FUNCIONAMIENTO DE UN ANALIZADOR DE RED

1. DEFINICION:

Un Analizador de Redes es un instrumento capaz de analizar las

propiedades de las redes eléctricas. Diseñados para ser instalados de
forma muy sencilla en cualquier instalación y para que su uso sea
totalmente adaptable a cualquier tipo de medida requerida. Disponen
de una memoria interna donde se guardan todos los parámetros
deseados, totalmente programables.

Existe una gran variedad de analizadores los cuales exportan o

muestran los parámetros eléctricos directa o indirectamente a través
de Display y transmiten por comunicaciones todas las magnitudes
eléctricas medidas y/o calculadas.

Además, un mismo analizador puede contener varios softwars, cuyas

aplicaciones vayan destinadas a distintos tipos de análisis. Algunos
analizadores son expandibles o modulares, pudiendo dotarlos de
funciones adicionales asociables a cualquier parámetro eléctrico
medido o calculado.

Un Analizador de Redes es un instrumento capaz de analizar las

propiedades de las redes eléctricas, especialmente aquellas
propiedades asociadas con la reflexión y la transmisión de señales
eléctricas, conocidas como parámetros de dispersión (Parámetros-
S). Los analizadores de redes son más frecuentemente usados en
altas frecuencias, que operan entre los rangos de 9 kHz hasta 110
GHz.

Este tipo de equipo es ampliamente utilizado en la fabricación de

amplificadores de alta potencia y en filtros para señales de
radiofrecuencia para obtener la precisión requerida en los parámetros
de respuesta a las señales.

Existen también algunos tipos de analizadores de redes especiales

que cubren rangos más bajos de frecuencias de hasta 1 Hz. Estos
pueden ser usados por ejemplo en el análisis de estabilidad de lazos
abiertos o para la medición de audio y componentes ultrasónicos.

2. PARAMETROS MEDIDOS POR LOS ANALIZADORES DE REDES

Los analizadores de red tienen la capacidad de obtener medidas de

los siguientes parámetros

- Tensión promedio por fase (V)

- Tensión máxima por fase (V)
- Tensión mínima por fase (V)
- Corriente promedio por fase (A)
- Corriente máxima por fase (A)
- Potencia activa trifásica (kW)
- Potencia inductiva trifásica (kVAR)
- Potencia capacitiva trifásica (kVAR)
- Factor de potencia trifásico
- Energía activa (kWH)
- Energía reactiva inductiva (kVARH)
- Energía reactiva capacitiva (kVARH)
- Frecuencia del sistema (Hz)
- Distorsión Armónica (THD)

2.1. ARMONICOS

Son voltajes y corrientes con frecuencias múltiplos enteros de la

frecuencia fundamental (60Hz). Los armónicos son generados por
las cargas no-lineales. Es decir, es la distorsión de la forma de
onda está compuesto de una onda senoidal fundamental a 60Hz
tal como de 3er orden (180Hz), de 5to orden (300Hz), si las cuales
se adicionan dando como consecuencia una onda distorsionada.

2.2. FLICKER

El flicker es una impresión subjetiva de la fluctuación de

iluminación o variación notoria instantánea de los niveles de
iluminación, ocasionada por fluctuaciones de tensión en la red de
alimentación eléctrica origina en quien la percibe una sensación
desagradable.

El flicker depende fundamentalmente de la frecuencia, amplitud y

duración de las fluctuaciones de tensión que lo causan. Estas
oscilan entre los 0,5Hz y los 30Hz de frecuencia. La tolerancia del
flicker es de 1Pst (nivel de severidad de corta duración).

El flicker de la línea de distribución eléctrica a las fluctuaciones de

tensión que son percibidas por el ojo humano como un parpadeo
molesto de la iluminación. Estas fluctuaciones pueden ser
causadas por cargas pesadas intermitentes tales como
soldadoras de arco, o pueden deberse a oscilaciones del sistema
interconectado. Existen normas que regulan el nivel de flicker
aceptable.

2.3. DISTORSION ARMONICA (THD) DE TENSION Y CORRIENTE

Las corrientes armónicas al circular por el sistema de potencia

producen caídas de voltaje armónicas que son capaces de
distorsionar la onda de voltaje de suministro. La forma de evaluar
un voltaje o una corriente distorsionada es a través del parámetro
denominado distorsión armónica total THD(Total Harmonic
Distorsión).
2.4. PARAMETROS S (SCATTERING)

Los parámetros de dispersión S o "Scattering" permiten la

caracterización de elementos en alta frecuencia, mediante el
censado y medición de ondas de tensión incidentes y reflejadas,
hacia y desde los puertos de señal de los dispositivos activos o
pasivos empleados en los distintos sistemas que emplean señales
de Radiofrecuencia o Microondas. Estos parámetros son obtenidos
utilizando Analizadores de Redes, los cuales son instrumentos que
permiten la medición directa de los mismos.

2.5. VALOR EFICAZ

Se llama valor eficaz de una corriente alterna, al valor que tendria

una corriente continua que produjera la misma potencia que dicha
corriente alterna, al aplicar sobre una misma resistencia.

2.6. POTENCIA Y FACTOR DE POTENCIA

Existen tres cantidades estándares asociadas a la potencia:

- Potencia Aparente (S).

- Potencia Activa (P).
- Potencia Reactiva (Q).
- El factor de Potencia (Fp).

