línea que alimenta al

equipo mediante un conversor análogo digital que viene luego de un

transformador. Por lo que en diagrama de bloques se vería de la siguiente

manera.

Alimfintaniñn ^

1 in \ /an

Transformad20:1

ConversorA/D

Microcontrolador

Fig. 3.2 Proceso de entrada del voltaje al microcontrolador

En el caso de corriente, el cálculo que se procede a hacer es el

itfi:

55

siguiente:

(Potencia^ + Potencia;eaah,acomente = -^

V3 • Voltaje

Debido a que el equipo registrador entrega el valor de energía en un

intervalo de 15 minutos, lo que se hace es sacar una corriente promedio para

ese intervalo, asumiendo que ese valor de energía corresponde a una carga

constante, la forma de calcularlo es la siguiente:

tiempo

Energía = J Potencia • dio

Al ser el intervalo de tiempo 15 minutos y las unidades de energía KWh

ó KVAFth, según sea el caso, el tiempo es 0.25 ya que los quince minutos

corresponden a la cuarta parte de una hora.

Al simplificar la ecuación, reemplazando en lugar de tiempo 0.25 y

como la potencia asumimos que es constante tenemos:

0.25

Energía = Potencia • dtn

Energía = 0.25 • Potencia

Por lo que la potencia promedio en ese intervalo será 4 veces la medida

de energía que entreguen los medidores, por lo que la fórmula para calcular la

corriente se traduce a:

n . f y (4 • Ewsfaqato )2 + (4 • Energíanaaívtt JComente = — =

V3 • Vahaje

56

Y esa es la forma de obtener los valores de corriente promedio en cada

intervalo.

3.2.4.3 Corte de energía,

Los bloques de datos no vienen únicamente de la forma en la que se

dijo anteriormente, estos pueden sufrir cambios cuando ha ocurrido un corte

de energía.

Cuando ha ocurrido un corte de energía e! rnicroprocesador guarda la

fecha en la cuál se fue la energía, esto es anexado en el bloque de datos, con

una K que precede el corte, luego, cuando la energía vuelve el

microcontrolador copia la hora de regreso del reloj en tiempo real que está

instalado en el equipo (este reloj no sufre cambios aún cuando se hayan

producido cortes debido a que cuenta con una batería interna que lo alimenta),

y esto es guardado junto con los datos de potencia activa reactiva y voltaje

con los que se contaba en el instante del corte.

Por lo que un bloque de corte luciría de la siguiente manera:

K0012090321050150120903210501 OOOA0002F3

Con un corte como el anterior se ve que el corte se dio a las 9:12:00 del

día 21 de Mayo del 2001 y que volvió a las 9:12:50 del mismo día y que en el

instante de corte hubo A=11 medidas de potencia activa, 2 de reactiva y el

valor de voltaje era F3, que se calcula en base a la función expresada

anteriormente (punto 3.4.3.2).

Al ser los bloques de datos transmitidos de un tamaño fijo de 128 bytes

existirán casos en los que parte de una trama de datos venga en un bloque

seguido con su parte restante en el comienzo del próximo bloque.

57

Esto representa una tarea mas o menos compleja ya que se deben de

extraer datos de un bloque y completarlos con los del comienzo de otro, este

proceso se lo verá posteriormente en un flujograma.

Estos cortes al igual que los datos serán posteriormente almacenados

en un archivo denominado cortes, y aquí cuando el usuario quiera ver los

datos de los cortes tendrá la opción, este proceso se explica en el Anexo

denominado "Manual de Usuario".

3.2.4.4 Problemas en un corte.

Existe otro problema que se notó en el transcurso del desarrollo del

software y es que si la fecha de instalación es mayor que la fecha de

inicialización, el equipo no tomará datos, por lo que simplemente quedará en

estatus de programado, pero sin registrar y para en el caso de haber un corte

durante este período el registrador únicamente almacenará los datos de la

fecha de ¡da y venida del suministro pero ya no almacenará los datos de

potencia y voltaje, por lo que se pierde la lógica del programa ya que luego de

un corte espera 45 bytes, para solucionar este problema se eliminó la entrada

de la fecha de instalación por parte del usuario y esta será simplemente 5

segundos mayor que la fecha de inicialización.

A continuación se verá en un diagrama de flujo el proceso de

adquisición y discriminamiento de datos.

58

3.2.4.5 Flujograma del proceso de adquisición de datos.-

INICIO

Se espera la llegadadel primer byte

FIN

Nobloque = O

Si

carao ter=0

i r

59

Se toman 10 caracteres

bloque -bloque -i- 1

\^^Si

r

/

carácter — /carácter + 10 /

i r

Son extraídas lasenergías activa,reactiva y voltaje

i f

/ Carácter - los // que faltaban /

Se calcula la Corriente"

60

Son almacenadasen un arreglo

Figura 3.3 Flujograma Adquisición de datos

Ahora se verá lo que sucede cuando se presenta una K (existencia de

corte de energía).

Son tomados 45 caracteres

^ r

-No-

Si

carácter = carácter +45

Se obtiene la fecha de inicio yfecha de fin del corte

y - fechafín -fechainicio

bloque =bloque+1

carácter - datosque faltaban

61

Si

Son almacenados datoscon número de corte

Los datos songuardados enarchivo de corte

Figura 3.4.- Flujograma del proceso realizado en un corte de energía

3.2,4,6 Aclaraciones sobre el flujograma.

3.2.4.6.1 Números de corte.

Los números de corte son números negativos, el cuál fue asignado con

el valor de -0.05, esto es mas por referencia y sirve para el momento en que

se realicen los gráfico puedan ser diferenciados.

Estos número se dan cuando se produce un corte significativo.

62

3.2.4.6.2 Corte significativo.

Un corte significativo es aquel que dura mas de 15 minutos y que podría

arruinar el registro, esto del registro se hablará en breve cuando se mencione

sobre la forma en que se graban los archivos.

SÍ por ejemplo el corte

guardar los registros y er

registrados, es decir que

estuvo sin alimentación, lo

los 7 minutos restantes.

dura menos de los 15 minutos, se lo ignorará al

ese intervalo se grabará los datos que se tengan

si durante el intervalo de 15 minutos, 8 minutos

que será presentado serán los datos tomados en

Ningún corte será realmente ignorado, ya que todos serán almacenados

dentro del archivo destinado para cortes.

También cabe aclarar sobre los caracteres de fin de transmisión.

Anteriormente en le

que vienen con los bloques

programación se hablaba de unos 3 bits adicionales

, pues ahora se procederá a hablar de ellos.

3.2.4.6.3 Bytes que indican fin de transmisión.

Antes de toda trama

caracteres 1 , 1 y 1' o uno

ASCII de la siguiente form

, sea esta de parámetros o de datos vienen los

complemento, es decir que vienen en caracteres

a: 1, 1 y 254.

Ahora bien , esto es mientras el registrador tenga algo que transmitir,

pero cuando ha finalizado su transmisión debe de indicar.

Para el caso de los parámetros o de la programación no es necesario

ya que es bien definido el numero de bloques que se debe de transmitir o

recibir, as; por ejemplo para parámetros, el computador debe de enviar 1 e

igualmente esperar uno y programación debe de enviar dos y esperar 1.

255 bloques más., por lo

63

Pero la situación varía cuando se van a recibir datos ya que aquí si la

memoria está vacía enviará únicamente el bloque con los parámetros del

equipo, pero sí la memoria esta llena esta enviará a mas del de parámetros

:;ue el registrador luego de acabar sus datos envía

un bloque en blanco completamente, por lo que se debe de analizar el primer

byte que envía el registrador, si este es uno, debemos se debe de esperar a

que lleguen otros 133 bytes comprobar el CRC y enviar el acuse de recibo y

en caso de recibir el número 32 al principio, se deberá de enviar dos cancel

consecutivos para cancelar la transmisión.

El arreglo de 256 está establecido en el código de Visual Basic, para

que aquí se almacenen los bloques conforme vayan llegando, además estos

son del tipo array que es

luego mediante un puniere

una matriz de elementos para irlos seleccionando

Luego de que están ordenados a estos datos que fueron almacenados

se les extrae únicamente la parte que tiene validez es decir eliminado los 3 de

cabecera que como se vio eran los caracteres ASCII 1,1 y 254 y los dos bytes

de cola del CRC, así es

flujograma del punto 3.3.4.

3.2.5 Almacenamiento

5.

de los datos en archivos.

El proceso de

mediante el cuál, los

almacenados en archivos.

como luego se hace el proceso explicado en el

almacenamiento de datos en archivos, es el proceso

datos que son descargados desde el registrador son

A mas de esto existen archivos en los que consta información como el

rango disponible y las subestaciones con las que cuenta, el como se guardan

y donde están los archivos se lo analizará posteriormente.

Ahora se procederá a hablar de todos los archivos y carpetas que se

emplean para el procesam ento de la información.

64

3.2,5.1 La Carpeta Sistema.

La carpeta sistema es aquella que se crea en el directorio donde está

instalado el programa, y su creación se dará a la primera vez que se ejecute el

programa, en caso de que ya esté creada, simplemente se ignorará el

proceso.

En esta carpeta se organizarán el resto de archivos, los cuales se

clasificarán en carpetas de acuerdo a su subestación, pero de esto se hablará

posteriormente.

3.2.5.2 Introducción de una subestación

En el programa se almacenan los datos bajo el nombre de una

subestación, esto es de acuerdo a la subestación con la que fue programada.

El proceso que se

se lo puede apreciar en el

hace luego de que han sido descargados los datos

siguiente diagrama de flujo:

65

INICIO

abre el archivosubestaciones.sad

las subestacionesregistradas

la nueva subestación se registraen el archivo subestaciones.sad

Se agrega una carpeta con elnombre de la subestación

Se llama al proceso deguardar datos.

Figura 3.5 Flujograma de la verificación de la existencia o no de una

subestación.

3.2.5,3 Proceso de almacenar los datos.

Una vez que se comprobó que la subestación está registrada o que no

lo estaba (dentro de la base de datos del computador en el cuál está operando

el programa), se procederá a guardar los archivos de la siguiente manera.

El proceso de guardar se lo aprecia en el siguiente diagrama de flujo.

66

INICIO

i ~ fecha de inicializaciónde lecturas

j — número delecturas

k — puntero de i

1 = puntero de fin de mes

Se abre ela la fecha

mes correspondientede inicialización

Se escribe desdela posición k hastala posición 1

Es abierto el mes que sigue a lafecha de inicialización

Se abre el mes correspondientea la fecha de inicialización

Se escribe desdela posición k hastala posición 1

67

/- Ni

Se escribe desdela posición 1hasta la posición

FIN DEL PROCESO

Figura 3.6 Flujograma de la forma de guardar los datos en archivos

Ahora cabe aclarar algo sobre el puntero y puntero de fin de mes.

Antes de hablar se mencionará lo siguiente:

3.2.5.4 Forma en la que se almacenan los datos.

La forma en la que se ha para que se almacenen los datos es la

siguiente:

Se asigna un espacio de 16 bytes para cada bloque de datos, dentro de

los cuales los 4 primeros corresponden a la energfa activa, los cuatro

siguientes a la energía reactiva, los 4 siguientes al voltaje y los cuatro últimos

a la corriente.

Los 4 bytes se da

guardar un número

399E333 hasta-399E333)

es por la forma estandarizada que se ha dado para

flotante (un número flotante están en el rango entre

Estos 16 bytes

arreglo 1, corriente , se

seleccionemos.

corresponden a un arreglo, por lo que al referirnos al

guardarán en los bytes del 1 ai 4 y así según

Ahora volviendo a

siguiente estructura.

lo del puntero, para poder entenderlo, se verá la

01-0:00

30-21:15

01-0:15

30-21:30

01-0:30

30-21 :45

01

30

-0:45

22:00

01-1:00

30-22:30

01-1:15

30-22:45

01-1:30

30-23:00

01-1:45

30-23:15

01-2:00

30-23:30

01-2:15

30-23:45

En la que se puede ver que cada hora con su respectivo día tiene una

ubicación en e! archivo,

El puntero por tanto consistirá en ver que posición tiene una

determinada hora (de su d

Por ejemplo se

puntero se lo localiza de la

supondrá que son las 14:15 del día 22 de un mes, e!

siguiente manera:

Como ya han

21 por 96, el número 96

cuatro muestras que toma

transcurrido 21 días completos, se deberá de multiplicar

se saca multiplicando las 24 horas del día por las

por hora.

Ahora, como son

que es el número de

las 14 horas, se debe de multiplicar las 14 horas por 4

lecturas que existe por hora.

a respectivo) dentro de un archivo.

Corno son 15 minutos debo de adicionar 2 ya que la primera lectura se

da a los 00 minutos.

Por lo que el algoritmo resulta sencillo para ubicar el puntero.

Puntero = (día-1)*96 + hora *4 + parte entera de(minuto/15) + 1

Ahora se hablara acerca del puntero de fin de mes.

Este es únicamente

lecturas que puede

69

un puntero que indica cual es e! número máximo de

contener el archivo.

