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FORO TÉCNICO => Electrónica de potencia => Mensaje iniciado por: juaperser1 en 04 de Octubre de 2018, 07:08:50
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Buenas, quiero medir la carga de un transformador trifasico en %, de este voy a conocer la potencia en VAC y la tension nominal de salida (230VAC)
quiero usar transformadores toroidales, para ello necesito 3, uno en cada fase, los que tengo mirado son 50/1 es decir salida de 1A y he pensado en hacerlo asi:
(https://3.bp.blogspot.com/_vNFu_XRRH84/SD0enJdHVeI/AAAAAAAABA4/enC8t-uZpwg/s400/amperimetros+en+estrella+mas+neutro.BMP)
de esta manera tendría un aislamiento galvanico. los amperímetros los sustituiría por simples shunt y al adc. teniendo la intensidad que circula por cada fase y conociendo tensión y potencia puedo sacar el % de carga del transformador.
Lo malo es que en los shunt tendría una corriente alterna, deberia poner un RMS analógico, un puente de diodos y sacar el valor por software, o poner un offset para meterlo directamente en el adc y medir toda la onda y sacar el valor por software?
lo malo de este sistema que necesito 3 entradas del ADC.
Otra opción seria colocar, una resistencia en paralelo, al toroidal y medir de manera diferencial, pero eso seria mas caro.
un saludo
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Hola, para realizar lo que quieres en realidad se aplica la sig. técnica.
1er. paso se mide la tensión entre 2 fases, llamemosle R y S.
Por otro lado, en la fase T, se coloca un transformador de intensidad, cómo los que describes en el gráfico. Entonces conociendo esas 2 magnitudes, puedes hallar la potencia aparente (S) del sistema, según la fórmula:
S=√3 x V x I
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Hola, para realizar lo que quieres en realidad se aplica la sig. técnica.
1er. paso se mide la tensión entre 2 fases, llamemosle R y S.
Por otro lado, en la fase T, se coloca un transformador de intensidad, cómo los que describes en el gráfico. Entonces conociendo esas 2 magnitudes, puedes hallar la potencia aparente (S) del sistema, según la fórmula:
S=√3 x V x I
Pero exige que la red trifasica sea balanceada. En la mayoria de las redes trifasicas esto no ocurre. Siempre hay cargas monofasicas y nunca nadie las balancea, al menos no luego de construida la red.
Yo por mi si quisiera hacer esto, de medir las 3 corrientes, ya que me interesaria saber si una fase esta MUY cargada y las demas no. Entonces procederia a usar:
1 puente de diodos en la salida del CT ( Current Transformer ) total lo que me interesa es la corriente, y de alli aplicarlo sobre una resistencia. A esto lo podes medir con el ADC. O si solamente te interesa la amplitud podrias pensar tambien en ponerle una capacidad para "filtrarlo", pero es mas lento, lo que no importaria ya que el transformador un ratito de mas consumo no le afectaria. (y alguna proteccion no viene mal tampoco )
Y si,, necesitarias 3 entradas de ADC. Todo lo demas se arregla por software. A no ser que pidas que sea TRUE RMS.
Si no te interesa saber el desbalance de cargas que tenes pienso que la Robert te dio una muy buena solucion, en la cual vas a gastar lo menos posible.
PD:
Para aclarar, yo lo pense de esta forma, porque el transformador viene dado para una potencia, y que se asume que es una carga trifasica balanceada, por lo tanto la corriente por cada uno de los bobinados tiene un "limite" dado por esta potencia, el problema viene si tenes una fase MUY cargada, y las demas no. Trabaje en alumbrado publico y me encontre con una disparidad de hasta 50A entre fases. Si pienso que una fase esta consumiendo 100A y la otra 60A y 50A, entonces al calcular mi potencia como imagino que la piensan calcular (la suma de cada una de las potencias de las fases ) voy a representar tal ves un % erroneo, ya que al llegar al 70% para dar un numero, la corriente de esa fase que esta cargada estaria en los limites que me impone el fabricante, pero las demas no, y aun asi "me sobre 30%".
PD2: No solo en alumbrado publico, sino todas las industrias por donde pase y medi, hay una gran diferencia.
Espero que se aclare el porque de mi idea.
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Pues a ver:
lo que me intera saber de verdad es la cantidad de carga que tiene el transformador, no medir la potencia en si, aunque claro, esto esta intrinseco.
Yo voy a conocer la potencia del transformador y la tensión nominal, pero no se si la carga va a estar equilibrada, que al 99% seguro que no esta equilibrada, entonces no se hasta que punto puede servir la opción de medir una intensidad y una tensión.
Hola, para realizar lo que quieres en realidad se aplica la sig. técnica.
1er. paso se mide la tensión entre 2 fases, llamemosle R y S.
Por otro lado, en la fase T, se coloca un transformador de intensidad, cómo los que describes en el gráfico. Entonces conociendo esas 2 magnitudes, puedes hallar la potencia aparente (S) del sistema, según la fórmula:
S=√3 x V x I
Este sistema vale para cargas no balanceadas.
Yo por mi si quisiera hacer esto, de medir las 3 corrientes, ya que me interesaria saber si una fase esta MUY cargada y las demáss no. Entonces procederia a usar:
No me interesa saber el desbalance, simplemente la capacidad en % del transformador que se esta usando.
por poner un ejemplo si es un transformador de 1000VA con tension en el secundario de 230VAC, y se esta consumiendo 2A decir que la carga del transformador esta al 46%
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A ver, vamos más despacio, la corrección de KILLERJC es correcta, yo NO aclaré que mi propuesta es para sistemas balanceados solamente.