2.7. OTROS PARAMETROS

- Máxima demanda potencia activa, activa y reactiva;

- Tensión de línea o fase
- Intensidad de línea
- Frecuencia

3. ARQUITECTURA BASICA DE UN ANALIZADOR DE REDES

Los modelos que se pueden encontrar más frecuentemente son los de

dos puertos, pero también existen modelos de cuatro puertos en el
mercado, y algunos cuentan con algunas mejoras para su fácil
operación, como pantalla sensible al tacto y la posibilidad de
conectarle un ratón o teclado por medio de puertos PS/2 o USB,
Inclusive los modelos más modernos cuentan con una plataforma en
base Windows por lo que su operación se simplifica
considerablemente.

4. ANALIZADORES DE REDES EN BAJA, MEDIA Y ALTA TENSION.

Los analizadores tienen como misión la medida de los principales

parámetros eléctricos, las 24h.
Las redes de media tensión, se utilizan principalmente para
realizar el suministro de energía a los clientes de tipo industrial y para
acercar aun más la energía a los clientes de baja; a los que se
distribuirá mediante las segundas, redes de baja tensión desde los
centros de transformación. Es evidente que, el diseño y operación de
todo el
sistema de energía eléctrica requiere una adecuada planificación para
garantizar su correcto funcionamiento en todo momento y en el
futuro.

La planificación de redes de distribución implica la obtención del

programa de actuaciones futuras a realizar en la red, de modo que
permitan alcanzar unos determinados objetivos, para tener un
funcionamiento adecuado de la red. El objetivo principal consiste en
dar un suministro de calidad optimizando costos.

Según modelo, tiene posibilidad de captar señales procedentes del

centro de transformación, ya sean de tipo analógico o digital:

- Estado interruptor alta y baja tensión

- Temperatura del centro
- Temperatura, presión y nivel liquido del transformador
- Estado clima, sistema ventilación, incendios, etcetera.
- Detección de acceso, ocupación e intrusión.
- Etcétera

5. BENEFICIOS DE ANALIZADOR DE REDES

5.1. AHORRAR
- Detectar y prevenir el exceso de consumo (kW・h)
- Analizar curvas de carga para ver donde se produce la máxima
demanda de energía
- Dimensionar baterías de condensadores que compensen la
reactiva (consumo de kVAR)
- Detectar fraude en los contadores de energía

5.2. PREVENIR

Estos equipos son ideales para realizar mantenimientos periódicos

del estado de la red eléctrica tanto en baja como en media
tensión, ver curvas de arranque de motores, detectar posibles
saturaciones del transformador, cortes de alimentación, pobre
calidad de suministro, etc.

5.3. SOLVENTAR

Poder analizar donde tenemos un problema en una red eléctrica

para poder solucionar problemas de disparos intempestivos, fugas
diferenciales, calentamiento de cables, resonancias de la batería
con el transformador, armónicos, perturbaciones, flicker,
 desequilibrios de fases, etc. Al mismo tiempo, nos permite diseñar
los tamaños adecuados para los filtros activos o pasivos de
armónicos, filtros para variadores de velocidad, etc.´

6. RECOMENDACIONES PARA EL BUEN FUNCIONAMIENTO

Se recomienda realizar el monitoreo a circuitos alimentadores y

derivados anualmente o cuando se presenten problemas de
sobrecalentamiento, cargos por bajo factor de potencia, cargos
inesperados por consumo de energía, entre otros.

10. ATENCION EN EL USO DEL ANALIZADOR DE RED / AVISO DE

SEGURIDAD:

- No use ni el analizador de redes, las pinzas ni el cable cuando sea

evidente que están dañadas.

- Tenga mucho cuidado sobre todo cuando efectue mediciones en

conductores de platinas y de conductores de Bus.
- Para evitar daños en el analizador de red, efectúe por favor
únicamente mediciones dentro de los rangos de especificados
(evitando los limites de los rangos). Tenga siempre en cuenta las
indicaciones de advertencia.

- No exponga el analizador de red a temperaturas extremas, a la

radiación solar directa, a humedad relativa extrema o al agua.

- Evite sacudidas extremas. Coloque el analizador de red siempre con

cuidado.

- Antes de encenderlo debería estabilizar el analizador de red a la

temperatura ambiental (importante cuando se transporta de lugares
fríos a calientes y viceversa).

- Los trabajos de reparación y manutención, así como la simple

apertura del analizador de red eléctrica deben ser efectuados
únicamente por técnicos cualificados de PCE Group.

- No apoye el analizador de red con su parte frontal contra la

superficie de trabajo para evitar posibles daños en el dispositivo de
mando.

- Use el analizador de red en interiores de edificios. En caso que lo

haga en el exterior únicamente cuando las condiciones ambientales
sean secas.

- No exponga el analizador de red mientras lo está usando a radiación

solar directa, altas temperaturas, alta humedad o humedad de
condensación.
- El analizador de red no está protegido contra polvo y agua (tenga
esto muy en cuenta).

- No exponga el analizador de red en áreas corrosivas o de gases

explosivos.

- No use nunca el analizador de red con manos húmedas.

- Utilice siempre los trajes de seguridad (guantes especiales...).

-Antes de conectar las líneas de prueba o las pinzas, desconecte

siempre con anterioridad el medidor.

- Para evitar daños o un corto circuito, deje el objeto a medir sin

corriente antes de conectarlo al analizador de red o a las pinzas.

- Las entradas de medición no están separadas unas de otras. Cuando

conecta una parte, las demás también están en funcionamiento.

- Retire todas las líneas de medición que no desee usar de las

instalaciones.

- Conecte primeramente el cable de prueba al analizador de red y

después a la pieza a comprobar.
 TIPOS DE ANALIZADOR DE REDES
Para hacer las instalaciones tan eficientes como sea posible, es
esencial conocer los detalles de su comportamiento y su consumo.
Esto permite identificar y eliminar las pérdidas de potencia, así como
optimizar el uso de la electricidad. Es posible trabajar de forma más
eficiente si se comienza midiendo los parámetros eléctricos.