Esto dependerá del mes que sea ya que no todos tienen el mismo

número de días (aquí tarrbién se consideró el año, ya que en años bisiestos

febrero tiene 29 días), y lo que se deberá simplemente de hacer será

multiplicar el número de días que contenga el mes por 96, que son las lecturas

que se realizan por día.

3,2,6 Programación luego de extraer los datos del registrador,

Una vez que se ha producido tanto la descarga como e!

almacenamiento de los datos, el programa de forma automática procede a

programar el equipo.

Este es una facilidad que no incluía el antiguo Software, anteriormente

lo que se debía de hacer era descargar los datos y luego programar el

registrador, pero esto llevaba un problema ya que el usuario luego de

descargar los datos podría olvidarse de volverlo a programar con lo que no se

borraba la memoria y este

pierdan los datos luego de

Para evitar se

que ya estén guardados

programar el equipo con

es que el usuario no i

podía llegar a saturarse, esto podía llevar a que se

un determinado tiempo.

decidió que luego de realizar una descarga de datos, y

los archivos, en forma correcta se proceda a

los siguientes parámetros de forma automática, esto

intervenga en este proceso.

Los nombres de la subestación, prototipo y constantes de los medidores

serán los mismos que se obtengan al realizar la lectura de datos, esto se debe

a que en el primer bloque de descarga de datos vienen estos valores con el fin

de realizar las conversiones y de almacenar los datos.

En cuanto a la fecha

e! instante de descarga de

70

de inicializacíón será la fecha actual del sistema en

los datos.

La fecha de instalación, al igual que cuando se indico en la parte de

programación (numeral 3.3.2), será 5 segundos mayor que la fecha de

iniciaüzación, esto es con

luego de 5 segundos.

el fin de que las lecturas se comiencen a tomar

3,2.7 Proceso de agregar una subestación al computador.

Dado que existirán

en computadores diferentes

incluir a una subestación

normal para poder incluir

pero si está muy alejada o

ocasiones en las que la lectura de datos se realizan

, esta opción fue creada para que el usuario pueda

dentro de su computador, ya que en el proceso

subestación, deberá de descargar datos de esta,

cualquier otro inconveniente se le da esta opción.

ina

EL proceso consiste en lo siguiente:

El usuario escoge

computadora, ¡uego de lo

los datos de que subestación desea llevar a la otra

cual hará lo siguiente:

Si el nombre de ia

de buscar en la

nombre de subestaciónl.

subestación es por ejemplo Subestaciónl, se deberá

computadora origen la carpeta dentro de sistema con el

Una vez localizada

disquete.

Aquí el programa le

que va a introducir, esto es

computador y evitar que se

esta, se procederá a enviar todo su contenido a un

En el lado del destino se debe de elegir la opción de subestación que

está en el menú principal,

pedirá que se ingrese el nombre de la subestación

con el fin de identificar que esta no exista en dicho

pierdan los datos que antes estaban en este.

71

Una vez de verificado que no exista ia subestación en esa

computadora, lo almacene rá en su lista y copiará la carpeta en su carpeta de

sistema, claro está que esto se realiza luego de que verifica la existencia de

dicha carpeta. Esto se lo

flujo, el cuál ¡lustrará paso

puede apreciar de mejor manera en un diagrama de

a paso el proceso que se realiza.

INICIO

Mensaje: Ingresela subestación queva a agregar.

Subestación

Figura 3.7 Flujograma de

El archivosubestaciones.sad esabierto.

Está subestaciónen el archivo

subestación es añadida ensubestaciones.sad

la carpeta subestación escopiada a la carpeta sistema

FTN

Si

Error, lasubestación yaexiste

la forma de agregar una subestación registrada en

otro PC

3.2.5 Otros archivos con los que cuenta el programa.

E! programa a

trabaja con otros archivos

de aquí extrae los datos.

3.2.8.1 Carpetas con el

mas de trabajar con el archivo su b estación es. sad,

y carpetas que son útiles para el programa, ya que

nombre de las subestaciones.

Dentro de! directorio Sistema se almacenan carpetas, las cuales

corresponden a las diferentes subestaciones, estas a su vez contienen los

datos registrados a mas de archivos para uso del programa, el contenido y

funciones de estos archivos serán explicados posteriormente.

3.2.8.2 Archivo fechas.sad.

El archivo fechas.sad es un archivo que se halla ubicado dentro cada

carpeta de la subestación.

Este archivo

datos el programa para

luego de toda descarga

contiene información de las fechas en las cuales tiene

mostrarlo, este archivo se actualiza automáticamente

que se realice en el programa.

Gracias a este

momento de seleccionar

tiene registrado.

aróhivo, el usuario no puede cometer errores en el

rango ya que no le permitirá pasar los límites quein

3.2.8.3 Archivos del tipo mes_año.

Estos archivos se

nombre de la subestación.

guardan igualmente dentro de el directorio con el

En estos archivos se

al haber una descarga y es

simplemente para mostrarlos

73

encuentra registrado los datos que se almacenan

de donde se los extrae ya sea para graficarlos o

3.2.9 Gráficos que realiza el programa

Una vez visto

programaciones y algunas

veremos como se realizan

todo el proceso de adquisición de los datos,

operaciones más que se describieron antes ahora

los gráficos en el programa.

El proceso de graficar consiste en tomar los datos que se encuentran

almacenados en el programa para luego mostrarlos sobre una pantalla que

contiene un cuadro de gráfico, denominado Picíurebox en Visual Basic.

Cuando se quiere realizar un gráfico, eí programa necesitará saber s¡ el

gráfico que se le pide que

Esto es con el fin

laga es de un período mayor o igual a un día.

de que el algoritmo desarrollado sepa si dividir la

pantalla de gráfico en 96 porciones referente al día, ya que saldrá detallado en

intervalos de 15 minutos,

analizar.

En e! caso de ser

durante los 15 minutos y

será el valor promedio

para el caso de energía

potencia media durante es

energía acumulada en un

similar al proceso que se

para un cuarto de hora.

La fase de graficar

o si dividirlo en el número de días que se requiere

un día entregará en el gráfico el valor promedio

en caso de ser mayor a un día, el valor que asomará

durante todo ese día para el caso de voltaje y corriente,

activa y reactiva el gráfico que saldrá será el de la

día, referido al consumo total, es decir se dividirá la

día para las 24 horas que contiene un día, esto es

realizó cuando se buscaba la potencia promedio

a información, consta primero del proceso de ver los

datos, en donde el usuario selecciona el rango al que desea tener acceso,

esto se lo hace mediante nenús desplegables, en los que se escoge e! rango

tanto de datos finales como

manera en el anexo denominado

E! algoritmo del software

mencionó anteriormente no

programa no posee.

74

de iniciales, este proceso se explica de mejor

"Manual de Usuario".

, gracias al archivo fechas.sad tal como se

permitirá que el usuario seleccione datos que el

Para entender mejor el proceso de graficar, veamos el siguiente

diagrama de flujo:

INICIO

Seleccione loslimites delintervalo

Fecha deinicio

Fecha defin

Selos

despliegandatos

sol citados

75

Se divide al gráficoen 96 secciones

Se saca el promedio diariodel intervalo

Se divide el cuadro delgráfico en los días pedidos

Se realiza el gráfico

•4-

FIN

Figura 3.8 Flujograma de la forma de recuperar datos y luego graficarlos

Todos los procesos mencionados anteriormente como programación,

lectura de parámetros, íectura de datos, etc desde el software serán vistos de

forma detallada en el anexo denominado "Manual de Usuario".

76

3.3 Subrutinas generales utilizadas.

Una vez que se ha

programa, se procederá c

trabaja el programa. Una

del cálculo del CRC.

hablado acerca de los procesos de los que consta el

hablar sobre las subrutinas gracias a las cuales

de las subrutinas generales mas importantes es la

Esta subrutina se usa para realizar el control de errores en los bloques

que son transmitidos tanto en el sentido PC - Equipo registrador como en el

sentido Equipo Registrador

Esta subruíina fue

este es el tamaño de bloques fijado

3.3,7 Definición del CRC

(C'clic

El CRC o código de

de sus siglas en Inglés

corrección de errores mas

confiabilidad en la transmisión

sucesivas que será posteriormente

control de errores y se

transmisión de datos.

-PC.

-ealizada para un bloque de 128 bytes, dado que

nado para la transmisión

redundancia cíclica por la traducción del significado

Redundance Code), es uno de los códigos de

comúnmente usados ya que este proporciona gran

isión, ya que emplea un método de divisiones

analizado, por lo cual ayuda eficazmente al

lo emplea en la gran mayoría de procesos de

3,3.2 Idea básica del CRC.

La idea básica del ;RC es que todo código CRC tiene un polinomio

generador, entre los mas conocidos están los siguientes, CRC-16 cuyo

polinomio es e! siguiente:,12x + x + 1, o por ejemplo el CRC-12 que es: x + x + x + x + x +1.

Para el caso del reg

siguiente manera: x16 + x12

,15x'° + x'3 + x* + 1 ,el CRC-CCITT, del cuál es: x'° +12 ,11

strador se cuenta con un polinomio generador de la

+ x5 +1.

Como se puede apreciar el polinomio generador corresponde al

polinomio normalizado CRC-CCITT .

Lo que se persigue

datos con el polinomio

polinomio generador a los

al grado del polinomio

el CRC, para una mejor i

con el CRC es realizar una división binaria de los

generador, en donde se va a adicionar el grado del

datos (es decir aumentar un número de ceros igual

generador), y luego se obtendrá un residuo y este será

ilustración se verá en el siguiente ejemplo:

Supongamos que tenemos una cadena de datos como la siguiente

11000001110100110110 y

tiene algo como lo siguiente:

un polinomio generador x + x + x + 1 por lo que se

1 1 0 0 0 0 0

1 0 0 1 0 0 0

0 1 0 1 0 0 01 0 0 1 0 0

0 0 1 1 0 0

1 0 0 1

0 1 0 1

1 0 0

0 0 1

10

1100

0

0

0

110

110

110110

10

10

10

110

1

110

0

0

0

0

110

10

110

0

0

110

10

110

0

00

0

1

110

110

10

110

0

0

0

0

11 (0

} 1

) 11

1 ) 00 0 1

1 1 10 0 0

1 1 11 C

0 "-

(

) 0

10

) 110

1

110

110

1010

110

0

0

1110

110

10

110

1

110

0

0

110

10

110

1 oCjTóo o o ^ o o q } 1 0 0 1 0 0 0 1 11 1 0 1 1 0 1 0 1

1 0 0 0

0 0 1 1

1 0 1 1 0

0 0 0 1 1

1 0 1 0 1 0

1 0 0 0 1 1

0 0 1 0 0 1 0

0 1 0 0 0 1 10 1 1 0 0 0 1 00 0 1 0 0 0 1 10 1 0 0 0 0 0 1 0 0

1 0 0 1 0 0 0 1 1

0 0 0 1 0 0 1 1 1Figura 3.9 Ejemplo del cálculo del CRC

eí

En la parte super

adicionado, a mas de

operaciones de XOR entre

quedando luego de las

00100111 que es el núme

es decir que los datos que

78

or se pueden observar los datos con 8 ceros

polinomio generador, lo que se realizan son

el polinomio generador y los residuos que van

divisiones y queda como resultado el número

•o que se adicionará a los datos para ser enviados,

se transmitirán serán los siguientes:

Datos normales: 11000001110100110110

ColadeCRC: 00100111

El objeto de esto

lleguen la cola de CRC

deberá de obtener una

notificará al transmisor

retransmisión.

que el receptor adicionara a los datos que le

y al hacer la división para el polinomio generador

operación exacta, es decir de residuo O, caso contrario

que la transmisión ocurrió con errores, para la

Como se puede observar el sistema es muy confiable, ahora se verá lo

que sucede en el lado del receptor:

79

1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1

1 0 0 1 0 0 0 1 10 1 0 1 0 0 0 0 0 11 0 0 1 0 0 0 1 10 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1

1 0 0 1 0 0 0 1 10 1 0 1 0 1 0 1 0 01 0 0 1 0 0 0 1 10 0 1 1 1 0 1 1 1

1 0 0 1 0 0 00 1 1 1 1 1 11 0 0 1 0 00 1 1 0 1 11 0 0 1 00 1 0 0 11 0 0 10 0 0 0

1 0 0 1 0 0 0 1 1

01101010110

110 11 11 00 11 10 01 10 0

1 11 0

0 1

10

01110110

10

110

1100

0

11010

110

1010

110

0

0

0

0

0

00

000

0

110

11

0

110

10

10

110

0

0

11100

0

0

0

0

0

0

110110

10

11

0

1110

00

0

011 11 10 0 10 0 1

11

0 0 0 0 0 0 0 0 0Figura 3.16 Ejemplo de comprobación del CRC

fue

Corno se puede

calculada anteriormente

división sea exacta, por lo

suceder algo similar a lo

apreciar aquí, dado que la cola de CRC que fue

la que adicionamos se debería de esperar que la

que si la transmisión se realiza sin errores debería

expuesto en la parte superior.

