Tesis
Diseño, construcción y desarrollo de un sistema de monitoreo eléctrico con interfaz web
Fecha
2017-06-05Registro en:
Vázquez González, Erick. Diseño, construcción y desarrollo de un sistema de monitoreo eléctrico con interfaz web. Tesis (Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica). Ciudad de México, IPN, ESIME, Unidad Zacatenco. 2015. 192 p.
Autor
Vázquez González, Erick
Institución
Resumen
El presente trabajo, describe la teoría, conceptos, técnicas, herramientas y esquemas necesarios para el diseño y construcción de un sistema de monitoreo eléctrico no invasivo en conjunto con un Sistema de Información Basado en Computadora con el propósito de proporcionar al usuario la retroalimentación en tiempo real sobre su consumo energético.
El sistema está compuesto de 3 sub-sistemas, un sistema electrónico, un portal web y un sistema de información basado en computadora, estos trabajando en conjunto proporcionan el costo de energía consumida en una instalación residencial en tiempo real, sin la necesidad de tener que esperar el recibo de la compañía proveedora de energía.
A lo largo del documento se cubre desde el diseño del hardware electrónico (compuesto de adquisición de señal, acondicionamiento de señal, procesamiento de señales digitales, transmisión de la información a un concentrador); hasta el diseño lógico del software (compuesto del envió, almacenamiento, procesamiento y graficación de la información, en un sistema en línea para procesar y mostrar la información); toda esta
información puede ser consultada desde cualquier dispositivo (computadora tableta, o teléfono inteligente) y puede ser usada para monitorear en tiempo real el costo y uso de la energía, proporcionando así una herramienta que permite al usuario ser consiente del uso de su energía eléctrica así como del costo de la misma.
El sistema provee graficos y un medidor virtual en Kilowatts Hora que se actualiza en tiempo web real, el sistema tiene la capacidad de calcular los valores de potencia aparente y factor de potencia, estos son utilizados para generar gráficas que permiten mostrar el aprovechamiento de la energía de los electrodomésticos del hogar. Se realizaron 8 pruebas para poner a prueba las distintas fases del desarrollo del sistema, entre ellos proceso estadístico de medición del error (varianza), obteniendo como resultado una precisión en medición promedio de 35.79% para potencias menores a 40 watts y de 0.91% para potencias mayores a 300 watts, por medio de sensores de corriente no invasivos.
El resto de las pruebas se llevaron a cabo en contra de instrumentos de medición certificados con una margen de error menor a 2% en cargas resistivas, inductivas, instalaciones eléctricas residenciales e industriales, pasando de manera positiva con bajo margen de error 7 de las 8 pruebas (No se pudo medir de manera precisa
en un sistema trifásico debido a que el algoritmo no está diseñado para tal propósito, sin embargo, se realizó la prueba para revisar el comportamiento del sistema). Quedando como trabajo futuro entre otras mejoras, la implantacion del sistema tarifario de la Comisión Federal de Electricidad en el Sistema de Información Basado en Computadora, el análisis de armónicos en dominio de la frecuencia, una medición fasorial (para instalaciones eléctricas a escala nacional) y la medición de distorsiones armónicas, por medio de la transformada rápida de Fourier (FFT).