El analizador de red se caracteriza por medir parámetros de la red

eléctrica, de modo que podemos cuantificar además de prevenir y
solventar problemas asociados a cualquier red. Contribuye con la
calidad de energía.

Por el uso del analizador de redes podemos clasificarlo en 2 grupos:

- analizador de red de panel(fijo en tableros o en rieles)

- analizador de red portátil(transportable)

ANALIZADOR DE RED DE PANEL

En este trabajo nos centraremos en un equipo en particular tratando

de explicar, el funcionamiento de los analizadores de redes.

ANALIZADOR DE RED (ABB-M2M)

1. GENERALIDADES

El analizador de redes tiene funciones de análisis avanzado que

permiten una medida efectiva de los principales parámetros eléctricos
en redes trifásicas o monofásicas: tensión, corriente, frecuencia,
factor de potencia, potencia activa y reactiva, energía activa y
reactiva.

Integrado en paneles eléctricos de media o de baja tensión, el

analizador permite la medida y el análisis en tiempo real de los
parámetros eléctricos, así como la verificación de la calidad de la
energía gracias a la medida de THD. También mantiene el consumo
del sistema bajo control, puede dar cifras en kg C02 para asegurar un
uso más eficiente y racional de la energía.

En sistemas industriales donde el consumo de energía es muy

importante, monitorizar la potencia absorbida y medir la máxima
demanda es indispensable para evitar pagar penalizaciones a la
compañía eléctrica. Adicionalmente se tiene la posibilidad de
mantener la calidad de los parámetros eléctricos bajo control, con
resultados positivos en los costos de operación y de seguridad.

Este dispositivo es capaz de transmitir todos los parámetros medidos

mediante protocolos de comunicación avanzados, lo que facilita su
integración en redes Modbus RTU, Modbus TCP/IP y Profibus DP.

Para la integración con sistemas de supervisión y control están

disponibles salidas de pulsos digitales para controlar
remotamente el consumo de energía activa y reactiva.
Salidas digitales programables como umbrales de alarmas con
activación retardada e histéresis. Salidas relé con corriente nominal
hasta 16A, y salidas análogicas con rango
Programable (0-20 mA o 4 -20mA) para gestión remota de eventos y
estados.

2. TOMA DE DATOS

El analizador de red está en capacidad de realizar las siguientes

mediciones:

- Mediciones maximos y minimos.

- Maximo y minimo de la medicion.
- Max. /Min. Voltaje por fase.
- Max. /Min. Corriente por fase.
- Max. /Min. Corriente neutral.
- Max. /Min. Frecuencia.
- Max. /Min. Factor de potencia.
- Max. /Min. KW, Kvar, KVA.
- Maxima demanda de voltaje por fase.
- Maxima demanda de Amperes por fase.
- Status de la informacion.
- Rotacion de fase. Status del relevador.
- Contadores. Comunicacion TXD, RXD.
- Mediciones en tiempo real.
- Voltaje L-L.
- Voltaje L-N por fase.
- Corriente por fase.
- Corriente neutral.
- Frecuencia.
- Factor de potencia.
- Potencia activa.
- Potencia reactiva.
- Potencia aparente.
- KW, Kvar, kVA, FP por fase.

3. CARACTERISTICAS TECNICAS

TENSIÓN DE ALIMENTACIÓN [V]

De 24 a 240 V c.a./c.c.
De 48 a 240 V c.a./c.c. M2M ETHERNET, M2M PROFIBUS, M2M I/O

RANGO DE FRECUENCIA [HZ]

45 – 65

FUSIBLE DE PROTECCIÓN
T 0.5 A de 24 V a 100 V
T 0.25 A de 100 V a 240 V
CONSUMO
[VA] 7 max

TIPO DE MEDICIÓN
TRMS con muestreo.

PRECISIÓN DE LAS MEDICIONES

Tensión
± 0,5% F.E. ± 1 dígito
Corriente
± 0,5% F.E. ± 1 dígito
Frecuencia
40.0 ÷ 99.9: ± 0.2% ± 0.1
100 ÷ 500: ± 0.2% ± 1
Factor de potencia
± 1% ± 1 dígito (desde cosØ= 0.3 Inductivo a cosØ= 0.3 Capacitivo)
Potencia activa
± 1% ± 0.1% F.E. (de cosØ= 0.3 Inductivo a cosØ= 0.3 Capacitivo)
Energía activa Clase 1
Rango de medición
Tensión [V]
De 10 a 500 aprox. TRMS VL-N. Visualización con 0 decimales.
Corriente [A]
De 50 mA a 5 A TRMS. Visualización en A con 2 decimales.
Frecuencia [Hz]
De 40 a 500
Con 1 decimal hasta 99,9 y 0 decimales por encima de 100
Factor de potencia
Visualización con 2 decimales
Instalación
Redes de distribución Baja y media tensión.
Conexión monofásica
Conexión trifásica con neutro - trifásica sin neutro
Entradas de corriente [A] Utilizar siempre Transformador corriente
externo.
Primario de 1 a 10000 A c.a. aprox.
Secundario 5 A y 1A c.a.
Frecuencia de actualización de los datos
2 veces/segundo

