Estudo e aplicação da norma IEEE 1459-2000 para medidores digitais de energia elétrica

Abstract

O aumento de cargas não lineares conectadas aos sistemas de potência tem levado a uma revisão geral dos conceitos e das variáveis aplicáveis na avaliação dos sistemas de potência para situações em que tensões e correntes não sejam senoidais. Em paralelo, mudanças nas normas existentes, assim como o aparecimento de novas normas, tem criado a necessidade de novos procedimentos de medição. No presente trabalho um algoritmo para obtenção de variáveis em sistemas monofásicos e trifásicos, de acordo com a Norma IEEE 1459-2000, é proposto. Alguns conceitos fundamentais relacionados a sistemas de potência em regime senoidal, no que diz respeito às relações entre as diversas variáveis medidas, são apresentados, tendo sido incluídas considerações sobre algumas limitações de aplicabilidade dos mesmos em situações não senoidais. Um resumo das principais definições e conceitos propostos Norma IEEE 1459-2000, assim como nas Normas IEC 61000-4-7 e IEC 61000-4- 30, é também apresentado. Desenvolvidos a partir dos conceitos propostos na Norma IEEE 1459-2000, mas considerando a aplicação para sinais amostrados, os procedimentos e equações para a obtenção das diversas grandezas são mostrados e comentados. Simulações e resultados obtidos em medições reais a partir da aplicação dos procedimentos desenvolvidos, incluindo análise de erros, são também expostos e discutidos. É demonstrado que, considerando certas limitações, os procedimentos desenvolvidos podem ser aplicados em medidores digitais visando propiciar que os mesmos forneçam valores das novas grandezas propostas.

The increase of nonlinear loads connected to the power systems has created the need for a generalized revision of power concepts and quantities applicable under nonsinusoidal conditions. Parallel to this, changes in the existent standards and the new ones have shown the need for new measurement procedures. In the present work an algorithm for the IEEE Std. 1459-2000 single and three-phase quantities calculation is proposed. The power systems basic concepts related to the relationship between quantities and main definitions used under sinusoidal situations are presented, including comments about concepts limitations under nonsinusoidal conditions. IEEE Std. 1459-2000, IEC 61000-4-7 and IEC 61000-4-30 definitions and concepts overview are also presented. The equations and procedures for voltage and current signals processing, applied on discrete time power quantities evaluation and developed from the IEEE Std. 1459-2000 analog concepts, are shown and discussed. Simulations and real measurement results using the developed procedures applied to discrete time signals, including obtained quantities error analysis, are also shown and discussed. It is shown that, under certain limitations, similar procedures can be applied to digital meters for power systems new proposed quantities analysis.