No sé que tanta precisión requieres en la lectura de carga del transformador, pero recuerda que a mayor carga, mayor es la caída de tensión de línea. Si tú solamente mides la corriente, supones que la tensión NO se inmuta. Y eso no es así, depende de la resistencia e impedancia de salida del transformador.
Por otro lado, vas a medir las 3 corrientes de fases, perfecto y luego que? las vas a sumar a todas? NO es tan así, no pueden sumarse algebraicamente. Recuerda que están desfasadas 120|°, por lo tanto deben sumarse vectorialmente, para calcular la potencia total entregada o carga cómo le llamas tú.
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A ver, vamos más despacio, la corrección de KILLERJC es correcta, yo NO aclaré que mi propuesta es para sistemas balanceados solamente.
No sé que tanta precisión requieres en la lectura de carga del transformador, pero recuerda que a mayor carga, mayor es la caída de tensión de línea. Si tú solamente mides la corriente, supones que la tensión NO se inmuta. Y eso no es así, depende de la resistencia e impedancia de salida del transformador.
Por otro lado, vas a medir las 3 corrientes de fases, perfecto y luego que? las vas a sumar a todas? NO es tan así, no pueden sumarse algebraicamente. Recuerda que están desfasadas 120|°, por lo tanto deben sumarse vectorialmente, para calcular la potencia total entregada o carga cómo le llamas tú.
esta claro que las intensidades se suman vectorialmente, pero eso se hace por software sabiendo la frecuencia de linea y el angulo de desfase, con esa suma, y sabiendo la intensidad máxima que puede ofrecer el transformador ya podría sacar la carga del transformador.
No quiero calcular la potencia, se que es confuso ya que una cosa lleva la otra, pero no quiero dar un valor, simplemente quiero decir este transformador esta al 40% de su máximo o lo que sea. Para ello, no me hace falta saber la tensión, o al menos eso creo, ya que sabiendo que intensidad es capaz de ofrecer y conociendo la que esta dando puedes sacar este %.
Y si, necesitarias 3 entradas de ADC. Todo lo demas se arregla por software. A no ser que pidas que sea TRUE RMS.
¿A que te refieres con true RMS?
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Usando transformador, podes usar un divisor resistivo de la mitad del adc (vref/2) para poner una de las puntas del transformador de corriente y rectificarlo para sumar las corrientes de cada fase.
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Quieres decir que rectifique y sume, asi no hay que sumar por software fasores... Es buena idea, ademas podria sumarlas con un sumador AO y usar un solo adc, ¿ esta suposicion es correcta?
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Refrescando la memoria, si el sistema en conexión estrella usado en los secundarios de los transformadores, está desequilibrado, pues habrá corriente por neutro, dado el caso no puede considerarse un desfase de 120|° entre las corrientes, ya que cada fase tendrá un Cos phi diferente, debido a cargas reactivas y activas distribuídas al azar en todo el sistema. Y el porcentaje que buscas puede tener un error considerable.
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Refrescando la memoria, si el sistema en conexión estrella usado en los secundarios de los transformadores, está desequilibrado, pues habrá corriente por neutro, dado el caso no puede considerarse un desfase de 120|° entre las corrientes, ya que cada fase tendrá un Cos phi diferente, debido a cargas reactivas y activas distribuídas al azar en todo el sistema. Y el porcentaje que buscas puede tener un error considerable.
Si sumas las corrientes con un op-amps, las sumarias algebraicamente. Y eso no es posible.
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Hay que tener en cuenta los desfases (cos fi) y los armónicos. Hay cargas especiales (fluorescentes, rectificadores electrónicos, etc) que generan muchos armónicos y estos alteran bastante la medida.
La única carga que va a calentar al transformador es la corriente por cada línea y hay que calcularla como valor RMS si quieres que sea realista.
La potencia consumida es otro cantar. Esa valdrá el valor de tensión multiplicado por el valor de corriente en fase con la tensión y solo la frecuencia fundamental (sin armónicos)
Depende de lo que quieras medir, puede complicarse un poco. Si solo quieres una medida aproximada o si quieres conocer P, Q, VA, THD, armónicos, etc. por cada línea.
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No quiero calcular la potencia, se que es confuso ya que una cosa lleva la otra, pero no quiero dar un valor, simplemente quiero decir este transformador esta al 40% de su máximo o lo que sea. Para ello, no me hace falta saber la tensión, o al menos eso creo, ya que sabiendo que intensidad es capaz de ofrecer y conociendo la que esta dando puedes sacar este %.
Y si, necesitarias 3 entradas de ADC. Todo lo demas se arregla por software. A no ser que pidas que sea TRUE RMS.
¿A que te refieres con true RMS?
Necesitas medir las 3 corrientes de línea en modo True RMS.
Eso significa que midas continuamente la potencia que disipa tu trafo = I^2 * R_trafo
Y que la vayas sumando todos los resultados para saber la potencia disipada en un segundo.
Si lo haces 1000 veces por segundo, estarás midiendo la potencia generada hasta el décimo armónico (500 Hz)
Esa potencia no puede ser mayor que la potencia nominal que puede disipar tu trafo = I_nominal^2 * R_trafo
Y el porcentaje por cada línea = 100 * sqrt(suma_mil(I^2)) / I_nominal
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Si, podes simplificar sumando todas las corrientes pasadas por un filtro pasabajos y rectificadas. No vas a obtener una lectura ni cercana a la ideal pero te sirve como para simplificarla lo suficiente como para meterla en un adc o lm3915 para la barra de leds.