Nota:
En el caso de secundario del TA a 1A la clase de precisión se reduce a
2,5% F.E. +/- 1 dígito, en el rango 5-100% F.E.
Entradas de tensión [V] Conexión directahasta 500 c.a. aprox.
Conexión indirecta con Transformador tensión:
Primario de 60 a 60000 V c.a. aprox. Secundario de 60 a 190 V c.a.
Nota:
En el caso de secundario del TT inferior a 100 V la clase de precisión
se reduce a 2,5% F.E +/- 1 dígito, en el rango 5-100% F.E.
Fusible de protección para las entradas de tensión [A] 0.1
MEDIDA DISTORSIÓN ARMÓNICA [
Hz] Medición de banda hasta 500

MEDICIÓN DE ENERGÍA
Valor máximo contado en monofásico 10 GWh / GVarh / GVAh
Valor máximo contado en trifásico 30 GWh / GVarh / GVAh
Valor máximo contado en balance de energía 10 GWh / GVarh / GVAh
con signo
Valor máximo de energía contado en pulsos de entrada 40 GWh /
GVarh

CARACTERÍSTICAS DE LOS TERMINALES

Entradas de corriente Sección transversal 6 mm2 - Paso 6.35 mm
Entradas de tensión Sección transversal 2.5 mm2 - Paso 7.62 mm
Salidas de pulsos Sección transversal 2.5 mm2 - Paso 5.08 mm
Puerto serie RS485 Sección transversal 2.5 mm2 - Paso 5.08 mm
Salidas a relé Sección transversal 2.5 mm2 - Paso 5.08 mm

DIMENSIONES
96 mm x 96 mm x 77 mm (Profundidad dentro del panel: 57 mm)

PESO
[Kg] 0.400 máx

NORMAS
Dimensiones IEC 61554
Grado de protección IEC 60529
Clase de precisión IEC 60688, IEC 61326-1, IEC 62053-21, IEC 62053-
23, IEC 62053-31
Seguridad eléctrica IEC 61010-1

INTERFAZ DE USUARIO
Pantalla Texto desplegable en idioma seleccionable por el usuario
Tipo de pantalla LCD con retroiluminación la cual puede ajustar el
usuario
Dimensiones de la pantalla [mm] 72x57

INTERFAZ DE COMUNICACIÓN
RS485 (M2M MODBUS, M2M ALARM, M2M I/O)
- Protocolo Modbus RTU
- Norma eléctrica RS485 con optoaislamiento
- Tasa de baudios 4.8, 9.6, 19.2 kbps
- Número de paridad Par, Impar, ninguna
- Bit de paro 1, 2
- Dirección 1-247
- Conectores Borne de 4 polos (terminación de 120 Ohm integrada)
Profibus (M2M PROFIBUS)
- Protocolo Profibus con función esclavo DP-V0 según la norma IEC
61158
- Norma eléctrica RS485 con optoaislamiento
- Tasa de baudios Detección automática [9.6 - 12 Mbps]
- Indicadores LED Verde para estado de la comunicación y Rojo para
indicar error
comunicación.
- Dirección 0-126
- Conectores Conector DB9 hembra (no utilizar conectores con salida
cable de 90º)
Ethernet (M2M ETHERNET)
- Protocolo Modbus TCP/IP
- Conectores RJ45

SALIDA DIGITAL PROGRAMADA COMO PULSOS

Tensión auxiliar de alimentación del contacto [V]
48 max (pico c.a./c.c.)
Corriente máxima
[mA] 100 (pico c.a./c.c.)
Duración del pulso
[ms] 50 OFF (min) / 50 ON contacto cerrado
Frecuencia de pulsos
10 pulsos/s (máx)

SALIDA DIGITAL PROGRAMADA COMO ALARMA

Tensión auxiliar de alimentación del contacto [V]
48 máx (pico c.a./c.c.)
Corriente máxima [mA]
100 (pico c.a./c.c.)
Retardo activación alarma [s]
1 - 900 s (programable)
Histéresis reentrada alarma
0 - 40% (programable)

SALIDA RELÉ (M2M ALARM)

Corriente normal [A]
16 AC1 - 3 AC15
Corriente máx. instantánea [A]
30
Tensión nominal [V]
250 V c.a.
Tensión máx. instantánea [V]
400 V c.a.
Carga nominal [VA]
4000 AC1 - 750 AC15

SALIDA ANALÓGICA (M2M I/O)

Parámetros eléctricos programables Span
[0 - 20 mA a 4 - 20 mA]
Carga Típica
250 Ohm, máx 600 Ohm

ENTRADAS DIGITALES (M2M I/O)

Tensión nominal [V]
24 V c.c. (absorción = 13 mA)
Tensión máx. [V]
32 V c.c. (absorción = 22 mA)
Tensión máx. para estado OFF [V]
8 V c.c.
Tensión máx. para estado ON [V]
18 V c.c.

CONDICIONES CLIMÁTICAS
Almacenamiento [°C]
de -10 a +60
Funcionamiento [°C]
de -5 a +55
Humedad relativa
Máx 93% (sin condensación) a 40°C

GRADO DE PROTECCIÓN
Frontal IP50
En los terminales IP25

4. TIPOS DE CONEXION

CONEXIÓN TRIFASICA CON NEUTRO

CONEXIÓN TRIFASICA SIN NEUTRO

CONEXIÓN TRIFASICA CON CARGA EQUILIBRADA

CONEXIÓN MONOFASICA

5. USO DE SOFTWARS PARA EL ANALISIS DE UNA RED

ELECTRICA
Es muy común en las nuevas tecnologías el uso de softawrs que leen
o “reflejan las respuestas de la red”, de manera que miden
parámetros en tiempo real con seguridad y precisión.

Un analizador de red puede poseer uno o más softwars, esto

dependerá que cada modelo y marca según la necesidad el usuario,
además de ello es posible controlar a distancia a través de redes o
señales (telemetría).

