Medindo a qualidade da energia em instalações elétricas

Contexto

Um fornecimento elétrico perfeito forneceria uma forma de onda de tensão sinusoidal de frequência constante com magnitude invariável. No trabalho diário, as fontes de alimentação se desviam dessa situação ideal porque as cargas do sistema variam e podem ocorrer fenômenos como transientes e interrupções. Se a qualidade da energia da rede for boa, as cargas conectadas a ela funcionarão de forma satisfatória e eficiente. Uma qualidade de energia insuficiente, no entanto, pode levar a falhas de máquinas, sistemas de controle elétrico ou computadores conectados à rede de alimentação elétrica.

As medições de qualidade de energia caracterizam o grau em que um fornecimento se assemelha à situação ideal na prática, em termos de poluição harmônica, potência reativa e desequilíbrio de carga.

Isso implica medições no fornecimento, incluindo frequência, interrupções, cintilação, tensão harmônica e inter-harmônica, variações de tensão como quedas, sobretensão temporária ou mudanças rápidas e desequilíbrio de tensão. O padrão EN 50160 define as características de tensão de alimentação da eletricidade por sistemas públicos de distribuição para essas medições. O padrão também inclui limites de conformidade (veja a tabela).

Como medir a qualidade da energia

O osciloscópio digital portátil R&S^®Scope Rider RTH integra oito instrumentos de teste em um dispositivo robusto que funciona a bateria, uma solução perfeita para esta aplicação. Quatro canais de entrada isolados com classificação CAT IV 600 V permitem medições em sistemas trifásicos sem comprometer a segurança e sem necessidade de pontas de prova diferenciais de alta tensão caras. O recurso de registro de longo prazo, bem como a função de histórico, permitem monitorar e capturar mudanças de sinal que variam lentamente ou eventos raros conforme exigido pelo padrão EN 50160. Uma tela sensível ao toque capacitiva permite ajustar as configurações facilmente, enquanto as teclas dedicadas fornecem acesso rápido a funções importantes. Para medições em áreas de alto risco, a interface WLAN integrada permite operação remota a partir de um tablet ou mesmo de um smartphone.

Harmônicos e fator de potência

com a opção de análise de harmônicos R&S^®RTH-K34, os harmônicos até a 64ª ordem são facilmente medidos e a distorção harmônica total (THDr e THDf) é determinada.

Ao pressionar AUTOSET, o osciloscópio detecta automaticamente a frequência fundamental dentro de uma faixa de 10 Hze 1 KHz, o que permite medir também redes elétricas especializadas, como em aviões. Os valores instantâneos de magnitude, fase e frequência de cada componente harmônico podem ser exibidos, bem como o valor máximo desde o início. Os resultados podem ser comparados com EN 50160 ou limites definidos pelo usuário.

Identificar a fonte de harmônicos indesejados exige medir o fator de potência de cargas individuais. As funções automáticas de medição do osciloscópio incluem potência ativa e reativa, bem como a medição direta do fator de potência.

Quedas de tensão, falhas ou variações

As interrupções de tensão e as falhas são facilmente detectadas com o disparo de largura. Ele compara a largura de pulso medida com um limite de tempo definido para detectar pulsos que são menores ou maiores que um determinado intervalo de tempo. Em combinação com a opção de memória segmentada e histórico R&S^®RTH-K15, os usuários podem capturar e coletar eventos indesejados durante um longo período de tempo e analisá-los mais tarde. Com o carimbo de data/hora salvo automaticamente para cada aquisição, os usuários podem facilmente correlacionar falhas de rede elétrica com outros eventos na rede de distribuição elétrica para identificar fontes de problemas.

As variações de tensão são monitoradas de forma eficiente usando o modo de registro. Com base em qualquer conjunto de até quatro medições automáticas de osciloscópio, os resultados são registrados automaticamente por até 23 dias. As variações por hora, diárias ou semanais na tensão, frequência ou qualquer outra medição relevante podem ser facilmente descobertas.

Resumo

Verificar a qualidade de energia e os problemas da solução de problemas em instalações elétricas requer que várias medições bastante diferentes sejam efetuadas. Com oito instrumentos de teste em um dispositivo robusto que funciona a bateria, o osciloscópio digital portátil R&S^®RTH é uma solução flexível e poderosa para essa aplicação. As funções integradas incluem medições automáticas de fator de potência e tensão, além de registros para caracterizar variações de tensão intermitentes e de longo prazo. As quedas de tensão podem ser registradas através do uso dos recursos de trigger estendido, como a largura do pulso em combinação com a opção de histórico R&S^®RTH-K15. A opção de software R&S^®RTH-K34 permite uma análise de harmônicos automatizada. As variações de tensão são monitoradas de forma eficiente usando o modo de registro. Com base em qualquer conjunto de até quatro medições automáticas de osciloscópio, os resultados são registrados automaticamente por até 23 dias. As variações por hora, diárias ou semanais na tensão, frequência ou qualquer outra medição relevante podem ser facilmente descobertas.