¿Qué es la IEC 61000-4-30 Clase A en un medidor de calidad de energía?
El estándar IEC 61000-4-30 CLASE A elimina las suposiciones al momento de seleccionar con precisión un instrumento de calidad de energía. Este estándar define los procedimientos de medida de cada parámetro de calidad de energía para obtener resultados fiables, repetibles y comparables. Además, determina la precisión, el ancho de banda y el conjunto de parámetros mínimos. Y lo que es más, los fabricantes ya tienen un parámetro de referencia para diseñar según los estándares de la clase A, allanando el campo para los técnicos a la hora de elegir instrumentos y mejorando así la precisión y fiabilidad de las medidas, así como la eficacia del trabajo.
La medida y control de la calidad de energía aún se encuentra en desarrollo y es un campo en donde la aplicación de medidores es relativamente nuevo. A pesar de que las medidas eléctricas básicas como, por ejemplo, la tensión y corriente se definieron hace tiempo, una gran cantidad de parámetros no se habían estandarizado antes, obligando a los fabricantes a desarrollar sus propios métodos de medida. Hoy en día, existen cientos de fabricantes en todo el mundo con procedimientos de medida exclusivos. Con tanta variedad de instrumentos, los ingenieros deben dedicar, cierto tiempo a intentar comprender a funcionalidad de los mismos y los algoritmos de medida en vez de a conocer la calidad de la propia alimentación.
El IEC 61000-4-30 clase A estandariza las medidas de:
- Frecuencia de alimentación
- Magnitud de la tensión de alimentación
- Flicker (parpadeo), armónicos e interarmónicos
- Fluctuaciones
- Interrupciones
- Desequilibrios en la tensión de alimentación
- Transmisión de señales a través de la alimentación
- Cambios rápidos de tensión
Desde la edición 3 se incluyen:
- Cambios rápidos de tensión
- Parpadeo clase F1
- Mediciones en la banda de frecuencia de 2 kHz-150 kHz
- Magnitud de la corriente
- Desequilibrio de corriente
- Armónicos de corriente
- Interarmónicos de corriente
- Captura de señales de corriente junto con las señales de tensión durante eventos
Adicional desde la versión 3 (2015) se determinan métodos para las señales en el rango de 2 kHz a 150 kHz que se consideran en el Anexo C (informativo), y las desviaciones excesivas y excesivas se consideran en el Anexo D (informativo), lo cual es una adelanto respecto la edición 2 que dejaba aún este tipo de mediciones fuera del rango.
Los requisitos de la clase A
- La incertidumbre de medida se establece en el 0,1% de la tensión de entrada declarada. Los sistemas de medida de bajo costo con incertidumbres superiores al 1% pueden detectar de forma incorrecta fluctuaciones del -9%, cuando el umbral está establecido en el -10%. Gracias a un instrumento con certificación clase A, se puede clasificar con seguridad eventos con incertidumbres aceptadas internacionalmente. Esta es especialmente importante al verificar la conformidad con las normas o al comparar los resultados entre los distintos instrumentos o partes.
- Las fluctuaciones e interrupciones se deben medir sobre un ciclo completo de señal y actualizar cada medio ciclo, permitiendo así a los instrumentos combinar la alta resolución del muestreo a medio ciclo con la precisión del cálculo del valor eficaz de un ciclo completo.
- Intervalos de agregación: Un instrumento de calidad eléctrica comprime los datos adquiridos en periodos concretos que se denominan intervalos de agregación. Un instrumento de la clase A debe proporcionar datos en los siguientes intervalos de agregación:
- 10/12 ciclos (200 ms) a 50-60 Hz; el tiempo del intervalo varía según la frecuencia de red
- 150/180 ciclos (3 s) a 50-60 Hz; el tiempo del intervalo varía según la frecuencia de red
- Los armónicos se deben medir con intervalos de 200 ms con conformidad al nuevo estándar IEC 61000-4-7/2002. El estándar anterior permitía intervalos de 320 ms que no se podían sincronizar con los intervalos de agregación de 200 ms de otras medidas de la clase A.
El uso de intervalos de 200 ms permite que los cálculos de armónicos se puedan sincronizar con otros valores como, por ejemplo, los de valor eficaz, THD y desequilibrio o desbalance en tensión. - El algoritmo utilizado para el cálculo de armónicos (FFT) se especifica con exactitud de forma que los instrumentos de clase A alcancen magnitudes armónicas similares. La metodología de la FFT permite algoritmos infinitos que pueden dar como resultado una amplia serie de magnitudes de armónicos distintas. Si se estandariza a porciones de 5 Hz y se suman los armónicos e interarmónicos según las normas específicas, las medidas efectuadas con instrumentos de la clase A serán coherentes y comparables.
- La sincronización externa de tiempo es necesaria para alcanzar indicaciones de tiempo precisas, permitiendo la correlación exacta de datos entre distintos instrumentos. La precisión se especifica con un margen de ± 20 ms para los instrumentos de 50 Hz y ± 16,7 ms para los de 60 Hz.
- Sincronización del intervalo de 10 minutos con el reloj
- Sincronización del intervalo de 2 horas con el reloj
Importancia del cumplimiento de la clase
Contar con equipos de medida con cumplimiento de la Clase A asegura la comparación de los resultados a lo largo del tiempo ya que hasta la emisión de este estándar cada fabricante media, resumía y presentaba los resultados bajo sus propios métodos lo que hacia imposible comparar las mediciones y determinar si se estaba o no en lo cierto.
Adicionalmente, cuando se instalan medidores simultáneos sólo el cumplimiento de la misma normativa garantizará que se pueden determinar las condiciones eléctricas de una red.
Existen más clases de instrumentos?
En su segunda edición la norma estableció dos clases: La clase A la cual cumple con lo enumerado anteriormente y la Clase B en la cual estaban en resto de los instrumentos de medida que cumplían parcialmente los requerimientos. A partir de la versión del año 2015 se eliminó la clase B y se introdujo la Clase S la cual establece que el instrumento sí debe cumplir con todos los parámetros definidos para la clase A pero no con las mismas exigencias.
Un buen instrumento debe sólo cumplir IEC 61000-4-30?
Aunque esta es la pregunta del millón, en nuestra experiencia la utilidad de un instrumento se encuentra en su repetibilidad y control de las incertidumbres. por esta razón recomendamos que los instrumentos cumplan adicionalmente con IEC 62586-2:2017 Functional tests and uncertainty requirements. El cumplimiento de estas dos normativas aseguran que los resultados de hoy serán comparables con los del mañana.
Debe notarse que debido a que entre la emisión de las normas y los procesos de certificación de los fabricantes existen espacios de tiempo de años y no de meses, esperamos que más y más fabricantes se unan a la certificación de sus instrumentos.
En ESOLUTIONS contamos con equipos Drantez certificados con IEC 61000-4-30 Clase A que nos ayudan al cumplimiento de sus metas de medición, análisis y determinación de mejoras en la calidad de energía en las modalidades de servicio o alquiler. Contáctenos para conocer su caso y asesorarlo de la forma más apropiada.