Diseño de instrumento virtual para el monitoreo del desbalance de tensión y corriente en redes eléctricas trifásicas

Abstract

La producción de energía eléctrica es esencial para el desarrollo económico y social de un país. Sin embargo, la calidad de la energía suministrada puede verse afectada por variaciones de carga, perturbaciones externas y desequilibrios entre las fases, para contar con una herramienta para el monitoreo del desbalance, la Escuela Especializada en Ingeniería ITCA-FEPADE Centro Regional Santa Ana desarrolló una investigación en automatización e instrumentación virtual, con el objetivo de diseñar un sistema para monitorear el desbalance del voltaje y la corriente entre las fases A, B y C de redes eléctricas trifásicas. El diseño experimental utilizó hardware especializado para el acondicionamiento de señales de voltaje y corriente. El resultado es una aplicación que funciona como un instrumento virtual, con la que se puede monitorear el desbalance de voltaje y corriente. Se demostró que el aumento del desequilibrio de voltaje entre las fases en un sistema trifásico también conduce a un aumento en el desequilibrio de corriente. El diseño incluye el registro de alarmas, visualización de señales de voltaje y corriente en formato rectangular y fasorial. El modelo se puede implementar en el monitoreo del desbalance de voltaje y corriente en subestaciones y generadores trifásicos. También tiene uso académico en el campo de la calidad de la energía, utilizándolo como instrumento virtual en ambientes controlados de un laboratorio de pruebas de sistemas de potencia. El sistema almacena en la nube y de forma local datos de corrientes y voltajes presentes en la red eléctrica, segundos antes de presentar un desbalance para el análisis de las causas de la anomalía. El instrumento virtual incluye sensores, una tarjeta de adquisición de datos, un Dashboard y una plataforma de servicios en la nube. De la investigación se concluye que todo proceso de generación y distribución de energía eléctrica para mantener la calidad debe contar con sistemas de monitoreo periódico de las principales variables eléctricas, utilizando software y hardware especializado como el diseñado, para tomar medidas correctivas en el campo.