Tesis
Diseño de una unidad de medición fasorial con tecnología ARM
Fecha
2017-02-10Autor
Valerio Torres, Diego
Institución
Resumen
En el siguiente trabajo, se presenta el diseño de una unidad de medición fasorial (PMU) sincronizada mediante un módulo receptor del sistema satelital de posicionamiento global (GPS). El medidor implementado tiene la capacidad de medir los fasores de voltaje y corriente de un sistema trifásico con frecuencia nominal de 60 Hz. Estos fasores son calculados mediante el algoritmo de la Transformada Discreta de Fourier (DFT) y pueden ser representados en forma polar o rectangular.
El estampado de tiempo, la frecuencia calculada y los fasores obtenidos, son enviados al sistema receptor, en este caso una PC, mediante un puerto de comunicación serial basado en las tramas de información establecidas en el estándar IEEE C37.118.2.
Se expone la utilización del algoritmo de la DFT para el cálculo de fasores, explicando la forma en que se obtienen los ángulos de los fasores mediante una Tabla de Búsqueda (LUT) y la identidad trigonométrica utilizada.
Mediante el uso de la herramienta FreeMASTER se logra visualizar los fasores en forma gráfica, creando curvas para la magnitud y ángulo de los fasores, los valores de la frecuencia calculada y el valor eficaz (RMS) de las señales analizadas.
La parte central del medidor está conformada por una tarjeta de desarrollo de NXP (TWR-KM34Z50M), con un microcontrolador MK34Z128CLL5 y un microcontrolador generador de señales K20 que permite emular una red eléctrica real (3 señales de corriente y 3 señales de voltaje). La tarjeta se comunica con el módulo receptor GPS para recibir la señal de sincronización de un pulso por segundo (pps) para el cálculo de los fasores y obtención del Tiempo Universal Coordinado (UTC).
Se realizan pruebas en estado estacionario para determinar el cumplimiento en Magnitud, Ángulo de Fase y Contenido Armónico conforme al estándar IEEE C37.118.1, comprobando que la unidad de medición desarrollada se acata a lo establecido en dicho estándar.