INTRODUCCIÓN€¦ · Web viewAsimismo cumple con los términos que establecen la Ley Federal sobre...

DOCUMENTO DE TRABAJO DT-NMX-J-610/4-7-ANCE-20112012

DOCUMENTO DE TRABAJODT-NMX-J-610/4-7-ANCE-2011

COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA (EMC) -PARTE 4-7: TÉCNICAS DE PRUEBA Y MEDICIÓN – GUÍA GENERAL DE

INSTRUMENTACIÓN Y MEDICIÓN PARA ARMÓNICAS E INTERARMÓNICAS, EN SISTEMAS DE SUMINISTRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y EQUIPO CONECTADO

QUE SE CONECTA A A ESTOSÉSTOS

PNN-ANCE-2012/192MARZO/2012

DT-NMX-J-610/4-7-ANCE-20112012PNN-ANCE-20112012/159192

P R E F A C I O

Esta es la primera edición de la Norma Mexicana NMX-J-610/4-7-ANCE-20112012.

La NMX-J-610/4-7-ANCE-2011 tiene concordancia con la Norma Internacional IEC 61000-4-7 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-7: Testing and measurement techniques - General guide on harmonics and interharmonics measurements and istrumentation, for power supply systems and equipment connected thereto, Ed. 2.1 (2009-10).

Esta norma contiene notas y desviaciones nacionales con respecto a la Norma Internacional IEC 61000-4-7 Electromagnetic Compatibility (EMC) – Part 4-7: Testing and measurement techniques – General guide on harmonics and interharmonics measurement and instrumentation, for power supply systems and equipment connected thereto, Ed. 2.1 (2009-10).

En donde se presentan desviaciones o notas nacionales, el texto se ha marcado de la forma siguiente:

CLAVE DESCRIPCIÓN

TEXTO

El texto marcado con una línea vertical a la izquierda dentro del cuerpo de la norma mexicana, significa que existe una desviación o nota nacional respecto al mismo (las notas y desviaciones nacionales se encuentran en la sección bajo el título de DESVIACIONES NACIONALES). Para fines informativos el texto de la Norma Internacional afectado por una desviación nacional se encuentra en el último Apéndice. Para México aplica el texto que se encuentra en el cuerpo de la Norma Mexicana.

TEXTOEl texto sombreado dentro del cuerpo de la norma mexicana significa su anulación con relación a una referencia de Norma Internacional.

NN Nota nacional: el código de identificación se compone por el número consecutivo de la nota nacional y la designación NN, un guión y los párrafos correspondientes.

Desviación nacional: el código de identificación se compone por el número consecutivo de la desviación nacional, la designación se establece tomando como base el tipo de desviación nacional, un guión y los párrafos correspondientes. La Norma Mexicana puede contener hasta cinco tipos de desviaciones nacionales, estos son:

DR Diferencias que se basan en regulaciones nacionales.

D1Diferencias que se basan en principios y requisitos básicos de seguridad, que de no tomarlas en cuenta podría comprometerse la seguridad de los consumidores o usuarios de los productos.

D2 Diferencias que se basan en prácticas vigentes de seguridad. Estos requisitos reflejan las prácticas de seguridad nacionales.

DC Diferencias que se basan en normas de componentes, las cuales no podrán ser eliminadas hasta no armonizar la norma del componente con la Norma Internacional.

DE Diferencias que se basan en correcciones de errores en la Norma Internacional que pueden comprometer la aplicación del contenido técnico de la Norma Mexicana.

i


Esta Norma Mexicana fue elaborada a través del Comité de Normalización de la Asociación de Normalización y Certificación, A. C., CONANCE, comité integrado con base en los términos de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización para elaborar, aprobar y revisar Normas Mexicanas, en el marco de los principios de representatividad, equilibrio y consenso.

De acuerdo con el procedimiento operativo del CONANCE, el consenso es el acuerdo general caracterizado por la ausencia de oposición sustentada sobre aspectos relevantes por cualquier parte afectada directamente, después de un proceso de análisis para considerar los puntos de vista de todas las partes involucradas y de reconciliación de los argumentos en conflicto.

Asimismo cumple con los términos que establecen la Ley Federal sobre Metrología y Normalización, el Reglamento de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización, la NMX-Z-013-1977, la Guía ISO/IEC 21-1 y 2, Guía ISO/IEC 2 y la Guía IEC 107.

ii


La presente Norma Mexicana fue desarrollada por el Grupo de Trabajo GT 77A – Fenómenos de baja frecuencia del Comité Técnico CT 77 – Compatibilidad electromagnética, perteneciente a CONANCE, con base en un sistema de gestión, principios, métodos y procedimientos. Durante el proceso de consenso se contó con aportaciones, comentarios y sugerencias de las empresas e instituciones siguientes:

- COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD – UIE.

- COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD – LAPEM.

- COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD – DISTRIBUCIÓN.

- COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD – TRANSMISIÓN.

- COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD - GENERACIÓN.