KILLERJC
Para aclarar, yo lo pense de esta forma, porque el transformador viene dado para una potencia, y que se asume que es una carga trifasica balanceada, por lo tanto la corriente por cada uno de los bobinados tiene un "limite" dado por esta potencia, el problema viene si tenes una fase MUY cargada, y las demas no. Trabaje en alumbrado publico y me encontre con una disparidad de hasta 50A entre fases. Si pienso que una fase esta consumiendo 100A y la otra 60A y 50A, entonces al calcular mi potencia como imagino que la piensan calcular (la suma de cada una de las potencias de las fases ) voy a representar tal ves un % erroneo, ya que al llegar al 70% para dar un numero, la corriente de esa fase que esta cargada estaria en los limites que me impone el fabricante, pero las demas no, y aun asi "me sobre 30%".
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Un pequeño apunte:
Una corriente de 10 amperios sobre 1 ohmio produce 100 vatios
Una corriente de 11 amperios sobre 1 ohmio produce 121 vatios
De forma que un pequeño error en la medida de corriente del 10%, puede suponer un error del 21% en la potencia disipada y eso puede llevar a que se queme el trafo o a reducir mucho su vida útil.
Si la instalación tiene mucho ruido armónico, yo apostaría por corriente RMS.
PD: Armónicos en las redes eléctricas (https://www.u-cursos.cl/ingenieria/2011/2/EL5203/1/material_docente/bajar?id_material=384495)
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Hola:
¿Has visto esto?
https://www.eltoroide.com.ar/sensor-rsi-d12
sds
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Ok, ¿mmm y si hacemos esto que opináis? Nos quitaríamos el problema de cacular el RMS y creo que podriamos sumarlas algebraicamente, el IC RMS no es barato, pero mas barato en conjunto que poner otro adc y otro aislamiento para spi (mas o menos ronda lo mismo).
NOTA: las fuentes de alterna serian los secundarios de los toroidales.
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
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(http://dl.dropbox.com/s/u6mdzz1verzubn6/MedidorCorriente.png)
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La solucion anterior no sirve, pero si pasamos el sumador a la izquierda a la parte de AC tenemos una suma con sus respectivas fases, ya no es suma algebraica y asi si que sirve (creo), ademas se ahorran bastantes componentes:
(http://dl.dropbox.com/s/vpbxd0fboddukvi/MedidorCorriente2.png)
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Lo que estás haciendo es una suma algebraica.
Y cuándo el sistema esté balanceado la resultante será 0A.!!!!
Si quieres algo fiable, analiza la fase más cargada y coloca el medidor allí.
Será lo más simple, aunque no completo en cuánto a monitorear.
Para hacer lo correcto, es cómo se hace en un corrector de Cos Phi, o Cosfimetro.
Se toma muestra de tensión de cada fase, se muestrea el cruce por cero de tensión sólo en una de ellas. Las del resto se calcula.
Lo mismo con la corriente, se muestrea el cruce por cero en una sola fase.
Teniendo esos valores, puedes calcular la potencia activa en cada fase, ya que al ser componentes de un vector , puedes sumarlos algebraicamente.
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Primero pido disculpas por estar tan aunsente, solo dispongo de 30min como maximo libres entre cosas que debo hacer. Y se me complica bastante contestar.
Lo que estás haciendo es una suma algebraica.
Y cuándo el sistema esté balanceado la resultante será 0A.!!!!
Exacto, sumar vectorialmente ( teniendo en cuenta el dsfasaje ) las 3 fases, es lo mismo que medir directamente unicamente neutro :P
Es lo primero que se me ocurrio al ver el diagrama.
No quiero calcular la potencia, se que es confuso ya que una cosa lleva la otra, pero no quiero dar un valor, simplemente quiero decir este transformador esta al 40% de su máximo o lo que sea. Para ello, no me hace falta saber la tensión, o al menos eso creo, ya que sabiendo que intensidad es capaz de ofrecer y conociendo la que esta dando puedes sacar este %.
Nadie dijo que que tengas que mostrar la potencia, pero tu porcentaje es respecto a la potencia o la corriente maxima por fase. Una de las dos te va a definir cual es tu 100%, por lo tanto la prioridad es obtener alguna de estas. Y de alli calcular el porcentaje con lo medido.
Entonces.... Por como va el hilo
- ¿Queres calcular con TRUE RMS? Por si tenes demasiadas cargas electronicas, al menos veo que por eso te decidiste, Y si la corriente el 95% son motores, entonces tal ves ni valga la pena. Si lo queres hacer "general" entonces vas a poder elegir, RMS y tener tu error, o TRUE RMS y complicarte un poco mas la vida.
- Que opcion vas a tomar para reefrenciarte?, la maxima corriente por fase?, o la potencia? Aca tenes que decidir, si es por corriente maxima, vas a tener que cargar la tension y la potencia nominal en tu programa, o que se pueda configurar la misma, la lectura va a ser de corriente y se termino, nada de sumar.
En caso que elijas potencia, es como dijo Robert76 vas a tener que medir la tensión, y esto ya te va a permitir hacer muchas mas cosas, como ver la potencia reactiva, poder corregir coseno de phi, etc (obviamente si lo programas), ademas de lo que vos buscas, y verificamos la parte de la potencia. Aca vas a tener que cargarle la potencia del transformador por igual para poder comparar.