3.3.3 Implementación del CRC en el Visual Basic.

La forma de realizar el cálculo del CRC en Visual Basic es un poco mas

complejo dado que no se cuenta con tratamiento binario de los números, por

lo que el algoritmo desarrollado se lo explica en el siguiente flujograma:

Datos de entrada

128 caracteres.

Llamada a lasubrutina.

Es tomado elcarácter número i

Se obtiene en su forma binaria, esI 'decir dividiendo para loscoeficientes 21, 22, 26,27

Si

81

q=q xor 69665

Figura 3.

T11 Flujograma del cálculo del CRC

Algunas partes que vale aclarar de este flujo grama son las siguientes:

- En el programa existen 2 tipos de arreglos uno que contiene 128

elementos en el cuál están contenidos los diferentes caracteres que

vienen en la cadena.

- El siguiente es un arreglo de 8*128 elementos donde están únicamente

Os ó Is referentes a los bits del código ASCII de cada carácter, en el

siguiente ejemplo lo

A123FRE JUP

Arreglo 1

Arreglo 2

podremos ver de mejor manera.

(128bytes)

A

01000001

1

00110001 00110010

Luego de ver el diagrama de flujo se puede observar que el resultado

de CRC que entrega el programa es un número de 16 bits (tal como el

grado del polinomio) por lo que se procede a hacer es coger los 8 primeros

bits y luego los 8 segundos e interpretarlos en código ASCII.

Por ejemplo si luego de ser sometido a! programa a un bloque de datos

(128 bytes, como se mencionó anteriormente), obtenemos un número

como el siguiente 14152, debemos de expresarlo en número binario por lo

que obtenemos lo siguiente: 0011011101001000, esto se lo realiza

mediante divisiones sucesivas para los factores desde 216, 215, ,...,21 y 2°.

Luego de esto separamos

representa el número

„..._ los 8 primeros bits que serían 00110111 que

37 en Hexadecimal que es el código ASCII del

número '7, los. siguientes"' 8 bits'séTiah;;.0'í0'Ql:)

hexadecimal'el número 48 que en código ASCII es

Por lo'tanto-el número 14152 equivale a tener

enviará cómo cola del GRC será el 7H.

- • "82-

000. que representa, en

a letra H .(mayúscula).

I

por'lp qué lo que se

Análisis

CAPITULO 4

de pruebas y resultados,

83

Antecedentes

Con e! fin de realizar una comprobación del funcionamiento del sistema

registrador y verificar que las mediciones que este entrega sean lo mas

cercanas a la realidad y a mas de eso ver la confiabilidad del sistema.

El proceso mencionado anteriormente consistió en dos partes, la

primera de ellas se lo rea ¡zó en el Laboratorio de Máquinas Eléctricas de la

Facultad de Ingeniería Eléctrica de la Escuela Politécnica Nacional y la

segunda en la subestaciór de energía de la Empresa Eléctrica Quito número

12 (La Floresta), obteniéndose los resultados que son parte del presente

capítulo.

4.1 Método de verificación.

Para el primer caso

Eléctricas, la contrastación

de las pruebas en el Laboratorio de Máquinas

de resultados se lo hizo con el Nanovip.

El Nanovip es un instrumento de medida el cuál entrega de forma

instantánea valores de Potencia Activa, Potencia Reactiva, Voltaje, Corriente,

Factor de Potencia y Potencia Aparente, a mas de esto este instrumento

cuenta con contadores de energía los cuales son usados para medir la

energía activa y la energía reactiva.

El Nanovip según

información se obtuvo del

sus fabricantes tiene un error del 0.5%, esta

manual de usuario del equipo.

4.1.1 Conexión en el

Para la verificación

Laboratorio.

de resultados en el laboratorio, se utilizó dos

medidores pertenecientes a la Empresa Eléctrica Quito, cuyo funcionamiento

fue explicado en los puntos 1.4 y 2.5, estos medidores son de marca Pafal

para la energía activa y Landis & Gyr para la energía reactiva.

T_

N

Como información

características de dichos

cuatro hilos trifásico,

A, 60 Hz, y su constante

energía reactiva, es un

FL230yoperaa 110V/5A,

Con el objeto de

trifásicas variables, la una

conectaron en paralelo.

84

general se puede mencionar las siguientes

nedidores: el de energía activa es un medidor de

modelo C52D, que opera a 210V/15 A, 60 Hz ó 121V/60

es de 150 Rev/KWh. Para el caso del medidor de

medidor de energía trifásico de tres hilos, modelo

60Hz y su constante es de 3750 rev/Kvarh.

realizar las pruebas fueron instaladas dos cargas

del tipo resistiva y la otra inductiva, las cuales se

Al sistema mencionado anteriormente fueron conectados los medidores

de acuerdo al siguiente diagrama.

MEDIDORDE

ENERGÍAACTIVA

4 7

MEDIDORDE

ENERGÍAREACTIVA

2

i

Figura 4.1.- Conexión de las cargas y los medidores en el laboratorio

4 6 7

•¡-T

Carga

Resistiva

Carga3*

Inductiva

85

Donde los números del 1 a! 9 detallados en ambos medidores de

energía corresponden a los bornes de estos, y la conexión se realizó de

acuerdo a especificaciones de conexiones de medidores para uso industrial4.

4.1.2 Forma de verificación de resultados,

Dado que en el laboratorio la carga se mantuvo constante durante un

intervalo de tiempo definido, la forma de verificación consistió en calcular

mediante ia energía acumulada en un intervalo de 15 minutos, entregada por

el software y cuyo proceso fue explicado en el literal 3.3.4, la potencia tanto

activa como reactiva promedia para dicho intervalo.

La forma de calcular

P.

es la siguiente:

)|TOim[Wit Energíapromedia tiempoobsen,adón ISmin

Donde energía se refiere ai valor que es convertido de la suma de

pulsos que llegan al equipo con la ayuda de las constantes con que se

programó al equipo y el cual es el que será almacenado posteriormente.

Como se mencionó anteriormente, se trabajo con una carga constante,

por lo que en este caso la potencia promedio que se obtenga deberá ser igual

a la potencia que se lea en el "Nanovip", del cual se habló en el literal 4.1.

Antes de proceder a

registrador y por el "Nanov

forma de calcular estos valores

comparar los resultados entregados por el equipo

p", se creyó conveniente realizar un ejemplo de la

Para el caso de eiergía activa, este tiene presente en el equipo

registrador un contador donde almacena el número de pulsos que le llegan

desde el disco, para el ejemplo se va a suponer un valor hipotético de 34

(este valor es el que entrega el equipo cuando se descargan los datos).

J Instalaciones eléctricas, Albert F. Spitta Tomo I, pag 667

86

Este número dado que los sistemas microprocesador (que es la parte

central del equipo registrador), trabajan en forma hexadecimal deberá

primeramente de ser trans

Luego de la

tenemos el número 52,

óptico paso a través de los

respectiva transformación (de hexadecimal a decimal),

se refiere al número de veces que el sensor

orificios practicados al disco del medidor.

Como se mencione

practicados dos orificios

número real de vueltas reg

Energía ~Vueltas

Constante

ormado aun número decimal.

previamente en el punto 1.4, este medidor tiene

diametralmente opuestos en el disco, por lo que el

strado será 52/2 que es 26.

Ahora medíante la constante del medidor se procede a pasar este valor

a energía.

26150

Y con este valor ya se puede calcular la potencia activa promedio de la

carga, esto se lo realiza mediante la fórmula explicada a! comienzo de este

punto.

P...., =01133KW-h6Qmin

\Smin Ih= 0.6932KW

Por lo que la potencia

ser de aproximadamente el

4.7,3 Análisis de Resultados.

Una vez indicada le

como la forma de comparar

obtenidos en el laboratorio.

que se debería de leer en el "Nanovip" deberá

valor 693.2W.

forma de realizar tanto conversión de los datos

los datos obtenidos se observará los resultados

R

_T

N

Antes de esto se

cuál consta de dos

arnpenmétrica la cuál mide

87

debe de indicar la forma de conexión del "Nanovip", e!

terminales para medir voltaje a mas de una pinza

la corriente del sistema.

Por lo expuesto anteriormente se puede ver que el "Nanovip"

únicamente puede ser utilizado para sistemas trifásicos balanceados, por lo

que se debió de armar el sistema de esta forma para poder verificar de una

forma mas precisa los datos.

La forma de conectar los medidores junto con el "Nanovip" es la

siguiente:

MEDIDORDE

ENERGÍAACTIVA

4

MEDIDORDE

EÍJERGIAREACTA'A

1 2 3 4 5 6 7 8 9

c\a

Carga

3*Resistiva

Carga3*

Inductiva

NANOVIP

Figura 4.2 Gráfico de los medidores mas el Nanovip

Las pruebas en el

opciones de carga es decir

laboratorio fueron realizadas con las diferentes

alternando tanto la carga activa como la reactiva.

Dado que las cargas tienen cuatro pasos de avance de la potencia

aplicada (un paso se refie •e a una variación en el valor de la carga), existen

opciones como por ejemplo el de tener un paso de activa con uno de reactiva,

uno de activa con dos de reactiva y así hasta poder llegar al caso de tener

cuatro pasos de activa con

Para poder aprecia

cuatro pasos de reactiva.

de mejor forma los datos obtenidos durante las

pruebas a continuación se mostrarán dos de las pruebas realizadas y se

contrastarán con los valores entregadas por el "Nanovip".

Las pruebas elegid

activa mas uno de reac

reactiva.

as son la primera y la última es decir, un paso de

iva y por último cuatro de activa con cuatro de

baja

La razón de esta

sometido a la carga mas

carga más alta esta evaluará

únicamente servirán como

4.1.4 Prueba uno activa,

¿lección se debe a que en el primer caso está

por lo que evaluará su precisión, y por último la

su capacidad, las pruebas intermedias

eferencia para comprobar los datos.

uno reactiva.-

Esta prueba como se mencionó en la sección 4.1.3 servirá para evaluar

la precisión del equipo registrador, para esto se tomo medidas durante 5 días

continuos desde el 2001-08-09 hasta el 2001-08-13.

Los resultados obtenidos fueron los siguientes:

4.1.4.1 Tabla de resultados.-

. a,s,,JÍ*¿¿(fiecha i)_, raa/m nf/yyyy

09/08/2001

09/08/2001 00:1509/08/2001 00:30

09/08/2001 00:45

09/08/2001 01:00

EnergíáíÁctiya'xwh ^ • •",'

0

I o00

0

;Energía)Réáctívá^i ''•.^KÜ-ARW'V^-'

00

0

0

0

¿Vsq!tájeV""Voltios

0

0

0

0

0

"Gortr,iérite;

/Amperio si-0

0

0

0

0

Fechadd/mm/yyyy

09/08/2001 01:1509/08/2001 01:30

09/08/2001 01:4509/08/2001 02:0009/08/2001 02:15

09/08/2001 02:30

09/08/2001 02:45

09/08/2001 03:00

09/08/2001 03:15

09/08/2001 03:30

09/08/2001 03:45

09/08/2001 04:0009/08/2001 04:15

09/08/2001 04:30

09/08/2001 04:4509/08/2001 05:00

09/08/2001 05:1509/08/2001 05:3009/08/2001 05:45

09/08/2001 06:0009/08/2001 06:1509/08/2001 06:30

09/08/2001 06:4509/08/2001 07:00

09/08/2001 07:15

09/08/2001 07:30

09/08/2001 07:4509/08/2001 08:0009/08/2001 08:1509/08/2001 08:3009/08/2001 08:45

09/08/2001 09:00

09/08/2001 09:15

09/08/2001 09:30

09/08/2001 09:45

09/08/2001 10:00

09/08/2001 10:15

09/08/2001 10:30

09/08/2001 10:45

09/08/2001 11:00

09/08/2001 11:1509/08/2001 11:3009/08/2001 11:45

09/08/2001 12:00

09/08/2001 12:15

09/08/2001 12:30

09/08/2001 12:45

09/08/2001 13:0009/08/2001 13:15

09/08/2001 13:30

Energía ActivaKWh

000

00

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

00

0

0

0

0

0

0

0

0

0

00

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0[03

0[04

0[04

3.67E-02

Oí 04

0[04

Energía ReactivaKVARh

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

00

0

0

0

0

0

0

0

0

0

00

00

0

00

0

0

0

0

0

000

0

00

0

00

0

1.53E-02

1 ,83e-02

0,01848

1,84e-021,84e-021,82e-02

VoltajeVoltios

0

00

0

00

0

00

0

0

0

0

00

00

0

0

0

0

0

0

0

0

000

0

0

0

0

0

00

0

0

00

0

0

0

0

0

114.9883

116.2471

116.1096

116.1096

115.2722

115.2722

CorrienteAmperios

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

00

0

0

0

0

0

0

0

0

0

00

000

0

00

0

00

0

0.6759213

0.8742533

0.8763977

0.8162077

0.8823164

0.8805367

89

Fecha

dd/mm/yyyy09/08/2001 13:4509/08/2001 14:0009/08/2001 14:1509/08/2001 14:3009/08/2001 14:4509/08/2001 15:0009/08/2001 15:1509/08/2001 15:3009/08/2001 15:4509/08/2001 16:0009/08/2001 16:1509/08/2001 16:3009/08/2001 16:4509/08/2001 17:0009/08/2001 17:1509/08/2001 17:3009/08/2001 17:4509/08/2001 18:0009/08/2001 18:1509/08/2001 18:3009/08/2001 18:4509/08/2001 19:0009/08/2001 19:1509/08/2001 19:3009/08/2001 19:4509/08/2001 20:0009/08/2001 20:1509/08/2001 20:3009/08/2001 20:4509/08/2001 21 :0009/08/2001 21:1509/08/2001 21:3009/08/2001 21 :4509/08/2001 22:0009/08/2001 22:1509/08/2001 22:3009/08/2001 22:4509/08/2001 23:0009/08/2001 23:1509/08/2001 23:3009/08/2001 23:45