Los analizadores de redes tienen puertos USB, interface de

comunicación RS485 que se visualizan a través de sistema SCADA,
memorias internas para guardar información de los datos obtenidos
en un periodo de prueba o permanentemente.

6. APLICACIONES

- Medición en empresas eléctricas

- Medición comercial
- Sub estaciones
- Medición industrial y generación
- Medición en campus
- Sub medición
- Reemplazo de medición análoga
- El servicio de monitoreo es aplicable a cualquier circuito
alimentador o derivado en alta y baja tensión, con el fin de
detectar problemas de regulación, desbalanceo, bajo factor de
potencia, armónicas, asi como conocer la demanda y consumo
de energía.
- Lectura de la máxima demanda
- Hacer ampliaciones de potencia
- Compensar la potencia reactiva y eliminar la energia reactiva
que viene en facturas

7. OBSERVACIONES

 Un analizador de red es un dispositivo electrónico, por ello, para

ser conectado en redes de carga considerable, este instrumento
deberá contar con transformadores de corriente y de tensión.

 Además de las entradas y salidas que posee para medir los

parámetros de una red, este dispositivo cuenta con entradas y
puertos que permiten tener un mayor control del equipo,
teniendo puertos USB y Ethernet; de modo que se puede
controlar a distancia y mandar señales de prueba.
 La compensación de un red requiere de datos precisos en el
tiempo, es por ello que estos dispositivos cuentan con
memorias incorporadas, las cuales guardan la información que
será utilizada para mejorar y hacer eficiente una red eléctrica.
  Un analizador de redes tienen funciones de medida mas no de
corrección, es decir, no es de corrección automática, si no que a
partir de los datos obtenidos por este dispositivo se establece o
se hacen cálculos para poder mejorar la calidad de la energía.

 En un sistema monofásico la compensación o mejoramiento del

factor de potencia es más efectivo que un sistema trifásico,
porque en un sistema trifásico dependerá de que las cargas
están equilibradas.

ANALIZADOR DE RED PORTATIL

En este trabajo nos centraremos en un equipo en particular tratando

de explicar, el funcionamiento de los analizadores de redes portátiles.

ANALIZADOR DE RED PORTATIL (METREL - POWER

MASTER MI2892)
1. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES

 Totalmente en conformidad con la normativa de calidad

energética IEC 61000-4-30 Clase A.
 Con tarjeta de memoria microSD (soporta memorias de hasta
32 GB) para un
registro de datos fácil y potente.
 4 canales de tensión con una amplia escala de medición: hasta
1000 Vrms,
(CAT III / 1000 V), con soporte para sistemas de tensión alta y
media.
 Muestreo simultaneo de tensión y corriente (8 canales),
conversión AD de 16 bit para una medición de potencia precisa
y error mínimo de desplazamiento de fase.
 4 canales de corriente con reconocimiento automático de las
pinzas y selección
de escala.
 Cumple con las normativas EC 61557-12 y IEEE 1459 (potencia
combinada,
fundamental, y no fundamental) y IEC 62053-22 (Energía).
 Pantalla TFT a color de 4.3 pulgadas, acceso remoto a Internet a
través de Ethernet.
 Registro de formas de onda/corrientes de arranque, que pueden
dispararse mediante eventos o alarmas y ejecutarse de manera
simultánea a un registro general.

 Herramientas de diagnóstico potentes: registro de

sobretensiones transitorias
con disparo de envolvente y nivel.
  El software para PC PowerView v3.0 es una parte integral del
sistema de medición que ofrece el modo más fácil de descargar,
visualizar y analizar los datos de medición, o para imprimirlos.
 El analizador PowerView v3.0 incluye una interfaz sencilla pero
potente para descargar los datos del instrumento y analizarlos
de forma rápida, intuitiva y descriptiva. La organización de la
interfaz permite una rápida selección de los datos utilizando la
vista de árbol de modo similar al explorador de Windows.

o El usuario puede descargar fácilmente los datos

registrados y organizarlos en múltiples
emplazamientos con muchos subemplazamientos o
posiciones.
o Genere diagramas, tablas y gráficas para el análisis de
los datos de
calidad de la energía, y cree informes impresos
profesionales.
o Exporte o copie/pegue los datos en otras aplicaciones
(p.e. hojas de
cálculo) para su posterior análisis.
o Es posible presentar y analizar múltiples registros de
datos simultáneamente. Combine diferentes datos de
registro en una única medición, sincronice los datos
registrados con diferentes instrumentos con offsets de
tiempo, divida los datos del registro en múltiples
mediciones o extraiga datos de interés.

2. DESCRIPCION
DISPOSICIÓN DEL PANEL FRONTAL:

1. LCD
Pantalla a color TFT, de 4.3 pulgadas, 480 x 272 píxeles.
2. F1 – F4
Teclas de función.
3. Teclas de FLECHA
Mueve el cursor y selecciona los parámetros.
4. Tecla de ENTER
Entra en el submenú.
5. Tecla de ESC
Sale del procedimiento activo, confirma la configuración seleccionada.
6. Teclas de ATAJO
Acceso rápido a las principales funciones del dispositivo.
7. Tecla de LUZ
Retroiluminación de alta intensidad apagada/encendido, si presiona la
tecla de LUZ más de 1,5 segundos, se deshabilita la señal acústica.
Pulse y mantenga para habilitarlo.
8. Tecla de ON-OFF
Enciende/Apaga el dispositivo.
9. TAPA
Protector de los puertos de comunicación y ranura de la tarjeta
microSD.