Y por otro lado ... que me queda la duda.. El toroide, ¿permite el paso de los armonicos? Acabo de ver que hay toroides con un rango de frecuencia mas amplio.
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Si quieres algo fiable, analiza la fase más cargada y coloca el medidor allí.
Será lo más simple, aunque no completo en cuánto a monitorear.
Para hacer lo correcto, es cómo se hace en un corrector de Cos Phi, o Cosfimetro.
Se toma muestra de tensión de cada fase, se muestrea el cruce por cero de tensión sólo en una de ellas. Las del resto se calcula.
Lo mismo con la corriente, se muestrea el cruce por cero en una sola fase.
Teniendo esos valores, puedes calcular la potencia activa en cada fase, ya que al ser componentes de un vector , puedes sumarlos algebraicamente.
No puedo hacer eso, mis recursos son 3 toroides, eso es lo que esta instalado donde esta el transformador, son de relación 50/1 (50Amperios primario - 1 Amperio secundario), en mi sistema puedo hacer lo que quiera con esas 3 entradas, pero no puedo cambiar la instalación.
Primero pido disculpas por estar tan aunsente, solo dispongo de 30min como máximo libres entre cosas que debo hacer. Y se me complica bastante contestar.
No importa, lo principal es que quieras ayudar, gracias.
- Que opcion vas a tomar para reefrenciarte?, la maxima corriente por fase?, o la potencia? Aca tenes que decidir, si es por corriente máxima, vas a tener que cargar la tensión y la potencia nominal en tu programa, o que se pueda configurar la misma, la lectura va a ser de corriente y se termino, nada de sumar.
exacto, esto es lo que quiero hacer, en mi programa meteré la tensión y la potencia del transformador, que eso sera un parámetro a configurar, supongo que tirare por true rms, ya que no se que van a conectar, aunque tenga que usar los integrados para que me lo hagan, si no queda mas remedio.
Y por otro lado ... que me queda la duda.. El toroide, ¿permite el paso de los armonicos? Acabo de ver que hay toroides con un rango de frecuencia mas amplio.
Los toroides que tengo son de 50-60Hz
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No puedo hacer eso, mis recursos son 3 toroides, eso es lo que esta instalado donde esta el transformador, son de relación 50/1 (50Amperios primario - 1 Amperio secundario), en mi sistema puedo hacer lo que quiera con esas 3 entradas, pero no puedo cambiar la instalación.
Nadie está hablando de modificar la instalación, si tienes los transformadores de intensidad, perfecto!
Deduce lo que te conviene, en función de las propuestas, no hay más para agregar.
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No puedo hacer eso, mis recursos son 3 toroides, eso es lo que esta instalado donde esta el transformador, son de relación 50/1 (50Amperios primario - 1 Amperio secundario), en mi sistema puedo hacer lo que quiera con esas 3 entradas, pero no puedo cambiar la instalación.
Nadie está hablando de modificar la instalación, si tienes los transformadores de intensidad, perfecto!
Deduce lo que te conviene, en función de las propuestas, no hay más para agregar.
No puedo tomar una muestra de la tensión de cada fase Roberto, lo siento si te ha molestado, pero no puedo resolverlo tal y como tu propones.
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Los toroides que tengo son de 50-60Hz
No se como sera la respuesta de frecuencia de los mismos, pero debo asumir que las demas armonicas se verán afectadas en su amplitud. Y si estas se ven afectadas, entonces no veo mucho sentido irme a un TRUE RMS, ya que a lo sumo tenes las primeras armonicas y reducidas. Especialmente cuando ya tenes la limitante de los toroides fijos. Sino que buscaria obtener el pico y de alli por software manejarse.
De alli tendrias la corriente por cada fase. Y aca procedes como vos quieras... O calculas la potencia con tu voltaje y corriente, referenciandola a la potencia cargada. O pre-calculas la corriente maxima por fase al momento de cargar los parametros en tu circuito, y haces una referencia mas directa.
Como vas a definir el % de uso es lo que me intriga.. Podrias tomar un promedio de las 3 lecturas y eso compararlo. Pero 2 fases bien cargadas ( 90% ) y una fase a la mitad ( 50 % ) te dejaria con 76%. Tambien podrias usar el maximo que seria el de 90%, pero eso implica que el de 50% no se aprovecha.
Por mi iria por lo simple, y funcional, toroide, shunt, rectificacion y filtrado, leer con el ADC.
Un pequeño apunte:
Una corriente de 10 amperios sobre 1 ohmio produce 100 vatios
Una corriente de 11 amperios sobre 1 ohmio produce 121 vatios
De forma que un pequeño error en la medida de corriente del 10%, puede suponer un error del 21% en la potencia disipada y eso puede llevar a que se queme el trafo o a reducir mucho su vida útil.
Pero cuando tenes un transformador de 20KVA, 1A sobre 1ohm de diferencia sigue siendo 21VA, pero el error en la potencia total es menor.
Al ser transformadores de 50A/1A imagino que debe llegar facil a 35/40A por fase.
Ahora errarle medir 1A implica que le erraste por 50A al transformador. Dependiendo de la cantidad de bits que posea su ADC, va a ver que resolucion posee y hasta que punto puede determinar la variacion del primario. 1A en el primario serian 20mA en el secundario.