1 0/08/200110/08/2001 00:1510/08/2001 00:3010/08/2001 00:4510/08/2001 01:0010/08/2001 01:1510/08/2001 01:3010/08/2001 01:4510/08/2001 02:00

Energía ActivaKWh

3.67E-020.040.04

3.67E-020.04

3.67E-020.04

3.67E-020.040.040.040.04

3.67E-020.040.040.040.040.040.040.040.04

3.67E-020.040.040.040.040.040.040.040.04

4.33E-020.040.04

3.67E-020.04

Cj.044.33E;-02

Q.040.04o;.o40.04o;.o4o;. 04

4.33E'-020|. 04o;. 04o; 04o;. 040^04o; 04

Energía ReactivaKVARh

1,87e-021 ,84e-02

0,01841,83e-021 ,83e-020,018240,018240,01832

1,85e-021,87e-021,89e-021,88e-021,87e-021 ,88e-021,90e-021,91e-021,91e-021,89e-021,85e-020,01848

1,87e-021,87e-020.018721,89e-021,90e-021,90e-021,91e-02

0,01920,019281,91e-021,93E-02

0,01920,01896

1,88e-021,89e-021,92e-020,01912

1,92e-021.93E-020,019440,019520,019281,91e-02

0,01921,91e-020,01912

1,92e-021 ,93E-021,93E-020,01936

VoltajeVoltios

. 116.7916115.9715115.8328114.702

115.2722116.384

116.5204116.2471117.4599115.6935

116.384115.8328117.1942117.7235116.9263116.7916116.7916117.4599116.6563115.2722116.6563117.4599116.384

115.2722116.2471115.4132116.2471117.0605116.1096115.9715117.4599117.7235115.8328

116.384117.8545116.384

117.5919115.9715117.8545117.7235117.7235117.7235

116.384116.384

117.3273116.6563116.2471117.7235116.9263116.2471

CorrienteAmperios0.81382270.87655260.87782410.8255016

0.880980.8126262

0.8713230.81429270.8661030.881795

0.87746350.88141290.81078860.86725710.87452010.87643550.87620850.86942680.8727337

0.8827640.87451760.80966930.87633880.88592690.87985720.886214

0.88031260.87533060.88318940.88263340.93293460.87040120.88254830.81787750.86651560.88064740.93018770.88378040.87034010.87244890.873136

0.87108150.87996080.94048350.87220780.87767950.881685

0.87085440.87679150.8828357

90

Fechadd/mm/yyyy

10/08/2001 02:15

10/08/2001 02:30

10/08/2001 02:4510/08/2001 03:00

10/08/2001 03:15

10/08/2001 03:3010/08/2001 03:4510/08/2001 04:00

10/08/2001 04:1510/08/2001 04:3010/08/2001 04:45

10/08/2001 05:0010/08/2001 05:1510/08/2001 05:30

10/08/2001 05:4510/08/2001 06:0010/08/2001 06:1510/08/2001 06:3010/08/2001 06:45

10/08/2001 07:00

10/08/2001 07:1510/08/2001 07:3010/08/2001 07:451 0/08/2001 08:0010/08/2001 08:1510/08/2001 08:3010/08/2001 08:4510/08/2001 09:0010/08/2001 09:1510/08/2001 09:30

10/08/2001 09:4510/08/2001 10:00

10/08/2001 10:15

10/08/2001 10:30

10/08/2001 10:4510/08/2001 11:0010/08/2001 11:15

10/08/2001 11:30

10/08/2001 11:45

10/08/2001 12:0010/08/2001 12:1510/08/2001 12:3010/08/2001 12:4510/08/2001 13:0010/08/2001 13:1510/08/2001 13:3010/08/2001 13:45

10/08/2001 14:00

10/08/2001 14:15

10/08/2001 14:30

Energía ActivaKWh

0.04

4.33E-02

0.04

0.04

0.04

4.33E-02

0.04

0.04

4.33E-02

0.04

0.04

4.33E-02

0.04

4.33E-02

0.04

4.33E-02

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

4.33E-020.04

0.04q.04o;.o4O!. 04

o;. 044.33EJ-02

0; 04

0104

0'04

0|. 04

0104

0104

OJ04

4.33Ef02

0[ 04

0¡04

0|04

0¡04

0[04

OJ04

4.33E-J02

OJ04

0!04

0|04

OJ04

OJ04

Energía ReactivaKVARh

1,93E-02

1.94E-021.95E-02

0,01944

1.96E-02

1.96E-02

1.97E-020,01968

1.97E-02

1,97E-02

0,01968

0,01984

1.98E-02

0,01976

1.97E-02

1.97E-02

1.95E-02

0,01944

1.94E-02

1 ,92e-021,92e-021,91e-021.93E-021,916-021,90e-020,01904

1, 91e-021,96E-02

1.95E-02

1.95E-02

1 ,95E-02

0,0192

0,01912

0,01888

1,91e-02

1 ,95E-02

1.95E-02

1 .95E-02

1.95E-02

1,916-02

0,0192

1,91e-02

1,916-021 ,92e-02

1 .93E-02

0,01928

0,01928

1,92e-02

1.93E-02

1.93E-02

VoltajeVoltios116.9263

117.8545

117.3273

117.1942

117.8545

117.8545

117.8545

117.7235

117.8545

117.8545

117.8545

117.8545117.4599117.8545

117.4599

117.8545

117.7235

117.8545

117.8545

117.7235

117.4599

117.8545

116.5204

115.9715

116.6563

116.384

117.8545

117.8545

117.5919

117.7235

116.9263

117.8545

115.1306

116.9263

117.8545

117.8545

117.8545

117.3273

117.3273117.7235

116.7916

117.8545

117.8545

117.7235

117.8545

117.8545

117.7235

117.3273

1 1 6.5204

117.5919

CorrienteAmperios

0.877478

0.9302371

0.8756245

0.8763893

0.8726242

0.9317369

0.8733143

0.8745171

0.9328154

0.8733143

0.8735449

0.9339001

0.8776401

0.9332485

0.8769431

0.9330319

0.8729067

0.871479

0.8712507

0.8706277

0.8725815

0.8683062

0.9398112

0.8830914

0.87677090.8790491

0.8689818

0.8730841

0.8738831

0.9321289

0.8786272

0.86943360.8893105

0.8736188

0.8685312

0.8717075

0.8719363

0.9352764

0.8756245

0.869949

0.8773462

0.8689818

0.8689818

0.8706277

0.929598

0.8701131

0.8710815

0.8735676

0.8798456

0.8722833

91

Fechadd/mm/yyyy

10/08/2001 14:4510/08/2001 15:00

10/08/2001 15:1510/08/2001 15:30

10/08/2001 15:45

10/08/2001 16:0010/08/2001 16:1510/08/2001 16:3010/08/2001 16:45

10/08/2001 17:00

10/08/2001 17:15

10/08/2001 17:30

10/08/2001 17:45

10/08/2001 18:00

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OJ04

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Energía Activa

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Q.04

Q.044.33E-02

Q.04

0.04

0.04

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Q.04

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tí.04

3.04

ti.04

0.04

0.04

0.04

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0.04

0.04

Oj 04

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0|04

OJ04

OJ04

4.33E-02

O.¡04

0.04

0,04

0,04

0.04

O.¡04

0.04

O.¡04

3.67E-|02

O.|04

O.p4

0-Í04

O.p4

O.p4

0.04

O.p4

0.04

0.04

0.04

0.04

Energía Reactiva

KVARh

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1 .93E-02

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0,01952

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0,01936

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0,01928

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0,01904

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1,896-02

1,91e-02

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0,0188

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1,88e-02

1, 88e-02

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1,85e-02

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1,87e-02

1,876-02

1,87e-02

0,01872

1,87e-02

0,01872

1,87e-02

1,87e-02

1,88e-02

VoltajeVoltios117.7235

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117.8545

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117.8545

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117.8545

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117,8545

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115.6935

117.8545

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117.8545

117.8545

117.7235

117.8545

117.8545

117.8545

117.7235

115.9715

116.384

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116.9263

116.6563

117.4599

117.7235

116.9263

115.6935

117.8545

116.6563

116.7916

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117.8545

117.4599

117.3273

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0.866293

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0.865405

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96

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13/08/2001 02:30

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0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

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0.04

0.04

0.04

0.04

3.67E-02

0.04

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0.04

3.67E-02

0.04

0.04

tí.04

O]. 04

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tí.04

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Ü.04

0;. 04

o;. 044.33EÍ-02

o;.o4o;. 04

4.33E|-02

0^04

0104

4.33E¡-02

o;o4Oí 04

Ol04

4.33EJ-02

0|.04

0104

4.33EJ-02

0104

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0,01944

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1,93E-02

1.93E-02

0,01928

1,93E-02

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VoltajeVoltios117.1942

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117.5919

117.8545

117.8545

116.7916

116.9263

117.3273

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116.9263

116.5204

117.1942

116.9263

116.5204

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116.6563

117.8545

117.7235

116.9263

116.7916

116.7916

117.8545

117.8545

117.4599

117.3273

117.8545

117.8545

117.1942

117.8545

117.8545

117.8545

117.4599116.6563

117.8545

117.8545

117.8545

117.8545

117.8545

117.4599

117.8545

117.8545

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0.8701131

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0.8705674

0.8705674

0.929598

0.8730363

0.8703401

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0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

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0.04

0.04

0,04

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0.04

0.04

3.67E-02

0.04

3.67E-02

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3.67E-02

0.04

3.67E-02

0.04

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-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

I o0

0

0

0-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

Energía ReactivaKVARh

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0

0

0

0

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

0

0

0

0

0

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-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

VoltajeVoltios116.384

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116.7916

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116.384

116.2471

116.2471

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116.9263

116.2471

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114.9883

115.8328

114.5579

115.8328

115.4132

114.4132

115.6935

115.2722

115.6935

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-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

115.2722

115.5537

117.3273

115.4132

115.1306

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

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0

0

0

0

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

0

0

0

0

0

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

97

Fechadd/mm/yyyy

13/08/2001 17:4513/08/2001 18:0013/08/2001 18:1513/08/2001 18:3013/08/2001 18:45

13/08/2001 19:0013/08/2001 19:15

13/08/2001 19:30

13/08/2001 19:4513/08/2001 20:00

13/08/2001 20:15

13/08/2001 20:3013/08/2001 20:45

13/08/2001 21:00

13/08/2001 21:1513/08/2001 21:3013/08/2001 21:45

13/08/2001 22:00

13/08/2001 22:15

13/08/2001 22:30

13/08/2001 22:45

13/08/2001 23:00

13/08/2001 23:15

1 3/08/2001 23:30

13/08/2001 23:45.

Energía ActivaKWh

-o.o;oos-0.0005-0.0,005-o.opos-o.o;oos-0.0005-O.Ü005

-0.0005-o.o;oo5-o.o;oos-O.Ü005

-o.o;oo5-o.o;oos-o.o;oos-O.OÍ005

-0.0 )̂05

-o.opos-O.OpOS-o.o;oos-0.0005-0.0.005

-o.opos-o.opos-0.0005

-0.0005

Energía ReactivaKVARh

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

VoltajeVoltios

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

CorrienteAmperios

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005-0.0005-0.0005-0.0005-0.0005-0.0005-0.0005-0.0005-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

-0.0005

98

La razón para que no existan datos en los instantes iniciales del primer

día es porque el equipo fue programado a las 12:08 aproximadamente, por lo

que el dato de las 12:15 no es un dato válido ya que no se considera los 15

minutos previamente acordados, sino que toma pulsos únicamente de los 7

minutos restantes del intervalo de 12:00 a 12:15.

Los números negativos registrados en esta tabla significan que durante

ese intervalo el equipo registrador no tenía suministro de energía, por lo que

estos se ponen para efectos principalmente de los gráficos que son parte del

programa.

4.1.4.2.- Gráficos

Una de las opciones

99

de las que dispone el programa realizado como

parte del presente proyecto de titulación, es la de poder graficar los resultados

obtenidos por parte del registrador.

En caso de que el período sea mayor a un día lo que se graficará, será

la potencia activa media e igualmente la reactiva media diaria de dicho

intervalo, es decir se graficará el valor correspondiente a una carga promedio

diaria, de igual manera se tiene valores medios de corriente y el voltaje para

cada día del intervalo.