PANEL DE CONEXIONES
DISPOSICIÓN DEL PANEL DE CONEXIONES SUPERIOR:

1. Terminales de entrada de los transformadores (I1, I2, I3, IN ) de

corriente de pinza.
2. Terminales de entrada de tensión (L1, L2, L3, N, GND).
3. Toma de alimentación de 12 V.

DISPOSICIÓN DEL PANEL DE CONEXIONES LATERAL:

1. Ranura de tarjeta microSD.

2. Conector serial PS/2 – RS232 / GPS.
3. Conector Ethernet.
4. Conector USB.

ACCESORIOS:

El analizador de red portátil cuenta con los siguientes accesorios:

3. TOMA DE DATOS

El analizador de red portátil está en capacidad de realizar las

siguientes mediciones:

- Mediciones máximos y mínimos.

- Máximo y mínimo de la medición.
- Max. /Min. Voltaje por fase.
- Max. /Min. Corriente por fase.
- Max. /Min. Corriente neutral.
- Max. /Min. Frecuencia.
- Max. /Min. Factor de potencia.
- Max. /Min. KW, Kvar, KVA.
- Máxima demanda de voltaje por fase.
- Máxima demanda de Amperes por fase.
- Status de la informacion.
- Rotación de fase. Status del relevador.
- Contadores. Comunicación.
- Mediciones en tiempo real.
- Voltaje L-L.
- Voltaje L-N por fase.
- Corriente por fase.

4. ESQUEMAS DE CONEXIÓN E INSTALACION

El analizador de redes portátil puede instalarse según el tipo de

conexión que presenta red. Presentamos algunos esquemas de
conexión más comunes:

Conexión 3Ø + Neutro
Forma de instalación

Conexión 3Ø

Forma de instalación
Conexión 1Ø

Forma de instalación

CALIDAD DE ENERGÍA ELÉCTRICA

Calidad de energía es un término utilizado para referirse al estándar
de calidad que debe tener el suministro de corriente alterna en las
instalaciones eléctricas, en términos de:

- Tensión
- Forma de onda sinusoidal
- Frecuencia constante

Las desviaciones respecto a los estándares de calidad ocasionan

problemas en los equipos eléctricos.

Actualmente en el Perú se cuenta con la Norma Técnica de Calidad de

los Servicios Eléctricos (NTCSE, 020-97-EM) aprobada en octubre de
1997, en la que se establecen las disposiciones que fijan los
estándares mínimos de calidad que garanticen a los usuarios un
suministro eléctrico continuo, adecuado, confiable y oportuno. La
Norma también establece que los usuarios finales de la energía
eléctrica están obligados a cumplir ciertos requerimientos mínimos
que aseguren una buen empleo de la energía eléctrica y que no
ocasionen perturbaciones en las redes eléctricas.

La causa de estas perturbaciones se debe principalmente al auge de

la electrónica de potencia que en los últimos años han permitido un
uso más eficiente de la energía eléctrica y aumentos considerables en
la productividad de los procesos industriales pero, por otra parte, han
provocado una situación problemática, a veces grave, donde las
corrientes armónicas generadas por los propios equipos electrónicos
distorsionan la onda de corriente sinusoidal original y perturban la
operación de estos mismos equipos, provocando además,
calentamientos excesivos y pérdidas de energía en máquinas
eléctricas, conductores y demás equipos del sistema eléctrico. El
problema no sólo puede sufrirlo el propio usuario propietario de
equipos generadores de armónicas, sino que a través de las líneas de
distribución y de transmisión puede propagarlo a otros usuarios de la
red eléctrica.

Los parámetros de calidad de producto definidos por la Norma Técnica

de Calidad, son los siguientes:

Tensión: Las tolerancias admitidas sobre las tensiones nominales de

los puntos de entrega, en todas las etapas y en todos los niveles de
tensión, es de hasta el ±5.0% de las tensiones nominales de tales
puntos.

Frecuencia: Variaciones sostenidas de frecuencia

Perturbaciones: a) Tensiones armónicas individuales. El Factor de

Distorsión total de tensiones armónicas (THD) no
 debe superar el 3% para tensiones mayores de 60 kV
y 5% para tensiones menores de 60 kV.
b) Flícker

1. DÓNDE PUEDE ORIGINARSE LA MALA CALIDAD DE ENERGÍA.

Puede tener dos orígenes:

El primero, en la acometida de la red eléctrica que alimenta la

instalación por deficiencias del suministro. El segundo, en la propia
instalación.

Los equipos electrónicos modernos (computadoras, variadores de

frecuencia, UPS, balastos electrónicos) utilizan un dispositivo de electrónica
de potencia (diodos, transistores y tiristores) que convierten la corriente
alterna en corriente directa y trabajan en un modo de interrupción
(switching), que funciona a manera de pulsaciones que no tienen forma de
onda de voltaje sinusoidal.

Aproximadamente el 50% de la energía pasa por estos dispositivos antes de

ser finalmente aprovechada.

Al resultar corrientes no sinusoidales se produce la distorsión

armónica y consumos no lineales.

Problemas que genera la mala calidad de energía

- Generación de corrientes armónicas

- Fugas de corrientes en la red de tierra

- Variaciones de voltaje

Estos fenómenos técnicos ocurren por dos razones principalmente:

- La instalación de equipo electrónico en un ambiente determinado sin

haber hecho las modificaciones necesarias en la instalación eléctrica, de
tal manera que no hay un equilibrio entre el consumo de energía y la
instalación que soporta este consumo.

- La construcción de edificaciones sin el conocimiento de la carga

eléctrica que se requerirá.

