Sistema patrón de medida de potencia eléctrica para baja frecuencia

Abstract

En esta tesis se presenta un detallado estudio sobre sistemas de medida de potencia eléctrica para uso en frecuencias de red. El objetivo es la propuesta de un nuevo método que permite lograr un sistema patrón de muy alta precisión, directamente trazable a patrones de tensión continua y resistencia. El sistema se propone como parte del Patrón Primario de Potencia Eléctrica del Sistema Metrológico Nacional del Uruguay. Otros autores han propuesto sistemas que permiten una calibración directa contra patrones de continua, basados en sumadores o puentes. En estos dos principios están basados la mayor parte de los patrones primarios de los distintos países. Pero, en los casos de mayor precisión se trata de complejos sistemas, costosos y difíciles de montar y calibrar. En esta tesis se desarrolla un sistema patrón de medida de potencia basado en un medidor de factor de potencia. Hasta el momento, el factor de potencia es computado a partir de la potencia activa y la potencia aparente. En tal sentido, es una magnitud derivada. Por el contrario, se propone en esta tesis medir directamente el factor de potencia, y calcular la potencia activa a partir de él. Se propone un medidor basado en la detección de los cruces por cero de las ondas de tensión y corriente que, mediante filtros en las entradas y un adecuado procesamiento de las señales, reduce dichos errores. Con el agregado de un voltímetro y un resistor shunt (para la medida de la corriente) se completa el patrón de potencia. Adicionalmente, se presentan métodos originales para lograr alta precisión en los transductores de entrada de tensión y de corriente. Se propone un nuevo método para caracterizar el comportamiento de divisores de tensión de baja frecuencia y resistores shunts de medida de corriente basado en sus respuestas al escalón. Este método permite calcular los errores en magnitud y desfasaje en forma absoluta, sin necesidad del uso de un divisor patrón. Para transformadores de corriente y tensión se proponen circuitos electrónicos originales que reducen los errores de los mismos.