A continuación, se analizará el período de 14 días expuesto en la tabla

del punto 4.1.4.1 mediante

equipo pasó apagado, por

coherentes en lo últimos días del gráfico).

¡os gráficos del programa (en los últimos días el

lo que es obvio que no vamos a tener datos

Se verá el caso del voltaje.

Figura 4.3. Voltaje promedio para prueba 1 activa 1 reactiva

Como se observa en

medidas durante todo e! d

cambio en los otros días, se

equipo no se lo prendió en

Para observar una

100

la figura 4.3 durante los días de 2 al 5 se tienen

a, por lo que se tiene un promedio similar, en

tienen valores menores, e incluso cero porque el

todo el día.

de las opciones del software se verá el

comportamiento de! voltaje a lo largo de un día, mas específicamente será el

día número 3., pues como se observa en el gráfico anterior es un día en el

cual ha existido un registro continuo .

Figura 4.4 Gráfico del voltaje para el día número 3, prueba 1 activa, 1 reactiva

Aquí se puede observar

del día, donde podemos observar

del día.

claramente el desempeño del voltaje a lo largo

picos y bajas de voltaje durante el trascurso

En el gráfico se puede observar que el rango de variación del voltaje

está entre 115.3 Voltios y

relativamente el voltaje se mantuvo bastante estable.

117.98 Voltios, por lo que se puede notar que

101

4.1.4.3 Errores con respecto al "Nanovip

Ahora se procederá a comparar los datos del programa con los

proporcionados por el "Narjovip1

Como se mencionó

carga promedio durante

conectada al equipo.

anteriormente al ser la carga aplicada constante, la

intervalo de 15 minutos es la carga que estaun

Ahora se procederá a comparar las diferentes medidas del equipo

registrador con las proporc

4.1.4.3.1.- Energía activa.

Como se puede

uno de 0.04 en forma

esto unos pocos valores

conectado a la carga.

onadas con el "Nanovip".

observar en la tabla superior, tenemos dos valores,

mayoritaria, en un porcentaje menor 0.0433 y a mas de

de 0.0367, durante el intervalo en el que estuvo

Calculemos la potencia activa medía para los tres casos:

p t . Energía Q.Q4KWH n . , y . -._.Potencia = — - - = — - — — = 0.16& = 160TF

^ tiempo 0.25/í

tiempo 0.25/1

Energía 0.0367JH-WI n , ,,or, , AfPotencia _,,.„, = a = = 0.1468^1' = 146.

^ nempo .25/1SOVf

Como podemos vei

entre si, esto es debido a la

El valor entregado

aproximado al valor predominante

uor el "Nanovip" es de 163.7 W, por lo que es

, el error se lo calculará a continuación.

las diferentes cargas promedio varían bastante

precisión de la cuál se habló para este caso.

Error

163.7-160163.7

102

;d 00% = 2.26%

A continuación hablaremos de las causas por las cuales se producen

las dos medidas dichas an eriormente.

En el caso de 0.0433, se da porque en el instante en que está

atravesando el orificio por

tomará esa lectura para e

2! sensor, se completan los 15 minutos y el equipo

intervalo anterior, y comenzará el nuevo intervalo

con una nueva lectura, este error se presenta cuando la carga es pequeña, ya

que la velocidad del disco es baja y por tanto es más largo el instante que el

orificio pasa a través del sensor.

Este es un proceso aleatorio y puede afectar a las medidas cuando se

encuentren tomando lecturas de energía y ia carga aplicada es pequeña.

En el caso de 0.0367, esto equivale a una medida menos, y este se da

porque el instante en el

comenzando a pasar a través del sensor, por lo que ei sistema registrador no

lo considera.

Este caso se da en

300 medidas que se tiene

se debe ha que la carga es

debe el posible error.

menor proporción que el anterior, ya que en mas de

presentes aparece en 5 oportunidades, pero esto

constante por lo tanto podemos deducir a que se

4.1A.3.2.-Energía reactivé

En este caso, la energía

se calculará los valores

extremos.

que se cuentan los 15 minutos, el orificio está

medida está entre valores de 0.0180 y 0.0198,

de potencia reactiva media para esos valores

Q.QlSKVARhPotencia,^,, =

Potenciamedia —

103

0.25/7/y. ¿YAK

Estas diferencias de valores, aunque son muy pequeñas, pero existen

y esto es debido a causas similares a las anteriores, la diferencia radica en

que la constante del medidor de energía reactiva es mucho mas grande que

el de activa, 3750 del de reactiva en comparación a 150 del de activa, por lo

que aquí, ya no se nota mucho la diferencia.

Ahora procediendo a comparar con el "Nanovip", tenemos que e!

resultado entregado por el "Nanovip", es de 76.4 VAR, este resultado lo

comparamos con el valor promedio, el cuál es de 1.90 E - 02, con este valor

promedio tenemos una potencia promedio de :

PotenciaPromedio 0.25/j= O.Q76KVAR = 16VAR

Y con este valor se puede calcular el error presentado en esta medida.

ERROR

76.4-7676.4

Este error es con respecto al valor promedio como se dijo

anteriormente, las razones por las que se produce un rango tan alto de

variación, se explicarán a continuación:

Este rango tiene varios valores, si es que se observa en la tabla existen

23 valores diferentes comprendidos entre 0.018 y 0.0198, aunque los valores

no son muy distantes en su valor numérico, esto se da porque el medidor de

energía reactiva tiene una precisión superior al de su similar de energía

activa, ya que como se mencionó en el punto 4.1.1 este tiene que dar 3750

vueltas para poder completar 1 KVAR, y al estar la energía relacionada con el

voltaje cada cambio mínimo en el voltaje repercute en esas medidas (dado la

104

por esto es que se obtiene un rango tan amplio deprecisión de este medidor)

valores para esta medida.

4,1,4.3.3 Voltaje.

El voltaje es un poco mas complicado su comparación, ya que el

equipo registrador como se mencionó en el punto 3.4. lo que entrega es un

valor promedio de voltaje durante los 15 minutos, esto es va tomando

medidas cada segundo y

medidas.

finalmente .entrega el promedio de todas estas

Por lo que se rrenciona anteriormente, se puede ver que es

prácticamente imposible realizar esta comparación, ya que cada segundo se

tendría que tomar lecturas y finalmente sacar el promedio y esto a su vez vale

únicamente para un ¡nterva o.

seDe todas formas

durante el instante de pruet

anotará el voltaje que entregaba el "Nanovíp",

as y este era un valor de 113.5 Voltios.

Por todo lo expuesto anteriormente, para este caso no podemos

calcular el porcentaje de error porque el valor que se tiene como referencia

del "Nanovip", es prácticamente un valor instantáneo y no es factible

compararlo con valores promedios.

4.1.4.3.4 Corriente.

Tal como se dijo en

promedio es la siguiente:

el punto 3.3.4.2, la forma de calcular la corriente

Corriente =4 - Energíaaaíva )2 + (4 • Energía naal

3 Voltaje

105

Por lo que al igual que el voltaje, esta medida no se puede calcular con

precisión ya que es un valor instantáneo de corriente el que se tiene con el

"Nanovip" y no un valor promedio de un intervalo como es el que entrega e!

equipo registrador.

Y como se puede _

del voltaje, por lo que al i;

de error.

observar el valor de corriente depende inversamente

¡dual que el anterior no se puede calcular porcentaje

De todas formas la

el "Nanovip", fue de 0.88 A

4.1.5 Prueba Cuatro activa, cuatro reactiva.

corriente obtenida en el instante de observación en

Esta prueba fue

reactiva y fue realizada po

05 hasta el 2001-08-06.

realizada con anterioridad a la de uno activa, uno

un período mas cortos (2 días), desde el 2001-08-

4.1.5.1 Tablas de resultados.

Los resultados obtenidos en esta prueba, se mostrarán a continuación.

Fecha

dd/mm/yyyy05/08/2001

05/08/2001 00:15

05/08/2001 00:30

05/08/2001 00:4505/08/2001 01:00

05/08/2001 01:15

05/08/2001 01:3005/08/2001 01:4505/08/2001 02:0005/08/2001 02:15

05/08/2001 02:30

05/08/2001 02:45

05/08/2001 03:00

05/08/2001 03:1505/08/2001 03:3005/08/2001 03:4505/08/2001 04:00

/ Energía ActivaKWh|

00

0

0

I o0

00

I o0

0

0

0

I o0

0

0

Energía Reactiva ,KVARh

0

0

000

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Voltaje ..Voltios

00

0000

00000

00000

0

CorrienteAmperios

00000

0

0

0

000

0

0

0

0

0

0

106

Fecha

dd/mm/yyyy05/08/2001 04:15

05/08/2001 04:30

05/08/2001 04:4505/08/2001 05:00

05/08/2001 05:1505/08/2001 05:30

05/08/2001 05:45

05/08/2001 06:0005/08/2001 06:1505/08/2001 06:30

05/08/2001 06:4505/08/2001 07:0005/08/2001 07:15

05/08/2001 07:3005/08/2001 07:45

05/08/2001 08:00

05/08/2001 08:1505/08/2001 08:3005/08/2001 08:4505/08/2001 09:00

05/08/2001 09:1505/08/2001 09:30

05/08/2001 09:4505/08/2001 10:00

05/08/2001 10:15

05/08/2001 10:3005/08/2001 10:4505/08/2001 11:00

05/08/2001 11:15

05/08/2001 11:3005/08/2001 11:4505/08/2001 12:0005/08/2001 12:1505/08/2001 12:3005/08/2001 12:4505/08/2001 13:0005/08/2001 13:1505/08/2001 13:3005/08/2001 13:45