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No me molesta en absoluto, puedes perder cuidado. Son opiniones, y se toma la que más convenga, esa es la idea del foro cómo cualquier otro.
Lo que acaba de comentar KILLERJC, sería lo más acertado para tu requerimiento y es lo menos invasivo para tu instalación.
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No me molesta en absoluto, puedes perder cuidado. Son opiniones, y se toma la que más convenga, esa es la idea del foro cómo cualquier otro.
Lo que acaba de comentar KILLERJC, sería lo más acertado para tu requerimiento y es lo menos invasivo para tu instalación.
De todas formas aquí hay algo que no me cuadra..., no puede ser tan complejo, dudo que el sistema que tuvieran antes pudiera hacer lo que me están pidiendo, voy a estudiar las normativas a ver que es lo que se pide de verdad por ley. Debería de estar ya curado de lo que me piden los clientes y no fiarme.
voy a estudiar las normativas de baja tensión y de monitorización de los transformadores estos y ahora comentare que veo.
un saludo
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Lo que protege al trafo será un magnetotérmico y/o fusibles.
Lo demás es simplemente información para saber cómo balancear las tres líneas monofásicas o cuánta potencia de reserva tiene todavía el trafo.
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Lo que protege al trafo será un magnetotérmico y/o fusibles.
Lo demás es simplemente información para saber cómo balancear las tres líneas monofásicas o cuánta potencia de reserva tiene todavía el trafo.
Eso suele ser lo común pero en este tipo de instalación no.
A ver, en la norma UNE-EN 61558 (parte: Seguridad de los transformadores,bobinas de inductancia, unidades de alimentación y sus combinaciones) dice que hay que monitorizar la sobrecarga mediante la corriente de carga. Investigando este tipo de sistemas he visto que esto es lo que hacen los sistemas que hay por ahí:
Tienen 3 torides (o mas si monitorízan mas de un transformador) de conexión, en los mas complejos estos toroides llevan electrónica y ya dan una señal digital.
Al aparato se les mete el parámetro de la potencia del transformador a vigilar y la tensión nominal.
y estos sistemas dan una alarma cuando sobrepasan la intensidad nominal por ejemplo:
Transformador: 3150 VA 4000 VA 5000 VA 6300 VA 8000 VA 10000 VA
I de alarma: 14 A 18 A 22 A 28 A 35 A 45 A
Esto es lo que yo deseo hacer, necesito dar una alarma cuando se sobrepase cierta intensidad, esto en monofásica es muy facil en trifásica y con 3 toroides no se como hacerlo. ¿Alguien sabe como hacer esto o se le ocurre algo?
un saludo
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Mas datos de la norma Seguridad electrica en redes de distribución de baja tension hasta 100V en ca y 1500 en cc:
Se recomienda (no es de obligado cumplimiento) que el valor de respuesta sea ajustable y que este valor de disparo pueda estar por debajo de la intensidad nominal.
tambien se recomienda indicar si el sensor de corriente de carga este abierta o cortocircuitada.
el valor eficaz de la corriente de carga se debería medir por lo menos con un factor de cresta de 2.
lo demas son sobre alarmas locales y remotas que no interesan para el problema concreto.
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Bueno, puedes monitorear cada fase por separado y la que primero supere el valor nominal , pues de una señal.
El sistema tiene que tener una realimentación tipo Schmitt Trigger, para que estando sobre el umbral de alarma, no genere múltiples disparos. Con op-amps es muy sencillo de hacer.
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Bueno, puedes monitorear cada fase por separado y la que primero supere el valor nominal de una señal.
El sistema tiene que tener una realimentación tipo Schmitt Trigger, para que estando sobre el umbral de alarma, no genere múltiples disparos.
¿Eso sería correcto? es decir, vamos a tomar por ejemplo un transformador de 4000VAC, que son 4000/230V ~ 17,4A pero eso es repartido entre las 3 fases ¿no? es decir, puede ser que aunque una fase no llegara a los 17,4 la suma de las 3 si supere esta intensidad ¿no?
realimentación tipo Schmitt Trigger
Esto no se lo que es, me puedes explicar ¿la idea? te refieres a que no suenen multiples alarmas por que salte en varias fases?
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Veamos, hay que aclarar algo.
Cuándo trabajas con trifásica, la potencia entregada por un generador, en éste caso es un transformador, la potencia aparente del sistema es:
S=√3 x VxI y se expresa en VA, y no en VAC que en realidad es simplemente AC si bien son parecidos, pero nada que ver.
El primero significa Voltamper.
El 2do. significa Alternating Current.
Bien, volviendo entonces, despejando la corriente de la fórmula anterior nos queda:
I= S/√3 x V
Lo que daría en tu caso según los valores que pusiste de ejem. unos 10A.
Pero esa corriente NO está repartida entre fases, sino que por cada fase habrá 10A(cargas equilibradas)
Y no se suman algebraicamente, son vectores.
Pues al estar desfasadas 120|°
En un instante una fase estará en su máximo pico, la otra, pasará por 0 y la última está disminuyendo al pico mínimo.
Se entiende?
Al sumarlas a todas el resultado será 0 si están equilibradas. Por eso no puedes sumarlas cómo simples números. Vuelvo a repetir, son VECTORES.
Bien, por otro lado el Schmitt Trigger tiene muchas utilidades.
Supone, que tu equipo de seguridad está ajustado para que acuse una señal cuándo la corriente supere los 10A.
