Analizador de potencia de precisión

Los transformadores son una parte crucial de las redes de distribución y transmisión de electricidad, ya que realizan importantes pasos de conversión entre el muy alto voltaje al que se transmite la energía a largas distancias a voltajes intermedios en las redes locales, y después hasta los 240 V o 120 V a los que se transmite la electricidad. normalmente se suministra a hogares y usuarios comerciales.

Lograr este proceso con pérdidas mínimas es una alta prioridad para los operadores de redes de distribución y transmisión de electricidad, que solo obtienen ingresos de la energía que realmente se suministra a sus usuarios finales. Cuando un operador pone en servicio un nuevo transformador, especifica una cifra máxima de pérdidas en vacío, producidas por la tensión y generadas continuamente cuando el transformador está encendido, y pérdidas en carga que sólo se producen cuando el transformador está cargado. Si el transformador excede estos valores especificados y garantizados, el fabricante puede ser responsable de sanciones severas.

Las normas internacionales IEC 60076 e IEEE C57.12.00, que definen el método utilizado para medir las pérdidas en un transformador, especifican que los resultados deben incluir cualquier error de medición. Por lo tanto, los resultados de la medición de pérdidas se componen de dos componentes: las pérdidas reales atribuibles a las pérdidas en el núcleo y el cobre del propio transformador, y las pérdidas virtuales atribuibles a la incertidumbre en el sistema de medición.

Royal SMIT Transformers B.V. suministra transformadores de alta tensión de gran tamaño a empresas de generación y transmisión de energía en todo el mundo. Parte del Grupo SGB-SMIT, tiene su sede en la ciudad holandesa de Nijmegen, donde fue fundada hace más de 100 años.

Además de transformadores de cambio de fase y reactores de derivación, es responsable del desarrollo, producción, venta y mantenimiento de transformadores con una potencia nominal de alrededor de 200 MVA hasta 1,200 MVA, en un rango de voltaje de hasta 765 kV. Sus productos juegan un papel crucial en la operación confiable y eficiente de las redes eléctricas que sirven a cientos de millones de usuarios residenciales y comerciales.

Cada requisito del cliente es único, y casi cada transformador se diseña a medida por encargo. Poder medir las pérdidas de energía con precisión para asegurarse de que los productos cumplen con las especificaciones es una parte importante del proceso. Cada una de las áreas de prueba de Royal SMIT incorpora un sistema de medición de pérdidas de energía en transformadores trifásicos que consiste en capacitores de referencia de alta tensión, transformadores de corriente de flujo cero y un analizador de potencia de precisión trifásico suministrado por Yokogawa Test and Measurement.

Cuando Royal SMIT decidió construir una nueva instalación de pruebas, el desafío era diseñar un entorno estable y confiable en el que la incertidumbre de la medición formara una parte insignificante de las pérdidas medidas. Parte de la solución, basada en la experiencia con los analizadores de potencia de precisión Yokogawa que han servido bien a Royal SMIT en el pasado, fue utilizar el modelo más nuevo de Yokogawa, el WT5000.

La precisión excepcional de la Versión Transformer del WT5000 de solo ±0.008% a un factor de potencia de 1, limita el error de medición a una fracción insignificante de las pérdidas medidas totales. También logra la mayor precisión posible en factores de potencia tan bajos como 0.001.

Una de las características que contribuyen a la precisión y estabilidad a largo plazo del WT5000 es un tratamiento especial de envejecimiento. Primero, el instrumento se optimiza mediante calibración a 53 Hz en factores de potencia de 1, 0.5, 0.05, 0.01 y 0.001. La calibración adicional de hasta 100 kHz asegura el rendimiento requerido al medir formas de onda distorsionadas que pueden encontrarse al medir corrientes de pérdida en vacío.

Otras características incluyen una interfaz de usuario intuitiva con la capacidad de definir y usar disparadores de eventos y cálculos personalizados. Las mediciones pueden visualizarse en formatos numéricos, de forma de onda, barra, vectorial o de tendencia, mientras que múltiples opciones de interfaz son compatibles con comunicaciones GPIB, USB y Ethernet. La compatibilidad con los protocolos de comunicación utilizados por modelos anteriores permite a los usuarios que reemplazan instrumentos heredados seguir utilizando el software de prueba existente.

La Versión Transformer del WT5000 ha ayudado a Royal SMIT a reducir significativamente el error de medición, con una precisión de 12 meses mejorada de ±0.01% a ±0.008%. La linealidad de la Versión Transformer del WT5000 también es superior. El producto más nuevo ofrece un rango de entrada efectivo que cubre valores del 10% al 110%, además de muestrear 50 veces más rápido que el WT3000 y proporcionar una resolución cuatro veces mayor.

Los certificados de calibración del laboratorio acreditado ISO 17025 de Yokogawa dan a los ingenieros de Royal SMIT la confianza de que pueden producir consistentemente mediciones de bajo factor de potencia rastreables que cumplen con las especificaciones de las normas IEC 60076-8 e IEEE C57.12.00. Según Steven Lauf, Ingeniero Senior de Pruebas en Royal SMIT, el WT5000 ha funcionado sin problemas, y los tres canales de medición que se operan en el sistema de prueba apenas necesitan ajustes, incluso cuando el instrumento puede estar encendido durante días seguidos.

“Al instalar la Versión Transformer del WT5000 en nuestro sistema de prueba, podemos caracterizar el rendimiento de cada diseño personalizado con mayor precisión que nunca”, añadió Lauf. “Esto nos da la capacidad de ofrecer al cliente un rendimiento de pérdidas garantizado que es mejor que el que un competidor podría ofrecer, y hacerlo con alta confianza de que cumpliremos lo prometido”.