2. ARMÓNICAS

2.1. ARMÓNICA
 Son frecuencias enteras o múltiplos de números enteros de frecuencias
fundamentales. Cuando estas se combinan con las ondas sinusoidales
fundamentales forman una onda distorsionada, repetitiva, no sinusoidal.

Equipos de consumo no lineal como computadoras y televisores debido al

empleo de un circuito de rectificación o fuente de poder, generan
corrientes armónicas que pueden ocasionar problemas de distorsión lo
cual se refleja en:

- Operación errática de equipo computarizado

- Sobre calentamiento de equipo y conductores

- Falla prematura de equipos

- Disparo de interruptores

2.2. SOLUCIÓN A ESTOS PROBLEMAS

- Mantener baja la impedancia eléctrica

- Preparar el circuito para que sea capaz de asimilar el contenido de

corrientes armónicas que el equipo instalado va a generar

- Balancear correctamente las cargas en los conductores/fases (3) del

suministro.

Por ejemplo es común observar en grandes edificios que se deja un

tablero de uso exclusivo para conectar computadoras y equipos
electrónicos. Si el tablero es trifásico, se tendrá en las tres fases un
consumo como el de la tabla siguiente y por el neutro circularán las
armónicas impares múltiplos de 3, observando que las corrientes
en el neutro son superiores a los valores de fase, situación que, si
no es prevista por el proyectista producirá problemas.
Normalmente el conductor de neutro no tiene protección de
sobrecarga.

Corriente

(A rms)

Fase A 410

Fase B 445

Fase C 435

Neutro 548
2.3. EFECTOS DE LAS CORRIENTES ARMÓNICAS

A. Resonancia de condensadores de compensación del factor de

potencia

Los condensadores aumentan la distorsión de un sistema y contribuyen a

producir el fenómeno de resonancia, es decir, un aumento de la distorsión
enormemente elevado, que termina por hacer colapsar condensadores o
transformadores, si es que las protecciones no operan debido
precisamente a la presencia de armónicas en el sistema.

La solución del problema consiste en agregar una inductancia en serie

con el condensador de compensación reactiva como se muestra en la
figura adjunta. Si bien, la distorsión puede disminuir levemente, lo más
relevantes es que desaparecen los riesgos de resonancia. Los
condensadores antiresonantes tienen precios superiores.

B.Circuito equivalente armónico de un sistema con

condensadores de compensación de factor de potencia

C. Compensación de potencia reactiva antiresonante

2.4. INCREMENTO DE PÉRDIDAS

Las corrientes armónicas producen un incremento de las pérdidas.

En el caso del transformador se producen dos pérdidas relevantes:

- Las pérdidas proporcionales a la resistencia de los

arrollamientos y a la suma al cuadrado de las corrientes
fundamentales y armónicas.

- Las pérdidas por corrientes parásitas que son proporcionales al

cuadrado de la corriente armónica y al cuadrado del orden de la
armónica.

En cables y conductores de cobre sólo la primera de ellas está

presente y por tanto, es relativamente simple calcularlas con los
procedimientos conocidos.

Para el caso de transformadores el cálculo es más complicado. De

no existir datos fidedignos las pérdidas por corrientes parásitas son
un 15% de las pérdidas por resistencia en los arrollamientos.

2.5. ERRORES DE INSTRUMENTOS

La presencia de armónicas afecta severamente la lectura de los

instrumentos.

A. Instrumentos de aguja de tipo electrodinámico

 Su principio de funcionamiento es tal que indican el verdadero valor
efectivo (true rms) de la onda. Dado que emplean inductancias y
sólo consideran usualmente hasta la armónica 5 en forma
fidedigna.

B. Instrumentos digitales con rectificador a la entrada

Miden el valor medio de la onda rectificada. Si la onda tiene

armónicas, el instrumento mide un valor inferior al valor eficaz. En
la medición de corrientes como las registradas en las
computadoras, el instrumento mide un 30% menos que el valor
efectivo (rms).

C. Instrumentos de verdadero valor efectivo (true rms)

Son instrumentos digitales, que emplean un sensor que registra la

elevación de temperatura por una resistencia por la cual circula
corriente a medir. Por tanto, el instrumento mide el verdadero valor
efectivo de la corriente o voltaje, incluyendo todas las armónicas.

D. Instrumentos para medir armónicas

Para determinar el contenido armónico, no existe otro

procedimiento que emplear un medidor de armónicas, los que en
general despliegan en pantalla las formas de onda, el valor de la
fundamental, de cada armónica, el valor efectivo, el valor máximo
y la distorsión total.

3. FUGAS DE CORRIENTE EN LA RED DE TIERRA

Algunos equipos electrónicos filtran la corriente alterna porque

tienen un consumo no lineal. El voltaje filtrado aparece como
corrientes en el sistema de tierra que tienen frecuencias muy altas
(hasta 100 kHz) y que no están sincronizadas con la fundamental
de 60 Hz. Estas corrientes que provienen de diferentes equipos se
combinan en su desplazamiento hacia tierra. El resultado de esto
son las fugas que se encuentran en los principales puntos de tierra.
Originalmente la puesta a tierra tiene el propósito de seguridad,
hoy adicionalmente debe estar preparada para recibir corrientes
adicionales. El mal funcionamiento de la conexión a tierra puede
ocasionar:
 - Shocks eléctricos.
- Interferencias con los equipos.

Prevención de estos problemas

- Mantener bajas las impedancias en la ruta a tierra.

- Disponer un plano del sistema de tierra detallado de tal
manera que establezca claramente el origen, el destino de los
cables y si estos pueden ser desconectados.

4. REGULACIÓN DE VOLTAJE

La regulación de voltaje es una de las características relevantes de

la calidad de la red eléctrica.