Entonces, si la corriente de línea está próxima a ese valor con pequeñas oscilaciones, por encima y por debajo, provocará que la señal de aviso, aparezca y desaparezca permanentemente.
Entonces, al utilizar un Schmitt Trigger, la señal una vez que sea disparada, quedará así, hasta que la corriente, descienda un porcentaje X., (histeresis) o margen de acción.
Y será disparada nuevamente al alcanzar los 10A.
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Como ya comenté, también hay que tener en cuenta los armónicos de corriente, que complican esos cálculos.
A eso se refiere la norma con el factor de cresta.
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S=√3 x VxI y se expresa en VA, y no en VAC que en realidad es simplemente AC si bien son parecidos, pero nada que ver.
Eso fue un lapsus de escritura, son voltiamperior de la potencia aparente no se por que he puesto VAC, la costumbre de poner voltios de alterna supongo, lo que si es un fallo gordo mio es haber hecho la cuenta con raíz de dos como un novato, que es lo que soy en aplicaciones de potencia, la mayoria de mis proyectos siempre han sido digitales y/o de baja potencia.
Entonces Roberto, podría monitorizar las lineas por separado con los toroides y vigilar que no sobrepasen la intensidad de 10A que seria la nominal (o lo que se le ponga de alarma) pero...
Pero esa corriente NO está repartida entre fases, sino que por cada fase habrá 10A(cargas equilibradas)
tendría problemas con este método si las cargas no están equilibradas? entiendo que no, simplemente que la suma no sera 0 pero la corriente seguirá siendo de 10A por fase como mucho ¿verdad?
Por el tema de que salte la alarma no pasa nada, ya que la alarma debe ser apagada manualmente, si salta la alarma, esta no se va ha apagar si se vuelve a la intensidad nominal, tendrá que ir un operario a ver que ha pasado y todo esto ira por software.
Como ya comenté, también hay que tener en cuenta los armónicos de corriente, que complican esos cálculos.
A eso se refiere la norma con el factor de cresta.
Como abordo este problema picuino, ya supongo que sera en el software, ¿pero cual sería la metodología a seguir? necesito mucho muestreo o una gran carga de procesador en calculos?
gracias.
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Medir corriente RMS es sencillo, ya expliqué los calculos.
Tienes un tema con chincheta en el foro de potencia.
La potencia necesaria es de unas 1000 multiplicaciones y sumas de enteros por segundo. Podria hacerlo holgadamente un micro pic de 8 bits a 1MHz.
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Cuando te pongas con ello te echo una mano.
Te recomiendo que comiences por simularlo en una hoja de cálculo.
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Cuando te pongas con ello te echo una mano.
Te recomiendo que comiences por simularlo en una hoja de cálculo.
Ok, gracias pero ahora necesito saber el hardware necesario, para hacer un prototipo:
Si son unas 1000 muestras necesito un ADC de al menos 3KSPS (1000 por canal de los 3 toroides) o de 1KSPS con medición simultanea (No uso el del micro, por que va ha llevar comunicaciones y debe estar aislado)
Pongo un shunt en cada uno de los toroides y luego pensando en los calculos, ¿meto un offset y la alterna al ADC o rectifico y meto la "continua"? Si lo voy ha hacer como en el post que colgaste supongo que la AC desplazada para el adc.
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Dije 1000 muestras como ejemplo para poder medir hasta el décimo armónico.
No sé si la norma te dirá otra cosa.
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Hola, que tipo de cargas hay funcionando en la línea trifásica?
El problema mayor lo generan las fuentes conmutadas que no posean PFC activo.
Para monitorear armónicas, puedes hacerlo conectando 3 resistencias en estrella a la línea trifásica, de unos 330K ohms digamos por 2W cada una. Desde el centro de estrella, recolectas la señal de las armónicas presentes en la línea, y son las múltiplo impar de tres, ejem. 3ra. 9na. etc.,
Porque la mayor presencia de armónicos está en el neutro, que muchas veces se ignora.
En cambio la 5ta. armónica está presente en las fases de línea.
Te recomiendo leer sobre armónicas, si vas a encarar un proyecto así.
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No se que clase de cargas van ha haber, pero puede haber fluorescentes que meten bastante ruido.
Si me van a dar mucho la lata los armónicos, podría meter un filtro paso de banda de 40 a 60 hz y quitarmelos de enmedio no? Por que si los paso a true RMS con un IC los estaré sumando a la señal y me daría error.
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Colocar filtros para armónicas puede costar fortuna, será más económico, redistribuir las cargas monofásicas para tener la menor corriente de neutro, otra opción es aumentar la sección de dicho neutro, añadiendo más conductores en paralelo.
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No se que clase de cargas van ha haber, pero puede haber fluorescentes que meten bastante ruido.
Si me van a dar mucho la lata los armónicos, podría meter un filtro paso de banda de 40 a 60 hz y quitarmelos de enmedio no? Por que si los paso a true RMS con un IC los estaré sumando a la señal y me daría error.
No se que tanta complicacion con los fluorescentes, especialmente con los equipos con balastos comunes que es una inductancia. Balastos electronicos aca todavia no se popularizaron, tienen mucha mas fiabilidad el anterior que nombre.
Respecto a filtrar los armonicos, si los filtras es donde estarias teniendo el error. La idea es incluirlos asi calcular correctamente.