- DRANETZ.

- FIDEICOMISO PARA EL AHORRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA

- MABREX.

- SUBCOMITÉ DE EVALUACIÓN DE LA RAMA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA DE LA EMA – SELREE-EMA.

iii


DESVIACIONES NACIONALES

La presente Norma Mexicana contiene las notas y desviaciones nacionales listadas a continuación respecto a la Norma Internacional IEC / CEI 61000-4-7 (2002-08).

LISTADO DE NOTAS NACIONALES

1 NN – 10Se adiciona capítulo 10 - Concordancia con normas internacionales.

2 NN – APÉNDICE AA Y APÉNDICE BBSe adiciona el apéndice AA – Contenido de la Norma Internacional y apéndice BB – Normas para consulta.

3 NN – 1La referencia a IEC 61000-3-2 se reemplaza por NMX-J-550/3-2-ANCE.

4 NN – 3La referencia a la serie de Normas Internacionales IEC 61000 se reemplaza por la NMX-J-550.

5 NN – 3.3.1En la nota 2, la referencia a la serie IEC 61000-3 se reemplaza por la serie de normas NMX-J-550/3.

LISTADO DE DESVIACIONES NACIONALES

iv


5.6

Ecuación (9) “ Y sg, h

2 =∑i=−1

1

Y C , (N×h )+i2

(9)”

C.2Véase 6 DC.

Véase 6 DC.

1 DR 1Esta Norma Mexicana establece los requisitos para los instrumentos que se destinan para la medición de las componentes espectrales en el intervalo de frecuencia hasta 9 kHz y que se superponen en la fundamental de las redes de suministro 60 Hz. Por razones prácticas, en esta Norma Mexicana se hace la distinción entre armónicas, interarmónicas y otras componentes por encima del intervalo de frecuencias armónicas, hasta 9 kHz.

Justificación: Se elimina la consideración de los sistemas a 50 Hz debido a que para México se utiliza la frecuencia establecida en el Reglamento de la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica en su artículo 18, fracción I.

2 DR 1Esta Norma Mexicana establece los requisitos para los instrumentos que se destinan para la medición de las componentes espectrales en el intervalo de frecuencia hasta 9 kHz y que se superponen en la fundamental de las redes de suministro 60 Hz. Por razones prácticas, en esta Norma Mexicana se hace la distinción entre armónicas, interarmónicas y otras componentes por encima del intervalo de frecuencias armónicas, hasta 9 kHz.

Justificación: Se reemplazan los términos Norma Internacional, IEC 61000, por Norma Mexicana con base en lo establecido en la Ley Federal sobre Metrología y Normalización en su artículo 28, fracción IV.

1 DN – 2Se reemplaza capítulo 2 Referencias.

2 DN – 3.3.4En la nota 3, las referencias a la IEC 61000-3-4 e IEC 61000-3-2 se reemplaza por la NMX-J-550/3-4-ANCE y NMX-J-550/3-2-ANCE, respectivamente.

6 DN – 4.4.1

La referencia al capítulo 7 cambia por apéndice D.

4 DN – 7, APÉNDICE D

Se adiciona el apéndice D – Período de transición, el cual proviene de 7.

El texto del capítulo 7 se paso al apéndice D, que es de carácter informativo, excepto la tabla 2, la cual se cambio a 5.5.1 después de la figura 5. Este capítulo 7 no aplica a la presente Norma Mexicana ya que la primera edición de la presente toma como referencia la segunda edición de la IEC 61000-4-7 y no la primera edición a la que hacen referencia en el capítulo 7.

v


ÍNDICE DEL CONTENIDO

Página

vi


0 INTRODUCCIÓN

Esta Norma Mexicana es parte de la serie NMX-J-610-ANCE, conforme a la estructura siguiente:La IEC 61000 se publica en partes por separado, conforme a la estructura siguiente:

Véase 1 NNParte 1: Generalidades

Consideraciones generales (introducción, principios fundamentales).Definiciones, terminología.

Parte 2: Ambiente electromagnético

Descripción del ambiente electromagnético.Clasificación del ambiente electromagnético.Niveles de compatibilidad electromagnética.

Parte 3: Límites

Límites de emisión.Límites de inmunidad (en tanto no caiga en la responsabilidad de los comités de producto).

Parte 4: Técnicas de prueba y medición

Técnicas de medición.Técnicas de prueba.

Parte 5: Lineamientos de instalación y mitigación

Lineamientos de instalación.Dispositivos y métodos de mitigación.

Parte 6: Normas genéricas

Parte 9: Misceláneos

Cada parte adicionalmente se subdivide en varias partes, las cuales se publican como Normas Mexicanas las cuales se publican con el número de parte seguido por un guión y un segundo número que identifica la subdivisión (por ejemplo, NMX-J-610/6-2-ANCE).

Esta publicación se publica en orden cronológico y con la numeración correspondiente.

