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¿Cómo asegura la medición avanzada una verdadera confiabilidad para aplicaciones críticas? Leave a comment

Cuando se habla de medición de energía, la mayoría de la gente piensa en los medidores inteligentes que tienen en casa. Algunos de ustedes pueden pensar en los medidores de kWh más simples que se usan para la asignación de costos o la subfacturación en edificios y aplicaciones industriales. Estos medidores de calidad de energía son muy buenos para lo que están diseñados, pero hay algunas aplicaciones críticas en las que el rendimiento de la medición debe ser más confiable.

En general, estas aplicaciones críticas se pueden dividir en dos grupos:

  • Medición de ingresos: relevante cuando grandes cantidades de energía (y dinero) están cambiando de manos. Ese es el caso, por ejemplo, en los puntos de intercambio entre las empresas de generación y transmisión, o las empresas de transmisión y distribución.
  • Monitoreo de la calidad de la energía: el impacto de la mala calidad de la energía puede ser catastrófico para los usuarios de energía críticos, impactando los procesos industriales, dañando los activos eléctricos y poniendo en riesgo empresas enteras.

No es sorprendente que la criticidad de estas aplicaciones esté directamente relacionada con el impacto financiero que pueden causar a las partes interesadas.

Otro aspecto importante a tener en cuenta es la transformación rápida (y acelerada) de la red eléctrica.

La generación distribuida, las energías renovables, los vehículos eléctricos y la electrónica de potencia moderna están cambiando las características de la red, lo que puede afectar la forma en que funcionan los medidores de calidad de la energía y la precisión con la que pueden medir varios parámetros de la red eléctrica.

En este contexto, es imperativo utilizar una medición de potencia avanzada ; más robusto, con mayor precisión y velocidad de muestreo más rápida. Pero, ¿cómo estar seguro de que estos medidores avanzados son realmente fiables? ¿Cómo asegurarse de que miden y monitorean con precisión las redes eléctricas?

La respuesta involucra los temas favoritos de todos: ¡estándares!

Precisión reguladora

Existen varios estándares internacionales fundamentales publicados por ANSI, IEC y OIML que especifican los requisitos para los medidores de energía de estado sólido: ANSI C12.1, C12.20, IEC 62052-11, IEC 62053-2x y OIML R-46.

Estos estándares definen requisitos generales y particulares, pruebas y condiciones de prueba para medidores de energía estática.

Los medidores que se utilizarán en aplicaciones de facturación de ingresos deben cumplir con estos estándares y la gran mayoría de las regulaciones y requisitos locales para los medidores de facturación, como los de Measurement Canada, European MID, Brazilian Inmetro, Mexican NOM001, Australian NMI M-6 se basan efectivamente en documentos ANSI, IEC u OIML.

El punto importante a tener en cuenta aquí es que tanto las normas ANSI como las IEC han pasado por actualizaciones significativas recientemente, y se está llevando a cabo una revisión significativa de OIML R-46.

Estas nuevas revisiones brindan los beneficios de una medición de clase 0.1 de mayor precisión, una mayor robustez del medidor y un mayor rendimiento metrológico con señales altamente distorsionadas.

Instrumentos de calidad de energía – PQI

La mayoría de los medidores de electricidad digitales producidos hoy en día pueden calcular e informar sobre algún tipo de métrica de calidad de la energía, pero se ha descubierto que estas mediciones difieren sustancialmente entre los fabricantes.

La norma IEC 61000-4-30 se creó para abordar esta discrepancia mediante la definición de un conjunto de métodos y algoritmos de medición para cada una de las métricas de calidad de la energía.

Desafortunadamente, cuando se lanzó la norma por primera vez, no existía un procedimiento rastreable y repetible para verificar la conformidad. Aún se pueden encontrar diferencias significativas en las métricas de calidad de energía medidas entre los fabricantes de dispositivos.

Esta situación fue uno de los principales impulsores del desarrollo de la serie de normas IEC 62586.

La Parte 1, IEC 62586-1, se construyó como un estándar de producto de instrumento PQ completo (PQI). El estándar describe los requisitos de seguridad, compatibilidad electromagnética (EMC), climáticos y mecánicos.

Estos requisitos sirven para asegurar que la robustez del instrumento sea adecuada para su instalación dentro de los entornos severos de una central eléctrica o una subestación.

La Parte 2, IEC 62586-2, define las pruebas funcionales para la verificación del cumplimiento de un PQI con los métodos de medición definidos en la norma IEC61000-4-30.

IEC 62586-2 también incluye pruebas para evaluar el impacto de las influencias del sistema de energía externo (como cambios de voltaje y frecuencia, armónicos) y la temperatura en el desempeño del PQI.

Efectivamente, la IEC 62586-2 proporciona procedimientos de prueba completos, repetibles y rastreables que permiten comparaciones imparciales del desempeño de diferentes PQI.

Medidores de calidad de energía verdaderamente confiables para aplicaciones críticas

La evolución de los estándares fundamentales para la precisión de la energía y el monitoreo de la calidad de la energía son una clara indicación de que los cambios en la red eléctrica son significativos y que los fabricantes necesitan evolucionar constantemente el diseño de los medidores de calidad de la energía utilizados en aplicaciones críticas.

Los nuevos requisitos de precisión IEC y ANSI (ANSIC12.1 / C12.20 – 2015 e IEC62052-11 ed 2: 2020 / IEC 62053-21, -22, -23, -24 ed.2: 2020) hacen que los medidores de ingresos sean más adecuados para su uso en redes modernas de distribución de electricidad y dan como resultado diseños de medidores actualizados para que coincidan con el progreso técnico en metrología y las crecientes expectativas de los clientes de mediciones más sólidas y precisas en las aplicaciones de facturación.

Los medidores de energía que cumplen con las últimas ediciones de estos estándares brindarán la confianza de que serán más precisos en redes eléctricas altamente contaminadas y tendrán una mejor estabilidad metrológica general.

En el lado de la calidad de la energía, el cumplimiento solo con IEC61000-4-30 ya no es suficiente. Los usuarios de energía crítica deben asegurarse de que sus dispositivos de monitoreo de la calidad de la energía se prueben correctamente (IEC62586-2) y mantendrán su precisión y nivel de rendimiento en un entorno de subestación real, bajo la influencia de varias condiciones ambientales y eléctricas diferentes (IEC62586-1).

También es importante recordar el valor de certificar los dispositivos de medición mediante un laboratorio externo independiente. Los certificadores externos brindan una revisión objetiva de los estándares, libre de las demandas económicas del mercado, lo que aumenta la confianza en el rendimiento y la confiabilidad del dispositivo.

Finalmente, a medida que las subestaciones se vuelven más conectadas, la ciberseguridad también se convierte en una característica clave para la cual se debe garantizar una verdadera confiabilidad. Las comunicaciones seguras, el control de acceso y la solidez general de la solución de ciberseguridad pueden demostrarse eficazmente mediante el cumplimiento de las normas internacionales pertinentes, como IEC62443.

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