05/08/2001 14:0005/08/2001 14:1505/08/2001 14:30

05/08/2001 14:4505/08/2001 15:00

05/08/2001 15:1505/08/2001 15:3005/08/2001 15:4505/08/2001 16:00

05/08/2001 16:15

05/08/2001 16:30

Energía ActivaKWI-

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

00

0

00

0

0

000

0

0

0

0

00

0,040,1^33333

0,15

o.ídsssss1 0,15

0,1533333

0,1533333

0,15:33333

Energía ReactivaKVARh

00

0

0

0

0

0

0

0

0

000

00

0

0

0

0

0

0

0

0

00

0

00

0

0

000

00

0

0

0

0

0

00

0,01544

0,05816

0,05824

0,05784

5J9E-02

5,85E-02

5,88E-02

5,91 E-02

VoltajeVoltios

00

0

0

0

0

00

0

0000

0

0

0

0

0

0

0

0

00

00

0

0

0

0

0

0

0

0

0

00

0

0

0

0

00

114,2679

115,4132

116,384

114,5579

114,5579

115,6935

114,9883

116,7916

CorrienteAmperios

000

0

0

0

0

0

0

0

00

0

00

0

0

0

0

00

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

00

0

0

0

0

0,8665518

3,281474

3,192919

3,303692

3,24168

3,276175

3,298372

3,249718

107

Fechacfd/mm/yyyy

05/08/2001 16:4505/08/2001 17:0005/08/2001 17:1505/08/2001 17:30

05/08/2001 17:45

05/08/2001 18:00

05/08/2001 18:15

05/08/2001 18:3005/08/2001 18:45

05/08/2001 19:0005/08/2001 19:15

05/08/2001 19:30

05/08/2001 19:4505/08/2001 20:0005/08/2001 20:1505/08/2001 20:3005/08/2001 20:45

05/08/2001 21 :00

05/08/2001 21:1505/08/2001 21 :30

05/08/2001 21:4505/08/2001 22:0005/08/2001 22:1505/08/2001 22:30

05/08/2001 22:45

05/08/2001 23:0005/08/2001 23:1505/08/2001 23:30

05/08/2001 23:4506/08/2001

06/08/2001 00:1506/08/2001 00:30

06/08/2001 00:45

06/08/2001 01:00

06/08/2001 01:15

06/08/2001 01:3006/08/2001 01 :45

06/08/2001 02:0006/08/2001 02:15

06/08/2001 02:3006/08/2001 02:4506/08/2001 03:00

06/08/2001 03:1506/08/2001 03:30

06/08/2001 03:45

06/08/2001 04:00

06/08/2001 04:1506/08/2001 04:3006/08/2001 04:4506/08/2001 05:00

Energía ActivaKWh

0,115666670,1]5333330,1|5666670,1]5333330,1|5666670,1¡5333330,11533333

0,150,1|5333330,1|533333

I 0,150,1[5333330,1^333330,15666670,1!5333330,15666670,1|5666670,1 '5666670,15666670,1566667

0,160,15666670,1566667

0,16I 0,16

0,160,16

0,16

0,1566667

0,1566667

0,1566667

0,1566667

I 0,16

I 0,16

0,16

0,1633333

0,16

0,1633333

0,16

0,16

0,1633333

! 0,16

I 0,16

0,16

0,1633333

0,16

I OJ6

0, 1633333

0,16

0,16

Energía ReactivaKVARh

0,0592

5,95E-02

5,91 E-02

0,05936

5.95E-02

5.94E-02

5,85E-02

5.80E-02

0,05856

0,05808

5, 81 E-02

5,85E-02

0,05912

6,OOE-02

0,05976

6,04E-02

5,99E-02

6,01 E-02

6.02E-02

6,01 E-02

0,0612

6 ,05 E-02

6.09E-02

6.16E-02

0,06176

0,06152

6,21 E-02

6, 06 E-02

0,06024

0,0604

6.06E-02

0,06048

0,0616

0,062

0,06192

6,20E-02

6.22E-02

6,24E-02

6, 22 E-02

6.23E-020,062

6,21 E-020,0620,062

0,062

0,062

6,21 E-02

0,06208

6.24E-02

0,06144

VoltajeVoltios116,7916

115,4132

117,3273

115,6935

117,0605

116,6563

116,6563

114,5579

114,2679

114,9883

116,6563

116,2471

116,7916

115,6935

117,3273

116,6563

115,4132

117,3273

117,7235

117,4599

117,0605

116,1096

117,5919

117,8545

117,4599

117,8545

117,4599

116,9263

116,384

116,9263

117,8545

117,8545

117,3273

117,8545

117,7235

117,8545

117,8545

117,7235

117,8545

117,8545

117,8545

117,0605

117,8545117,8545

117,3273

117,8545

117,8545

117,1942

117,8545

117,7235

CorrienteAmperios

3,311671

3,290838

3,296179

3,282096

3,305926

3,25539

3,249136

3,241 8743,317242

3,29303

3,184704

3,260007

3,249528

3,34859

3,239244

3,324173

3,356531

3,302901

3,292348

3,29936

3,379553

3,340399

3,300748

3,359781

3,372012

3,3590313,374093

3,379309

3,330618

3,316307

3,291507

3,290753

3,37469

3,362418

3,3655933,42359

3,363741

3,42982

3,363741

3,364309

3,423404

3,385604

3,3624183,362418

3,438787

3,362418

3,363363

3,443253

3,365068

3,362206

Fecha

dd/mm/yyyy06/08/2001 05:1506/08/2001 05:30

06/08/2001 05:45

06/08/2001 06:00

06/08/2001 06:15

06/08/2001 06:3006/08/2001 06:4506/08/2001 07:00

06/08/2001 07:15

06/08/2001 07:30

06/08/2001 07:45

06/08/2001 08:00

06/08/2001 08:1506/08/2001 08:3006/08/2001 08:4506/08/2001 09:0006/08/2001 09:1506/08/2001 09:3006/08/2001 09:4506/08/2001 10:0006/08/2001 10:1506/08/2001 10:30

06/08/2001 10:4506/08/2001 11:00

06/08/2001 11:15

06/08/2001 11:3006/08/2001 11:45

06/08/2001 12:0006/08/2001 12:1506/08/2001 12:30

06/08/2001 12:45

06/08/2001 13:00

06/08/2001 13:15

06/08/2001 13:3006/08/2001 13:45

06/08/2001 14:00

06/08/2001 14:15

06/08/2001 14:3006/08/2001 14:4506/08/2001 15:00

06/08/2001 15:15

06/08/2001 15:3006/08/2001 15:45

06/08/2001 16:00

06/08/2001 16:1506/08/2001 16:30

06/08/2001 16:4506/08/2001 17:0006/08/2001 17:1506/08/2001 17:30

Energía ActivaKWh

0,1566667

0,1566667

0,1566667

0,1566667

0,16

0,16

0,1566667

0,1566667

0,1533333

0,1566667

0,1566667

0,15

0,1533333

0,1533333

0,15

0,15

0,1533333

0,15

0,15

0,15

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Energía ReactivaKVARh

0,060566,02E-02

0,06

6J2E-026,13E-026,11E-02

0,0608

5.98E-02

0,05944

0,05968

5,97E-02

0,05848

5,85E-02

5.85E-02

0,05792

5,84E-02

5,80E-02

0,05784

5,77E-02

5,73E-02

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

VoltajeVoltios117,7235115,2722116,6563

117,5919

117,8545

117,8545

117,8545

116,5204

115,6935

116,6563

115,8328

115,1306

116,384

115,6935

115,8328

114,2679

115,6935

115,1306

113,9752

113,0816

0

0

00000

0

0

0

0

00

0

0

0

0

0

0

0

00

0

0

0

0

0

0

0

0

1

CorrienteAmperios

3,294981

3,362551

3,321143

3,303029

3,357533

3,355853

3,293017

3,323693

3,282673

3,318882

3,342667

3,229427

3,256548

3,275605

3,205811

3,253026

3,272581

3,2247863,256698

3,279315

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

IOS

Fecha

dd/mm/yyyy06/08/2001 17:45

06/08/2001 18:00

06/08/2001 18:1506/08/2001 18:30

06/08/2001 18:45

06/08/2001 19:0006/08/2001 19:1506/08/2001 19:30

06/08/2001 19:45

06/08/2001 20:00

06/08/2001 20:15

06/08/2001 20:30

06/08/2001 20:45

06/08/2001 21:0006/08/2001 21:15

06/08/2001 21:3006/08/2001 21:45

06/08/2001 22:00

06/08/2001 22:15

06/08/2001 22:30

06/08/2001 22:4506/08/2001 23:0006/08/2001 23:1506/08/2001 23:30

06/08/2001 23:45

1

Enerqía ActivaKWh

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

00

0

0

0

0

0

0

00

Energía ReactivaKVARh

0

00

0

00

00

0

0

0

00

0

00

0

0

0

0

0

0

0

0

0 0

VoltajeVoltios

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0000

0

00

0

0

0

0

0

CorrienteAmperios

0

0

00

0

0

00

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

00

0

00

0

0

109

En esta prueba, como

horas, desde las 14:37 del

intervalo no hubo cortes, razón

se puede apreciar, es de un intervalo menor a 24

día 5, hasta las 10:00 del día G y durante este

por la cuál no se apreciarán valores negativos.

4.1.5.2 Errores con respecto al "Nanovip".

A continuación se analizará los resultados de forma similar a la anterior

prueba (punto 4.1.4).

4.1.5.2.1 Energía Activa

Para este caso corro se puede notar, a pesar de que el número de

medidas es inferior al de! caso anterior, pero se tienen mas variaciones, el

porque de esto se hablará mas adelante.

110

Tal como en el caso anterior una de las razones podría ser, que en el

instante en que el sensor pasa por el orificio se completa un cuarto de hora. A

mas de esto, para este caso se puede notar que como la carga aplicada al

medidor es mayor, lo que implica que la velocidad del disco de este aumente,

por lo que tal como se dijo del medidor de energía reactiva en el caso anterior

cualquier pequeña variación de voltaje tendrá incidencia sobre la medida

anteriormente dicha.

Esta medida de energía esta entre cinco valores, por lo que el error con

respecto a la medida entregada por el "Nanovip", será calculado para el valor

promedio, superior e inferior de la tabla superior, siendo estos valores:

Energíapromedio= 0.156363 KWh

Energíamáx= 0.16333 KWh

Energíamín ~ 0.15 KWh

Tal como se hizo en la

primer valor ya que este

completo.

El valor proporcionado

errores cometidos en cada

prueba del punto 4.1.4, no será considerado el

no corresponde a una medida de un intervalo

el "Nanovip", es de 617.3 W, y ahora veamos los

ectura.

f r > Energía Q.l56363K]Vh n _ „ ^cPotenciamedla (media} ~ - = - = Q.6254& = 625 AW

tiempo

Potencia^,

0.25/í

tiempo

_ Energía

tiempo

El error para cada uno de los casos, es el siguiente:

0.25/1

Q.l5K\Vh

0.25/z

111

'ERROR (máx) =

617.3617.3-653.2

617.3617.3-600

'ERROR617.3

xLOO%

Como se puede

error, pero el error promedio

6=1.24%

.vlOO%-5.82%

= 2.82%

observar e! valor máximo es el que presenta mayor

se lo puede considerar aceptable.

4.1.5.2.2 Energía reactiva.

En la energía reactiva al igual que en el caso de uno activa una

reactiva se tiene una amplia variedad de valores (aproximadamente 30), entre

las medidas máxima y mínima.

Esto se debe a las mismas causas que se describieron en el ejemplo

de uno activa y uno reactiva, y esto era que cualquier variación de voltaje

(dado la precisión del medidor de energía reactiva), afectaba a la medida del

intervalo en el que se producía.

AI igual que en el caso de energía activa, el error se analizará para los

casos máximo, mínimo y promedio, los cuales son los siguientes:

EnergíaPromedío= 0.06012 KVARh

Energíamáx = 0.0624 KVARh

Energíam,n = 0.0573 KVARh

El valor entregado por el "Nanovip", tue de 238.7 VAR, ahora calculemos

para los casos anteriores.

112

, v Energía Q.Q6Ql2K\^ARh tnisv^n-n o m \^TA DPotenciamed(a (media} = — — f- = - -— - - = Q. 24046 KVAR = 240.46VARtiempo 0.25/z

Potenciamedla

Potencia^.,

Enereía Q.0624KVARh «n / - ^ /» n n ^ n ^r /* n= — — ̂ — = - — — -- = 0.2496KVAR = 249.6VARtiempo

_ Energía _ 0.

tiempo

0.25/1

0.25/1= (J.22y¿K YAK = 2¿y.¿W

Ahora se verá el porcentaje de error para cada uno de los casos

anteriores:

'ERROR

•?3S 7-^4046(medio} = — ¡—,vlOO% = 0.73%

238.7 I9337-949 6

'ERROR (mflv) = " Ai00% - 4.57%238.7

23S.7-229.2

238.7#100% = 3.98%

Al igual que en el caso de energía activa el mayor porcentaje de error

se presenta en el valor máximo, y el valor promedio es bastante cercano al

instrumento usado como referencia.

4.1.5.2,3 Voltaje y corriente.

ejemplo anterior, esta medida es prácticamente

, pero se dará a conocer los valores entregados

de comprobación de resultados, estos son:

Al igual que en el

imposible de obtener un error

por el "Nanovip", en el instante

Voltaje = 113.7 V

Corriente = 3.54 A

Se creyó conveniente analizar en uno de los días el desempeño del voltaje, y

este gráfico, es el siguiente

113

Figura. 4.5.- Voltaje para un día de la prueba 4 activa, 4 reactiva

Corno se puede

al principio del día no existen

cero.

observar tanto en el gráfico como en la tabla de datos,

medidas, por lo que este valor se encuentra en

4.2 Análisis en la Subestación #12 (La Floresta).-

Para la realización de estas pruebas, se contó con la colaboración de

personal técnico de la "Empresa Eléctrica Quito", la cuál colaboró con la

instalación de los equipos registradores en la subestación # 12.

Los equipos registradores como se mencionó en el punto 3.3.4,

obtienen sus datos de los medidores de energía activa y reactiva, y dichos

medidores soportan corrientes de hasta 5 Amperios, con una tensión fase -

fase, dado que son trifásicos, de 110 Voltios, por lo que fue necesario la

conexión de estos a través ¿le trasformadores de voltaje, que en lo posterior

serán únicamente nombrados como Tp's, y transformadores de corriente, que

de forma similar al caso ante ior se ios mencionará en cambio por Tc's.

114

La relación de transformación, de los Tp's está dado por la relación de

los voltajes del primario con respecto al secundario, el primario corresponde a

las barras de alimentación

voltaje con el que

transformación de los Tp's

de la Empresa Eléctrica Quito y el secundario es

entaremos a los medidores, la relación de

es de 60 y el voltaje entre barras de la EEQ, es de

6250V, por lo que el voltaje que deberíamos de tener a la entrada de los

medidores es de aproximadamente 104.1 Voltios.

La relación de transformación de los Tc's al igual que en el caso

anterior es la relación que existe entre la corriente de ese instante con la

corriente que ingresará a los medidores, por tener una idea, en el momento

de la instalación de los equipos se tenía una corriente de línea de 225 A, y la

relación de los Tc's es de 80, por lo que la corriente que ingresará al medidor

es de 2.8 A, en las pruebas que se verán a continuación, observaremos de

mejor manera el comportamiento de la corriente a lo largo del tiempo.

Para esta prueba se

Dado que los cálcu

ingresar la relación que se

tuvo un problema, y fue e! siguiente:

os que se realizan en el programa tanto para ia

conversión en valores reales de la energía activa y reactiva así como para la

corriente tienen que ver con las constantes de los Tc's y los Tp's, se debería

mencionó en los párrafos anteriores, es decir 60

para los Tp's y 80 para los Tc's.

Ahora si se observa

apenas 104 Voltios (aunque

contaba con un valor de

registrador con este valor

adecuada, ya que fue

3) valor que tenemos a la salida de los Tp's es de

realmente en el momento de la instalación se

Voltios) entre fases, y si alimentamos al equipo

, es posible que este no responda de forma

diseñado para trabajar a un voltaje de 117 Voltios.

