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Title: Implementación de un sistema de monitoreo de consumo y calidad de la energía eléctrica en un inversor monofásico multinivel
Other Titles: Implementation of a monitoring system of consumption and quality of electrical energy in a single-phase multilevel inverter
Authors: Cabrera Ovalle, Rafael
Issue Date: May-2018
Publisher: Universidad Autónoma de Zacatecas
Abstract: Una de las fuentes principales de energía en nuestro planeta es actualmente la energía eléctrica. La electricidad se ha vuelto fundamental para el desarrollo industrial del mundo y se ha convertido en parte importante del desarrollo social. La principal fuente de energía utilizada a nivel mundial para la generación de electricidad son los hidrocarburos, los cuales suelen ser petróleo, carbón y gas natural, sin embargo, estos hidrocarburos son generadores de gases de efecto invernadero, ya que al ser quemados, emiten a la atmósfera lo que contribuye al cambio climático por lo que el uso eficiente de la energía eléctrica se vuelve cada vez más esencial. Los sistemas de energía están diseñados para operar a frecuencias de 50 ó 60 Hz. Sin embargo, ciertos tipos de cargas producen corrientes y tensiones con frecuencias que son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental. Estas frecuencias más altas son una forma de contaminación eléctrica conocida como distorsión armónica del sistema de potencia. Las fuentes más comunes de los armónicos son las cargas no lineales como las cargas electrónicas, tales como variadores de velocidad y fuentes de alimentación conmutadas debido a que estas cargas utilizan diodos rectificadores controlados, transistores de potencia y otros interruptores electrónicos para cortar formas de onda para controlar la potencia. El grado en que los armónicos se pueden tolerar está determinado por la susceptibilidad de la carga, la existencia de armónicos trae consigo diversos problemas como el sobrecalentamiento de los conductores, disminución del factor de potencia, deterioro o destrucción de bancos de capacitores, deterioro de la forma de onda de la tensión, y consiguiente malfuncionamiento de los aparatos eléctricos. La IEEE Std 519 recomienda fijar los límites de THD en un 5% en voltaje y de igual forma recomienda para xiii cualquier armónico simple una distorsión menor al 3% ya que al mantener bajos valores de THD en un sistema garantizará el funcionamiento adecuado y una vida más larga de los equipos. El sistema propuesto posee la capacidad de medir la potencia activa, reactiva y aparente así como el factor de potencia y la distorsión armónica tanto de las formas de onda de voltaje y corriente mediante la implementación de un microcontrolador PIC 16F877A, el cual trasmitirá los datos de forma inalámbrica mediante la utilización de módulos XBee desde el sitio de medición hasta el ordenador, permitiendo al usuario llevar un registro mediante una interface gráfica de usuario desarrollada en MATLAB lo que hará posible tomar las medidas necesarias para corregir el factor de potencia y mejorar la calidad de la energía eléctrica para así volver más eficiente el uso de esta.
Description: One of the main sources of energy on our planet is currently electrical energy. Electricity has become essential for the industrial development of the world and has become an important part of social development. The main source of energy used worldwide for the generation of electricity is hydrocarbons, which are usually oil, coal and natural gas, however, these hydrocarbons are generators of greenhouse gases, since when burned, they emit the atmosphere, which contributes to climate change, making the efficient use of electrical energy increasingly essential. Power systems are designed to operate at frequencies of 50 or 60 Hz. However, certain types of loads produce currents and voltages with frequencies that are integer multiples of the fundamental frequency. These higher frequencies are a form of electrical pollution known as harmonic distortion of the power system. The most common sources of harmonics are nonlinear loads such as electronic loads such as variable speed drives and switched mode power supplies because these loads use controlled rectifier diodes, power transistors, and other electronic switches to cut waveforms to control the power. The degree to which harmonics can be tolerated is determined by the susceptibility of the load, the existence of harmonics brings with it various problems such as overheating of conductors, decreased power factor, deterioration or destruction of capacitor banks, deterioration of the voltage waveform, and consequent malfunction of electrical appliances. The IEEE Std 519 recommends setting the THD limits to 5% in voltage and similarly recommends for xiii any single harmonic, a distortion of less than 3%, since maintaining low THD values ​​in a system will guarantee proper operation and a longer life of the equipment. The proposed system has the ability to measure the active, reactive and apparent power as well as the power factor and harmonic distortion of both the voltage and current waveforms through the implementation of a PIC 16F877A microcontroller, which will transmit the data from wirelessly using XBee modules from the measurement site to the computer, allowing the user to keep a record through a graphical user interface developed in MATLAB which will make it possible to take the necessary measures to correct the power factor and improve quality of electrical energy in order to make its use more efficient.
URI: http://ricaxcan.uaz.edu.mx/jspui/handle/20.500.11845/1716
Other Identifiers: info:eu-repo/semantics/publishedVersion
Appears in Collections:*Tesis*-- M. en Ciencias de la Ing.

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