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Medición de variables físicas en Plantas Hidroeléctricas con Registradores de Datos HIOKI MR8847A

Por Juan Monsalve, Ing. De Ventas, HIOKI USA Corporation

El siguiente caso de aplicación se realizó en una Hidroeléctrica Chilena que realiza mediciones simultaneas de diversas variables físicas en diferentes procesos de generación de electricidad con el Registrador de Datos HIOKI modelo con un MR8847A. Este versátil instrumento mide tensión de forma directa hasta los 700 VAC (Unidad U8974), las mediciones de tensiones mayores a este, se realizan por medio de transformadores de voltaje (VT), los cuales se encuentran instalados en los puntos de tomas de datos de la hidroeléctrica. De igual forma, el instrumento permite medir corriente hasta los 5000 A (Sensor de corriente CT9667), y para medir corrientes mayores se utilizan de transformadores de corriente (CT).

En el siguiente esquema (Figura 1) se aprecia un bosquejo general de la aplicación del Registrador HIOKI MR8847A en la hidroeléctrica, separado en cuatro grandes sectores de proceso. El instrumento cuenta con diferentes unidades (módulos) para diferentes aplicaciones.

A continuación, revisaremos las aplicaciones del registrador para cada sector:

1.      Ductos para caída de agua.

Los ductos de caída de agua cuentan con varios sensores de presión que convierten unidades de PSI a valores de voltaje, estos se conectan al HIOKI MR8847A en la unidad análoga 8966, ver Figura 2.

El instrumento se configura para escalar la medición (ecuación de relación Voltaje presión) y mostrar y registrar directamente valores de presión.

Unidad de frecuencia 8970

2.2.Vibración

La unidad de deformación 8969, ver Figura 4, es usada para medir la vibración en los soportes del rotor y en el estator del generador.

 

Unidad de temperatura 8967

3. Transformador de sub-estación

En el tramo del generador al transformador de sub-estación se miden y registran las formas de onda las siguientes variables:

  · Tensión y frecuencia en las tres fases, además de análisis en frecuencia con la función FFT: Unidad análoga 8966, ver Figura 2.

  · Corriente y frecuencia en las tres, además de análisis en frecuencia con la función FFT: Unidad de corriente 8971, ver Figura 6.

  ·   Temperatura en el transformador: Unidad de temperatura 8967, Figura 5.

Unidad de alto voltaje U8974
unidad análoga 8966

2.      Turbina y generador eléctrico

En la turbina y el generador eléctrico se hacen las siguientes mediciones:

2.1.   Velocidad de rotación de la turbina/generador

Con la unidad de frecuencia 8970, ver Figura 3, miden la velocidad de rotación del rotor en RPM, pulsos o Hz.

Unidad de deformación 8969

2.3.Temperatura

La unidad de temperatura 8967, ver Figura 5, es usada para medir la temperatura externa (estator) del generador.

2.4. Voltaje de excitación

El voltaje de excitación del generador se mide con la unidad análoga 8966, ver Figura 2.

Unidad de corriente 8971

4.      Distribución

Para interconectar la energía generada en la planta con el sistema de distribución, es importante monitorear los niveles de voltaje y frecuencia para no tener problemas de sincronización. Para esto se usa la unidad de alto voltaje U8974, Figura 7.

El instrumento se comunica por Ethernet con la estación de control y monitoreo. Igualmente se integra directamente con Lab View para el funcionamiento de un Sistema SCADA de toda la planta.

Adicionalmente, cuenta con una impresora que permite llevar un registro en papel de los datos y anomalías de la planta. Por último, es importante mencionar que cuenta con Triggers para activación de alarmas o grabar algunas anomalías en particular.

Como se pueden apreciar, el instrumento permite medir y registrar, de manera simultánea gran cantidad de variables físicas y eléctricas para el control y supervisión de una planta hidroeléctrica.

Múltiples funciones en un solo y potente instrumento.

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Registradores de Datos HIOKI MR8847A.

Dispositivos de monitoreo y registro de formas de onda de alta velocidad que pueden medir simultáneamente múltiples fenómenos físicos como el voltaje, corriente, temperatura, vibración, aceleración y rotación, debido al completo aislamiento entre los canales y desde cada canal hasta el suelo. El MR8847A ofrece muestreo de 20MS / s, 16 canales aislados y máx. Entrada directa de 1000 V, todo alojado en un cuerpo resistente y listo para el campo para responder adecuadamente a los sitios de trabajo más desafiantes, desde las subestaciones transformadoras hasta los patios de mantenimiento de ferrocarriles y las plantas de papel y acero.

 

Características clave

• Admite una amplia variedad de mediciones con un total de 13 módulos conectables.

• Permite generar y grabar con una sola unidad.

• Prueba directa de entrada de alto voltaje de 1000 V.

• Muestreo de alta velocidad: hasta 20MS/s con entradas completamente aisladas.

• 16 canales analógicos + 16 lógicos a 64 lógicos + 10 canales analógicos.

• Muestreo de alta velocidad con función de análisis de forma de onda.

• Equipo de materiales muy resistentes, ideal para trabajo en ambientes adversos.

• Botones grandes recubiertos para soportar aceite industrial y residuos.

• Incluye impresora con carga directa de papel y configuración de un solo toque, imprime a alta velocidad: 50 mm/s.

 

Acerca de HIOKI

Compañía japonesa líder en el desarrollo, fabricación y venta de instrumentos de prueba y medición de diseño avanzado, con más de 80 años en el mercado mundial. Entre sus productos se encuentran analizadores de calidad de energía, probadores de aislamiento, adquisición y registro de datos, medición de demanda de energía, Data Loggers, voltímetros, amperímetros de tenaza, multímetros digitales e Instrumentos de campo.