Pero nuevamente para Picuino le pregunto:
Si el toroide es para 50/60Hz, y estamos hablando de armonicos de 150Hz/180Hz y 450Hz/540Hz, este toroide... ¿ va a permitir el paso correcto de las armonicas ? Yo imagino que las va a atenuar en cierta parte. Por eso hay toroides que estan especificados para mayores frecuencias y su respuesta es mas lineal.
Como la mayoria de las toroides que especifican para 50/60Hz, no tienen una respuesta en frecuencia en la hoja de datos, deberia probarla con estos armonicos para ver que cuanto se atenua. Para ver si es que el toroide le sirve o no para lo que se esta pidiendo. Ya que el toroide ese es fijo.
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Robert76 dice que puedo medir por linea y debo marcar la alarma cuando pase de I= S/√3 x V. Hasta aquí perfecto.
Como las cargas no van a estar equilibradas y también habrá ruido, hay que tener en cuenta los armonicos, como dice killer no los puedo filtrar por que estaria restando intensidad de la que de verdad esta pasando por la linea, y si quiero ver que intensidad pasa debo tenerlos en cuenta.
Yo tambien pienso que los armonicos se verán atenuados con el toroidal de 50/60 Hz.
Pienso que ahora mismo lo mas fácil seria pues, shunt a los toroidales e IC conversor RMS eso en cada una de las fases, asi da igual los armonicos, las distorsiones o alguna continua montada, vamos a tener el valor eficaz de la corriente que este pasando y si pasa de la nominal pues salta la alarma, ¿Esto esta bien así o si las cargas están desequilibradas no vale?
La normativa dice que sería recomendable un factor de cresta de 2 (para una senoidal pura es √2) por lo tanto tengo que detectar un valor de pico/RMS = 2, con el sistema del conversor RMS creo que no habría problemas, ya que seria el equivalente en continua.
Colocar filtros para armónicas puede costar fortuna, será más económico, redistribuir las cargas monofásicas para tener la menor corriente de neutro, otra opción es aumentar la sección de dicho neutro, añadiendo más conductores en paralelo.
Eso no puedo hacerlo, yo me encargo del aparato que da la alarma de carga, pero lo que conecten y como lo conecten en la instalación no puedo controlarlo, y cada instalación sera un mundo.
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Los toroidales no creo que atenuen tanto la señal.
¿Tienes el datasheet?
La corriente de neutro calienta el cable neutro, pero no calienta al transformador.
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Si tengo el datasheet pero no dice na, solo los datos que hemos puesto aquí y poco mas como las dimensiones.
Transformador tipo barra pasante.
- Instalación en interior.
- Carcasa de policarbonato con fibra de vidrio.
- Autoextinguible V0.
- Clase térmica B (130ºC).
- Posibilidad de bornes secundarios precintables.
- Terminales secundarios IP20.
- Posibilidad de fijación a carril DIN (TC5 y TC6).
- Factor de seguridad FS5.
- Tensión máxima de trabajo, 0,72 kV.
- Tensión de aislamiento, 3 kV.
- Frecuencia de trabajo, 50-60 Hz.
- Intensidad térmica de cortocircuito, Ith=60 In.
- Intensidad dinámica, Idyn=2,5 Ith.
- Normativa: IEC 44-1, BS 2627.
lo demás es un par de tablas con los modelos de potencia y las dimensiones.
Tengo una duda con respecto a medir la intensidad de la linea y ver que no sobrepase la nominal para las alarmas, pero si las cargas están muy desequilibradas, puede ser que por dos lineas pase muy poco intensidad y por la otra mucha, sobrepasando la intensidad nominal y aun así no llegar a la potencia nominal, ¿podría darse este caso?
Creo que antes de ponerme a pelear con las armonicas, si incluirlas o no, si rms o no rms, quiero saber si el método de roberto de medir las intensidades por separado y vigilar que no pase la nominal es posible, por que si no es posible lo demás sobra, primero seria ver el método a seguir para las alarmas con los 3 toroides y luego entrar a resolverlo.
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Imagina un cable de 2.5mm2 de sección, que puede conducir 18 amperios como máximo en un cable bipolar.
Si ese cable conduce 20 amperios con una tensión de 24 voltios, estará suministrando 480 Vatios y la protección debería saltar para que el cable no se queme por sobrecalentamiento.
Si ese cable conduce 10 amperios con una tensión de 230 voltios, estará suministrando 2300 Vatios y la protección no saltará. El cable estará frio y sin peligro.
Lo único que importa en cualquiera de los casos es la corriente que circula por la línea, no importa para nada la potencia suministrada.
Si tienes neutro, el trafo estará en estrella y la corriente de línea coincide con la corriente de fase del transformador, por lo que la corriente de línea será la que caliente ese devanado del trafo, que no quieres que se queme o que se sobrecaliente.
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No conozco la norma, pero yo lo que haría es monitorizar las tres líneas por separado, con corriente RMS.
Si alguna de las tres corrientes sobrepasa la nominal, avisaría y al cabo del tiempo cortaría la corriente. Esto no tiene que ser inmediato, se puede tardar más tiempo para sobreintensidades pequeñas y menos tiempo para sobreintensidades grandes. La curva normalmente es:
I_rms^2 * tiempo = constante
De manera que si la corriente rms se duplica, el tiempo de corte se divide por cuatro. Eso sirve para limitar el sobrecalentamiento a unos grados determinados. Normalmente el cobre tiene inercia térmica y aguanta una sobreintensidad moderada durante unos segundos con poco calentamiento. Si la sobreintensidad continúa, entonces la temperatura ya sube peligrosamente.