Este inconveniente fue solucionado alimentando al equipo a través de

los denominados transformadores de servicio de la subestación, los cuales

tienen un voltaje de salida de 11 /Voltios, y dado que estos transformadores al

igual que los Tp's tienen un voltaje referido a la línea de alimentación (barras

de la EEQ), por lo que ci

tanto en el Tp como en el

115

ua quier variación de voltaje en las barras, se sentirán

t ansformador de servicio.

Por lo que ahora \z

primario para 117 Voltios

redondeado a 53, ya que

constantes son únicamente

que como se mencionó, se

constante de voltaje será de 6250 Voltios en el

en el secundario, es decir 53.4, y este valor fue

como se explico anteriormente (Capítulo 3), estas

valores enteros y no pueden ser fraccionarios ya

guardan en el equipo en 2 bytes.

4.2.1 Tabla de resultados.

Una vez explicado esto se a mostrar los resultado que se obtuvieron de

las pruebas en la subestación antes mencionada.

Fechadd/mm/aaaa

04/09/2001

04/09/2001 00:1504/09/2001 00:30

04/09/2001 00:4504/09/2001 01:00

04/09/2001 01:1504/09/2001 01:30

04/09/2001 01:4504/09/2001 02:0004/09/2001 02:1504/09/2001 02:30

04/09/2001 02:45

04/09/2001 03:00

04/09/2001 03:1504/09/2001 03:3004/09/2001 03:4504/09/2001 04:0004/09/2001 04:1504/09/2001 04:30

04/09/2001 04:45

04/09/2001 05:00

04/09/2001 05:1504/09/2001 05:3004/09/2001 05:4504/09/2001 06:00

04/09/2001 06:15

04/09/2001 06:30

04/09/2001 06:45

Energía ActivaKWh

00

Q

0

0¡0

0

0

0

0

0

000

0

0

0

0

00

0

0

0

0

0

0

0

0

Energía ReactivaKvarh

0

0

0

d0

00

c0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

c0

0

0

0

0

000

Voltaje

Voltios0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

CorrienteAmperios

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

00

0

0

0

0

0

0

0

Fechadd/mm/yyyy04/09/2001 07:0004/09/2001 07:1504/09/2001 07:3004/09/2001 07:4504/09/2001 08:0004/09/2001 08:1504/09/2001 08:3004/09/2001 08:4504/09/2001 09:0004/09/2001 09:1504/09/2001 09:3004/09/2001 09:4504/09/2001 10:0004/09/2001 10:1504/09/2001 10:3004/09/2001 10:4504/09/2001 11:0004/09/2001 11:1504/09/2001 11:3004/09/2001 11:4504/09/2001 12:0004/09/2001 12:1504/09/2001 12:3004/09/2001 12:4504/09/2001 13:0004/09/2001 13:1504/09/2001 13:3004/09/2001 13:4504/09/2001 14:0004/09/2001 14:1504/09/2001 14:3004/09/2001 14:4504/09/2001 15:0004/09/2001 15:1504/09/2001 15:3004/09/2001 15:4504/09/2001 16:0004/09/2001 16:1504/09/2001 16:3004/09/2001 16:4504/09/2001 17:0004/09/2001 17:1504/09/2001 17:3004/09/2001 17:4504/09/2001 18:0004/09/2001 18:1504/09/2001 18:3004/09/2001 18:4504/09/2001 19:00

Energía ActivaKWh

0

°l0

0

0

0

0

0

0000

0

000

000

3'88,8504

504

shs,^4*89,6

504]

489,6489,6489,6475,2475,2475,2475,2475,2460,8475,2460,8460,8475,2475,2446,4446.4

Í432|432

446,4460,8489,6

|504547,2561,6

Energía ReactivaKVARh

0

0

0000

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

161,5104201 ,4848208,3968213,9264213,4656213,3504212,8896206,6689207,7056207,2448207,8208204,5952214,6176207,8208208,9728203,2128204,1344204,71 04209,3184206,6688202,0608201,024

190,08193,0752193,4208194,8032201,9456202,0608195,9552188,8128

VoltajeVoltios

0Q

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00

0

00

00

00

0

00

0

0

0

0

5988,4795979,7515997,164

6048,416081,7796098,2336005,8076106,4046039,976022,97

5997,1646022,97

6130,6956065,1726098,2335997,1646073,4956039,976022,97

6106,4046031,49

6056,8116065,1726048,41

5979,7516022,97

5979,7516056,8116073,4956073,495

CorrienteAmperios

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

00

0

0

0

162,3593209,6243210,0182214,1266202,8155207,2615205,2926200,9841203,3492198,7812199,7254198,3773196,41511 97,4859191,6111

199,021191,639192,792

199,1004195,9782187,617

186.67179,7088180,6705187,8889191,8253204,5385207,0389221,0077225,2901

116

Fechadd/mm/yyyy04/09/2001 19:1504/09/2001 19:3004/09/2001 19:4504/09/2001 20:0004/09/2001 20:1504/09/2001 20:3004/09/2001 20:4504/09/2001 21:0004/09/2001 21:1504/09/2001 21:3004/09/2001 21 :4504/09/2001 22:0004/09/2001 22:1504/09/2001 22:3004/09/2001 22:4504/09/2001 23:0004/09/2001 23:1504/09/2001 23:3004/09/2001 23:45

05/09/200105/09/2001 00:1505/09/2001 00:3005/09/2001 00:4505/09/2001 01:0005/09/2001 01:15!05/09/2001 01:3005/09/2001 01:4905/09/2001 02:0005/09/2001 02:1505/09/2001 02:3005/09/2001 02:4505/09/2001 03:0005/09/2001 03:1505/09/2001 03:3005/09/2001 03:4505/09/2001 04:0005/09/2001 04:1505/09/2001 04:3005/09/2001 04:4505/09/2001 05:0005/09/2001 05:1505/09/2001 05:3005/09/2001 05:4505/09/2001 06:0005/09/2001 06:1505/09/2001 06:3005/09/2001 06:4505/09/2001 07:0005/09/2001 07:15

Energía ActivaKWh

561,6I 576

561,6576

561,6561,6561,6532,8518,4518,44'89,64'89,6

432

4'03,24'03,23'88,8

360

345,6345.63*31,2¿02,43|02,4302,4

¿02,4[288

2Í73.61 288

2j73,6273,6259,2273,6244,8259,2259,2273,6259,2259,2259,2273,6259,2273,6

|288|288

302,4331,2

|360

374,44:17,6403,2

Energía ReactivaKVARh

186,048190,7712191,0016192,8448

195,84198,9504195,1488185,7024183,0528180,7488174,7584173,1456161,1648160,128

159,7824166,3488161,1648164,3904159,4368154,368

154,1376163,008

164,6208165,5424]163,81441

162,432163,3536161,856161,856160,128

153,3312152,5248153,5616159,0912158,0544160,9344159,6672155,9808158,0544154,5984154,5984152,7552150,1056

152,064163,1232162,0864160,3584159,8976166,2336

VoltajeVoltios

5970,9816056,8116098,2336065,1726065,1726073,4955935,4656065,1726039,97

5979,7516098,233

6039,976056,811

6031 ,495997,1646065,172

6048,415970,9816005,8076039,976022,97

6130,6956073,4956146,7096154,6636130,6956114,5386130,6956056,8116039,97

5997,1646170,4646122,6356122,6356122,6356106,404

6031,496130,6956056,8116201,6565988,4796098,2336031,49

5997,1645997,1646005,8076005,8076056,8115970,981

CorrienteAmperios

228,8194231,3553224,6416231,2858226,4661226,5479231 ,3266214,8406210,2062212,0285196,8689198,5615175,8065166,1107167,0124161,022

150,6006148,0193146,3529139,7148130,1436129,4084130,9193129,5258124,324

119,8583125,0539119,7477121,2084116,4926120,7756107,9492113,6376114,7148119,1816115,3859116,5638113,9554120,4769112,3869121.1904123,4575124,3515130,3429142,1692151,8141156,6168170,4997168,6799

117

118

Fechadd/mm/yyyy05/09/2001 07:3005/09/2001 07:4505/09/2001 08:0005/09/2001 08:1505/09/2001 08:3005/09/2001 08:4505/09/2001 09:0005/09/2001 09:1505/09/2001 09:3005/09/2001 09:4505/09/2001 10:0005/09/2001 10:1505/09/2001 10:3005/09/2001 10:4505/09/2001 11:0005/09/2001 11:1505/09/2001 11:3005/09/2001 11:4505/09/2001 12:0005/09/2001 12:1505/09/2001 12:3005/09/2001 12:4505/09/2001 13:0005/09/2001 13:1505/09/2001 13:3005/09/2001 13:4505/09/2001 14:0005/09/2001 14:1505/09/2001 14:3005/09/2001 14:4505/09/2001 15:0005/09/2001 15:1505/09/2001 15:3005/09/2001 15:4505/09/2001 16:0005/09/2001 16:1505/09/2001 16:3005/09/2001 16:4505/09/2001 17:0005/09/2001 17:1505/09/2001 17:3005/09/2001 17:4505/09/2001 18:0005/09/2001 18:15

05/09/2001 18:3005/09/2001 18:4505/09/2001 19:0005/09/2001 19:1505/09/2001 19:30

Energía ActivaKWh|

432

I 432460,8460,8475,2489,6489,6489,6

504

518,4I 504

518,4¿32,85*18,4|504

5|18,45|18,4

15045ll8,4

15045¡18,45f18,4

5Í18.4489,6489,6475,2489,6475,2475,2475,2475,2460,8460,8460,8475,2460,8475,2446,4460,8446,4460,8446,44^5,2489,6532,8547,2

576

59^0,4561,6

Energía ReactivaKVARh

183,0528176,9472186,1632186,8544190,1952196,7616193,7664196,5312204,1344205,9776201 ,9456206,8992212,4288208,3968209,3184212,8896203,6736203,4432207,820821 1 ,7376216,9216216,6912215,5392

213,12208,6272205,632

210,1248213,2352213,8112

213,12212,544

209,8944208,8576

206,208204,1344207,8208207,2448

213,12207,7056194,45761 94,3424191,5776188,6976199,1808204,1344195,6096193,9968189,9648189,9648

VoltajeVoltios5979,751

6031,496039,97

5988,4796014,4096056,8115997,1645953,3115953,3115970,9816081,7796090,0256022,97

5962,1675988,4795962,1675953,31 15953,311

6022,975953,3115970,9816056,8116022,97

5988,4796106,404

6048,416005,8076056,811

6031,496022,976039,97

6056,81 16022,97

6130,6956106,4046073,495

6048,416106,4045970,9815962,1676014,4096056,8115917,439

6031,495988.479

6022,976014,4096048,416022,97

CorrienteAmperios

181,2

178,7465190,0235191,7574196,5387201,1908202,7646204,6553

210,939215,7493206,1726211,6612219,9317216,4159210,4589217,071

216,0612210,8385214,1489212,0638217,3478214,2339215,2677205,9221201 ,2733197,6998204,871

198,5947199,5188199,6925199,0404193,0669193,9872190,1687195,5979192,2111197,94511 87,0789195,4928188,6031192,0296185,2202

199,543202,3827220,0339222,817

233,3787236,8078227,321 1

Puchadd/mm/yyyy05/09/2001 19:4505/09/2001 20:0005/09/2001 20:1505/09/2001 20:3005/09/2001 20:4505/09/2001 21;OC05/09/2001 21:1505/09/2001 21:3005/09/2001 21:4505/09/2001 22:0005/09/2001 22:1505/09/2001 22:3005/09/2001 22:4505/09/2001 23:0005/09/2001 23:1505/09/2001 23:3005/09/2001 23:45

06/09/200106/09/2001 00:1506/09/2001 00:3006/09/2001 00:4506/09/2001 01:0006/09/2001 01:1506/09/2001 01:3006/09/2001 01:4506/09/2001 02:0006/09/2001 02:1506/09/2001 02:3006/09/2001 02:4506/09/2001 03:0006/09/2001 03:1506/09/2001 03:3006/09/2001 03:4506/09/2001 04:0006/09/2001 04:1506/09/2001 04:3006/09/2001 04:4506/09/2001 05:0006/09/2001 05:1506/09/2001 05:3006/09/2001 05:4506/09/2001 06:0006/09/2001 06:15

06/09/2001 06:3006/09/2001 06:4506/09/2001 07:0006/09/2001 07:1506/09/2001 07:3006/09/2001 07:45