La causa principal para definir las variaciones de voltaje, con

respecto al valor nominal, se relaciona con garantizar el
funcionamiento de equipos en rangos específicamente
determinados. Los equipos que son más afectados por una mala
regulación de voltaje son las luminarias (que disminuyen su vida
útil cuando el voltaje crece) y los motores eléctricos (que aumentan
sus pérdidas y arrancan con dificultad cuando el voltaje es bajo).

Las variaciones típicas de voltaje son las siguientes:

- Pico de alto voltaje.

- Caídas de voltaje.
- “Parpadeo” de voltaje.

Prevenir o solucionar estos problemas

- Circuitos dedicados para equipo electrónico especial con sus

correspondientes instalaciones de back up como por ejemplo
UPS.
- Empleo de conductores adecuadamente dimensionados.
- Compensación del factor de potencia.
- Un sistema de conexión a tierra con un buen diseño y
mantenimiento.
 - Instalación de eliminadores de sobretensión para protección de
áreas claves.

5. FLUCTUACIONES DE VOLTAJE

Las fluctuaciones de voltaje no sólo incrementan

2
momentáneamente las pérdidas I R por calor sino que en mayor
grado afectan el funcionamiento, rendimiento y vida útil de los
equipos conectados al sistema. Estas fluctuaciones son causadas
principalmente por grandes cargas fluctuantes como los equipos de
soldadura.

El primer método básico para manejar el problema y reducir sus

efectos sería instalar un alimentador o subestación separada para
este tipo de cargas; este método tiende a aislar eléctricamente la
carga fluctuante de la carga que requiere voltaje uniforme.

Si esto no fuera posible, la variación brusca de corriente deberá

limitarse a un mínimo, el arranque de motores con voltaje reducido
ayuda a reducir la caída de voltaje lo mismo que la corriente de
arranque. Existen varios métodos de arranque a voltaje reducido y
su selección para el caso determinado depende del tamaño y tipo
de carga, niveles de fallo y otras consideraciones. Si las
fluctuaciones persisten es recomendable utilizar equipos de
regulación de voltaje de alta velocidad, como un transformador
estabilizador de voltaje delante del equipo de soldadura.

La fuente de voltaje para los equipos de soldadura no deberá variar

más del 10%, por debajo del valor nominal durante la soldadura.
Una fuente de energía inadecuada puede causar una soldadura
lenta o incluso malas soldaduras. Este punto adquiere mayor
importancia cuando la carga de soldadura representa una porción
considerable de la carga total de la planta.
6. ARMÓNICOS EN EL SISTEMA

Un armónico es una componente senoidal de una señal periódica

que tiene una frecuencia que es un múltiplo entero de la frecuencia
fundamental.

Entre los efectos producidos por los armónicos, se encuentran:

- Calentamiento en cables transformadores y máquinas

rotatorias.

- Errores en los medidores tipo inducción

- Aparición de sobretensiones armónicas; lo que ocasiona

fallas, especialmente en bancos de condensadores

- Mal funcionamiento de los equipos electrónicos de control, de

protección, de medida y de telecomunicación.

Los efectos de los armónicos pueden eliminarse reduciendo la

magnitud de las corrientes o voltajes armónicos que se producen
en el sistema. La reducción puede hacerse mediante la instalación
de filtros o mediante conexión de la carga a un nivel de tensión
para el cual el efecto de los armónicos sea menos considerable.

El objetivo de un filtro de armónicos es proporcionar una trayectoria

a tierra de baja impedancia para los armónicos de voltaje o
corriente, con el fin de facilitar su circulación a tierra y prevenir su
propagación en el resto del sistema.

TABLA I

Características límites de las perturbaciones

Término empleado

Descripción

Distorsión armónica
El voltaje deja de ser sinusoidal la distorsión de voltaje total
es mayor que un 5%. La corriente es superior al 20%.
Diferencia de voltaje entre
Por el conductor de neutro circula la corriente debida a los
desequilibrios entre cada fase y a componentes armónicas
principalmente de órden 3.

El voltaje en el conductor de neutro no debe ser superior a

0.6 V. Puede medirse como voltaje entre neutro y tierra.

TABLA 2

Efectos de la distorsión armónica

Equipo Efectos observados

Sobrecalentamiento si el factor K es elevado (superior a 2.7)

Transformador y la carga es superior al 90% de la nominal.

Los condensadores (de compensación de factor de potencia

de iluminación, por ejemplo) se queman si la corriente por
Condensadores ellos es más que 1.3 veces su corriente nominal.

Sobrecalentamiento y vibraciones excesivas si las distorsión

de tensión es superior al 5%.
Motores de inducción
Sobrecalentamiento si el valor efectivo de la corriente
(medido con un instrumento true rms) es superior al que
soporta el cable.
Cables de conexión
Pérdidas de algunos datos y daños en algunas componentes
electrónicas debido a que el voltaje máximo es superior al
Equipos de computación nominal o a que existe un diferencial de voltaje entre neutro
y tierra.

TABLA 3

Medidas de mejoramiento de instalaciones eléctricas contaminadas por

armónicas

Proyecto o mejoramiento
Equipo o instalación
 Dimensionamiento de conductores considerando armónicas.
Disminución de las corrientes por el neutro mediante balance
de cargas.
Disminución de las corrientes armónicas mediante filtros y
Distribución de electricidad transformadores de aislación.
Tableros separados para equipos sensibles.

Sustitución por condensadores antiresonantes.

Condensadores Mejoramiento de los equipos (exigencia a los fabricantes de

ubicar filtros de líneas o reactancias serie).

Ejemplo: Transformadores de aislación.

Equipos contaminantes