Otra cosa es que un magnetotérmico o un fusible cualquiera ya hace todo ese trabajo y lo hace muy bien. Yo no dejaría la seguridad de la instalación nunca en manos de un circuito electrónico y me extraña que la norma lo permita. Los magnetotérmicos son sencillos, robustos, seguros y baratos. No lo quites.
Luego con este circuito electrónico puedes monitorizar lo que quieras para dar información.
Un saludo.
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Si tengo el datasheet pero no dice na, solo los datos que hemos puesto aquí y poco mas como las dimensiones.
Puedes hacer un simple test, arrollando varias vueltas de cable fino por el toroide e inyectas en ese cable un pulso de 1 Amperio durante unos 20 milisegundos.
Luego puedes mirar en el secundario la señal sobre la resistencia shunt. Si la señal sigue siendo cuadrada, no hay pérdidas de altas frecuencias.
Un saludo.
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No conozco la norma, pero yo lo que haría es monitorizar las tres líneas por separado, con corriente RMS.
Si alguna de las tres corrientes sobrepasa la nominal, avisaría y al cabo del tiempo cortaría la corriente. Esto no tiene que ser inmediato, se puede tardar más tiempo para sobreintensidades pequeñas y menos tiempo para sobreintensidades grandes. La curva normalmente es:
I_rms^2 * tiempo = constante
De manera que si la corriente rms se duplica, el tiempo de corte se divide por cuatro. Eso sirve para limitar el sobrecalentamiento a unos grados determinados. Normalmente el cobre tiene inercia térmica y aguanta una sobreintensidad durante un segundo con poco calentamiento. Si la sobreintensidad continúa, entonces la temperatura ya sube peligrosamente.
Otra cosa es que un magnetotérmico o un fusible cualquiera ya hace ese trabajo y lo hace muy bien. Yo no dejaría la seguridad de la instalación nunca en manos de un circuito electrónico y me extraña que la norma lo permita. Los magnetotérmicos son sencillos, robustos, seguros y baratos. No lo quites.
Luego con este circuito puedes monitorizar lo que quieras.
Un saludo.
Ok perfecto, entonces voy a seguir por aquí, voy a hacer un circuito simple y lo pongo por aquí para mejorarlo. Por cierto, no se si servirá de algo, pero ahora que has hablado de calentamiento, el transformador también lo protejo por calentamiento con una PTC, que era lo que preguntaba en otro post, no se si esto podría suponer una ventaja.
Otra cosa es que un magnetotérmico o un fusible cualquiera ya hace ese trabajo y lo hace muy bien. Yo no dejaría la seguridad de la instalación nunca en manos de un circuito electrónico y me extraña que la norma lo permita. Los magnetotérmicos son sencillos, robustos, seguros y baratos. No lo quites.
Luego con este circuito puedes monitorizar lo que quieras.
Los tiene pero no son los normales, en estas instalaciones no se pueden quedar sin alimentación ante un "primer defecto" como lo llama la norma, despues si hay un segundo defecto (mas pronunciado) entonces saltan ya las protecciones, pero primero se debe de avisar de que existe un fallo, por que si se quedan sin alimentación puede suponer un peligro o perdidas importantes, no se si me explico ¿se entiende?
Puedes hacer un simple test, arrollando varias vueltas de cable fino por el toroide e inyectas en ese cable un pulso de 1 Amperio durante unos 20 milisegundos.
Luego puedes mirar en el secundario la señal sobre la resistencia shunt. Si la señal sigue siendo cuadrada, no hay pérdidas de altas frecuencias.
Voy a pedir un toroidal de estos a ver si me los suministran.
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No conozco la norma, pero yo lo que haría es monitorizar las tres líneas por separado, con corriente RMS.
no puedo poner la norma aquí logicamente, pero si deseas saber algo en especifico yo te lo puedo ver y decir, o si quieres que busque algo en especifico.
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A ver la fuente simula el toroide con 1,41A de valor de pico para simular el amperio máximo que puede dar, el shunt es de 2W (debe soportar 1W) y el AO forma un amplificador no inversor de x3 para la entrada del ADC y dar una impedancia de salida elevada al IC true RMS. Esto estaría duplicado por cada toroide.
un saludo
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Me parece correcto el circuito, Si pasan las armónicas las va a leer el LTC1966, y vas a tener tu TRUE-RMS.
Si existe alguna degradacion pero no es importante en las armonicas lo podes dejar como esta.
Si existe una degradacion significativa, podrias tratar de crear un ecualizador para incrementar la señales de mas frecuencia. Ya que el toroide es inamovible.
Y finalmente, por ahora tal ves el AO con ganancia fija te sirva, pero en caso de cambiar de transformador, tal ves la ganancia varie, o en poca carga. Y no se si vale la pena o no poner un PGA para estos casos. Ya que al estar poco utilizado el trasnformador no te vas a preocupar demasiado, y tu interes es en los limites superiores.
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Y finalmente, por ahora tal ves el AO con ganancia fija te sirva, pero en caso de cambiar de transformador, tal ves la ganancia varie, o en poca carga. Y no se si vale la pena o no poner un PGA para estos casos. Ya que al estar poco utilizado el trasnformador no te vas a preocupar demasiado, y tu interes es en los limites superiores.
gracias killerjc, por lo que he estado viendo los transformadores que se usan para estas instalaciones o bien son de 1A o de 5A puedo poner como condición que son para transformadores 50/1 o bien buscar un ADC con PGA integrado.
un saludo