Energfa ActivaKWh

561,6561,6561,6532,8

504

504

489,6475,2460,8446,4

432

403,2417,64'03,2388,8374,4374,4345,6331 ,23.31 ,23;16,8302,4

1288|288|288|288

2^3,6259,2273,6259,2259,2259,2273,6273,6273,6273,6

|288273,6273,6

|288302,43:16,83^5,6

|360403,2417,6417,6

|432|432

Energía ReactivaKVARh

197,3376196,6464197,4528194,112

190,19521 82,2464178,7904171,4176180,4032174,8736172,6848174,6432

179,136176,3712180,6336179,4816178,2144175,104

178,56178,4448170,3808169,1136167,610

168,4224168,5376169,1136166,2336163,1232158,2848159,2064161,9712

165,888168,6528165,5424168,0768166,9248

164,736162,432

165,0816159,7824159,4368158,1696170,2656179,4816179,136

175,68173,7216176,832

184,6656

VoltajeVoltios6098,233

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119

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06/09/2001 17:00

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475,2

489,6

475,2

489,6

518,4

518,4

518,4

518,4

518,4

532,8

332,8

¿18,4

532,8

518,4

518,4

5'32,8

318,4

sha, 45'32,8

I 504

504

489,6

460,8

460,8

460,8

475,2

4^6,4

460,8

460,8

460,8

460,8

4-60,8

460,8

441-6,4

446,4

1432

[432

4^6,4

|432

432

475,2|504

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(576

561,6

576

561,6

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192,4992

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6005,807

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6114,538

5979,751

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6122,635

6048,41

6114,538

5979,751

6048,41

5979,751

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6039,97

5917,439

5953,311

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5997,164

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6098,233

6022,97

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5988,479

6005,807

6031,49

6022,97

6098,233

5988,479

6048,41

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6098,233

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5988,479

6098,233

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120

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547,2

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446,4

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388,8

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345,6

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259,2

259,2

259,2

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259,2

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273,6

273,6

259,2

273,6

i 288

[288

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331,2|360

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4Í7,6

4:17,6

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183,8592

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162,0864

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159,552

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158,5152

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6098,233

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6056,811

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6056,811

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5979,751

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6081,779

6039,97

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119,1809

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121

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0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

00

0

0

0

0

0

0

0

0

0

00

0

0

0

0

0

0

0

122

123

Fechadd/mm/yyyy07/09/2001 20:45

07/09/2001 21:0007/09/2001 21:15

07/09/2001 21:30

07/09/2001 21 :45

07/09/2001 22:0007/09/2001 22:15

07/09/2001 22:3007/09/2001 22:4507/09/2001 23:00

07/09/2001 23:15

07/09/2001 23:3007/09/2001 23:45

Energía ActivaKWh

0

0

0

0

0

0

0

0

°l000

I o

Energía ReactivaKVARh

000

0

0

0

00

0

0

0

0

0

VoltajeVoltios

0

0

00

00

0

00

0

0

0

0

CorrienteAmperios

00

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Como se puede apreciar

en un intervalo que va desde

los datos de estos días límites

pruebas de laboratorio. Y

primera, como la última medida

cuarto de hora exacto.

4.2.2 Gráficos.

Ahora se procederá a

voltaje y corriente, usando el

en las tablas, las pruebas fueron realizadas

el 2001-09-04 hasta el 2001-09-07, por lo que

no son completos, tal como ocurría en las

al igual que en e! caso del laboratorio, tanto la

no son reales ya que no contabilizan un

graficar las medidas promedio para los casos de

software "Registrador 1.0".QQiaicotJoVoOjioconImpacto al Iwmpodel04/03/2001 id0//B3/200t 23.30.00

DatpsXd e I Ij nle ryal p ú pñ!B3?55!?rr!S!ra i eei fo np

Figura 4.6 Voltaje promedio en la subestación de la Floresta.

En la figura anterior

de los 4 días que estuvo

124

se puede ver el voltaje promedio diario a lo largo

conectado el equipo.

Como se puede observar durante los días intermedios se tiene un valor

prácticamente constante, esto quiere decir que la variación no fue significativa

durante dicho intervalo, la razón por la cuál el voltaje es inferior en el primer y

el último día, es debido a

completas y por eso baja si

que durante estos días las medidas no fueron

promedio, el voltaje promedio es el esperado en

la subestación y está en alrededor de 6150 Voltios, que se encuentra dentro

de los rangos esperados para una subestación de energía.

Ahora se analizará el gráfico de la corriente para la misma prueba.

Figura. 4.7.- Gráfico de la corriente promedio en la Subestación de la Floresta

El gráfico es similar a

la corriente de un día con

explicación de la variación

(voltaje).

anterior pero aquí se nota una ligera variación en

respecto al otro en los valores intermedios, la

de corriente es similar a la del ejemplo anterior

Una vez analizado

comportamiento de una

125

los promedios, ahora se analizará el

subestación de energía a lo largo de un día.

Por ser este ejemplo inportante analizaremos los cuatro parámetros de

decir potencias activa y reactiva medias, a mas de voltaje y corriente para

cada día, el día seleccionado es el número 2 ( los días 1 y 4 no se analizarán

por las razones expuestas arteriormente).

En principio se analizará el gráfico de la potencia reactiva, como se

muestra en la figura 4.8

Q Gidicmb el dio nritoladn

Din 2 : 2001-09-Of Poírnci i Aciivn

Figura 4.8 Comportamiento de la Energía Activa en el Día 2 en la prueba

realizada en la subestación de La Floresta.

En este gráfico se puede observar que la hora pico se da a las 19h15 y

la hora de menor consumo es a las 03hOO.

Figura 4.9 Comportamiento

realizada en

La hora de máximo

consumo son las 05h45.

de la Energía Reactiva en el Día 2 en la prueba

la subestación de la Floresta.

consumo es las 12h30 y la hora de mínimo

Ej Gralicando ct día solicitado

Gráfico 4.10.- Comportamient

en la

o del Voltaje en el Día 2 en la prueba realizada

subestación de la Floresta.

Para este caso su hora de máximo voltaje es las 04:45 y la hora de!

mínimo voltaje es a las 18hOO.

Día2 :200:1-09-0:i CoiTJciilc

127

Figura 4.11 Comportamiento de la Corriente en el Día 2 en la prueba

realizada en la subestación de la Floresta.

Tiene su máximo a las 19h15y su mínimo a las 03hOO.

Ahora se analizará el día número 3, comenzando por la potencia activa.EJGia\icanOo el día lofaGÜado

Üli i3 :2001-09-«< Pulciicl i Aclivii

Figura 4.12 Comportamiento de la Energía Activa en el Día 3 en la prueba

realizada en la subestación de la Floresta.

Aquí tenernos dos va

valores mínimos a las 02:30

ores máximos a las 19hOO y a las 19h30, y cuatro

03:00, 03:15 y 03:30.

128

Figura 4.13 Comportamiento de la Energía Reactiva en el Día 3 en la prueba

realizada en la subestación de la Floresta.

Aquí se tienen dos

máximos son a las 11 hOO y

06hOO y a las 02H45.

valores máximos y dos valores mínimos, los

2h15, en tanto que los valores mínimos son a las

El voltaje para este día.LJ GidicendD el día toüciado

Figura 4.14 Comportamiento del voltaje en el Día 3 en la prueba realizada en

la subestación de la Floresta.

129

En la figura 4.14 se tiene un valor máximo y dos valores mínimos, esto

es, para el máximo a las 00h30 y los valores mínimos son a las 14h15 y

15hOO.

Por último se tiene la corriente.H-3 GtsficJOTto d día

Figura 4.15.- Comportamiento de la Corriente en el Día 3 en la prueba

realizada en la subestación de la Floresta.

Se presenta un valor máximo las 19h45 y un valor mínimo a las 03h15.

Como se puede apreciar de los resultados anteriormente mencionados,

las horas tanto de mayor como de menor demanda se mantienen

prácticamente constantes para los valores de potencia activa, potencia

reactiva y corriente.

Para el caso de potencia activa, la hora de mayor demanda es la de las

19hOO y la de menor demanda está en alrededor de las OShOO, este valor se

puede considerar valedero, ya que a las 19hOO, es la hora en que se tiene en

los hogares encendido la mayoría de artefactos eléctricos por lo que aumenta

la demanda, y a las 03hOO, es cuando están encendidos el menor número de

artefactos eléctricos.

130

Para el caso de la potencia reactiva el comportamiento es algo

diferente, si bien la hora de menor demanda es aproximadamente la misma

pero la de mayor demanda es aproximadamente al medio día, esto es debido

a que está energía es principalmente suministrada por el arranque de motores

en las industrias y la mayor de esta demanda se da la hora antes

mencionada.

El caso del voltaje no tiene nada que ver con el tiempo ya que las

variaciones de voltaje se pueden producir de forma aleatoria en cualquier

instante del día, por lo que es difícil de predecir.

Para la corriente al ser su fórmula dependiente de los tres valores

anteriores, esta será mayor cuando la media aritmética de las potencias sea

mas alta y será la mas baja cuando este valor sea el mas bajo.

Dado que la potencia activa representa aproximadamente dos veces la

potencia reactiva, la variación de la corriente a lo largo del tiempo tendrá mas

que ver con la variación de la potencia activa a lo largo del mismo tiempo y

podemos comprobar que las horas tanto de máximos como de mínimos son

prácticamente los mismos.

131

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

1. El presente plan de proyecto de titulación representa una herramienta de fácil

manejo en las tareas de instalación, adquisición y procesamiento de datos

provenientes de los equipos registradores digitales de demanda de energía

eléctrica, desarrollados en el convenio entre la Empresa Eléctrica Quito y la

Escuela Politécnica Nacional.

2. El software desarrollado incluye en un solo paquete el programa de

instalación adquisición y procesamiento de datos, los cuales anteriormente

se encontraban separados y trabajaban bajo sistemas operativos diferentes,

como es el DOS y el WINDOWS, presentando ¡imitaciones, principalmente e!

DOS, ei cual no permite la actualización de las fechas a partir del año 2000

en adelante siendo este un factor determinante en la instalación y

almacenamiento de resultados pues como se indicó en capítulos anteriores

los equipos registradores tienen la capacidad de almacenar datos con sus

respectivas fechas.

3. El nuevo software denominado Registrador 1.0 , trabaja únicamente bajo el

sistema operativo WINDOWS 95 o superior con todas las ventajas que este

sistema proporciona, como mejor utilización de los recursos del computador,

amigable y de fácil uso, ambiente multiarea y una de las mas importantes , la

posibilidad de trabajar con otros programas simultáneamente en este caso el

EXCEL, pues el Registrador 1.0 permite exportar las tablas de datos a

dicho programa y trabajar en él con todas sus herramientas.

4. Como se ha visto en las pruebas realizadas en el laboratorio y en la

subestación La Floresta indicadas en el capítulo cuatro, se ve claramente

que las curvas de los diferentes parámetros que se pueden obtener se

132

asemejan a una curva de demanda típica, lo cual ayuda a las personas que

se encargan del estudio y la investigación de la demanda de energía

eléctrica a predecir, con datos reales e instantáneos, ias horas y los días de

mayor demanda de energía eléctrica, para que así d9 esta manera se pueda

planificar y tomar precauciones a fu tu ro para que no existan apagones.

5. Con la ayuda de los equipos registradores y el software la Empresa Eléctrica

Quito podrá cuantificar las pérdidas negras y en el mejor de los casos

disminuirlas, pues se puede hacer una diferencia entre la energía acumulada

y facturada a sus abonados y la registrada en los equipos con lo cual se

obtendrá la energía que es consumida pero que no es facturada.

6. El estudio de la demanda es un factor importante dentro de las empresas

eléctricas tanto de transmisión como de distribución, por lo que el programa

Registrador 1.0, representa una herramienta que ayudará al personal

técnico de dichas empresas a la planeación de futuros crecimientos dentro

del sector eléctrico, así como el control de demanda dentro de las horas pico.

7. Con el presente programa igualmente se pueden prever pérdidas de energía

ya que el software Registrador 1.0, ayudará a las empresas eléctricas a

comprobar sus registros de consumo y tratar de solucionar cualquier

inconveniente presentado.

8. E! uso de los sensores de reflexión mejoró el funcionamiento del sistema,

dado que anteriormente se realizaban perforaciones dentro del disco lo cual

desbalanceaba el disco y por tanto las medidas ya no son tan confiables,

ahora con el sensor de reflexión se elimina esto ya que el disco no se ve

afectado de ninguna manera.

133

RECOMENDACIONES

1. Los sensores de reflexión son buenos detectores de movimiento del disco,

pero se debe tener cuidado en el momento de colocarlos ya que cada

milímetro que se mueva puede afectar las lecturas, por lo que es

recomendable ajusfarlo de la mejor manera para evitar contratiempos.

2. El voltaje con el que se debe alimentar a los registradores es de 11OV y tiene

que mantenerse estable ya que las variaciones pueden causar el daño de los

dispositivos electrónicos internos.

3. Se debe mantener al equipo fuera de campos magnéticos fuertes o

transitorios de la red, estos provocados principalmente por el arranque de

motores.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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digital de demanda de energía eléctrica, Bismark Albán Cornejo, 1997

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5. Programación avanzada con Microsoft Visual Basic 5, Bruce Mckinney 1998

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8. The microcontroler Idea Book, Axelson Jan, 1994

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10. El Guille, Visual Basic y más http://quiHe.costasol.net/

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http://members.es.tripod.de/qratis/Q1Manuales/Lenquaies/visualbasic.htm

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21. Landis & Gyr MM2000

http://www.siemens.nl/e&l/download/pdf fíles/eenf draaistr dÍrect/ferrarís/MM2

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http://www.quiasoft.com/Proqramacion/Herramientas para Archivos de Ayud

a/