Esta Norma Mexicana es una norma de familia básica, relativa a la medición de corrientes y tensiones armónicas en sistemas de suministro de energía y corrientes armónicas que emiten los equipos. Además, en esta Norma Mexicana se especifican el desempeño de un equipo de medición estándar.

Cada parte adicionalmente se subdivide en otras más, que se publican como Normas Internacionales o Lineamientos Internacionales del tipo Especificación Técnica o Informe Técnico, algunos de éstos actualmente se publican como secciones. Otras partes se publican con el número de parte seguido por un guión y un segundo número que identifica la subdivisión (por ejemplo, 61000-6-1).

Véase 1 NN

Estas publicaciones se difunden en orden cronológico y con la numeración correspondiente.

Esta parte es una Norma Internacional relativa a la medición de corrientes y tensiones armónicas en sistemas de suministro de energía y las corrientes armónicas que emiten los equipos. Además, se especifica el desempeño de un instrumento de medición normalizado.

Véase 1 NN

vii


1/7134

COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA (EMC) -PARTE 4-7: TÉCNICAS DE PRUEBA Y MEDICIÓN – GUÍA GENERAL DE INSTRUMENTACIÓN Y

MEDICIÓN PARA ARMÓNICAS E INTERARMÓNICAS, EN SISTEMAS DE SUMINISTRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y EQUIPO CONECTADO QUE SE CONECTA A ESTOSÉSTOS

ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC)PART 4-7: TESTING AND MEASUREMENT TECHNIQUES – GENERAL GUIDE ON HARMONICS AND

INTERHARMONICS MEASUREMENT AND INSTRUMENTATION, FOR POWER SUPPLY SYSTEMS AND EQUIPMENT CONNECTED THERETO

1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN

Esta parte de la IEC 61000 es aplicableespecifica las características a de los instrumentos que se destinan para la medición medir de las componentes espectrales en el intervalo de frecuencia hasta 9 kHz y que se superponen en a la fundamental de las los redes sistemas de suministro a 50 Hz y 60 Hz. Por razones prácticas, en esta norma se hace la distinción entre armónicas, interarmónicas y otras componentes por encima del intervalo de frecuencias armónicoarmónicas, hasta 9 kHz.

Véase 1 NN, Véase 8 DRLa presente norma define los instrumentos de medición que se destinan para pruebas de equipos individuales conforme a los límites de emisiones que se establecen en ciertas normas (por ejemplo, los límites de corrientes armónicas que se establecen en la IEC 61000-3-2) así como para la medición de corrientes y tensiones armónicas en las redes os sistemas de suministro existentes. La definición de la instrumentación para las mediciones más allá del intervalo de frecuencias armónicas, hasta 9 kHz, se define parcialmente el apéndice B.

Véase 3 DC NOTAS:

1 Esté documento trata en detalle con los instrumentos que se basan en la transformada discreta de FourierFourier.

2 La descripción de las funciones y de la estructura de los instrumentos de medición que se contienen en contiene la presente norma es muy explícita y toman un significado se recomienda tomarlos literalmente. Esto es Lo anterior, debido a la necesidad de tener instrumentos de referencia con resultados reproducibles, independientemente de las características de las señales de entrada.

3 La definición deEl instrumento se define se realiza para satisfacer las mediciones para armónicas del orden hasta 50.

1


2/71342 REFERENCIAS

Para la correcta utilización de esta Norma Mexicana, es necesario consultar y aplicar las Normas Mexicanas siguientes o las que las sustituyan:Las normas siguientes son indispensables para la aplicación de la presente norma. Para referencias con fecha, solamente la edición que se cita es aplicable. Para referencias sin fecha, la última edición de la referencia que se cita es aplicable (incluyendo cualquier corrección).

Véase 2 NNNMX-J-098-ANCE-1999 Sistemas eléctricos de potencia – Suministro – Tensiones

eléctricas normalizadas.IEC 60038 IEC standard voltages.

Véase 1 DCNMX-J-550/1-1-ANCE-2008 Compatibilidad electromagnética (EMC) - Parte 1-1 -

Generalidades: Aplicación e interpretación de definiciones y términos básicos

IEC 60050-161 International Electrotechnical vocabulary - Chapter 161: Electromagnetic compatibility.Véase 3 NN

NMX-J-550/2-2-ANCE-2005 Compatibilidad electromagnética (EMC) Parte 2-2: Entorno – Niveles de compatibilidad para las perturbaciones conducidas de

baja frecuencia y la transmisión de señales en los sistemas de suministro público de baja tensión.

IEC 61000-2-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 2-2: Environment - Compatibility levels for low-frequency conducted disturbances and signalling in public low-voltage power supply systems.

Véase 2 DCNMX-J-610/3-2-ANCE-2011 Compatibilidad electromagnética (EMC) - Parte 3-2: Límites -

Límites para las emisiones de corriente armónica de aparatos con corriente de entrada ≤ 16 A por fase.

IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2: Limits - Limits for harmonic current

emissions (equipment input current ¿ 16 A per phase).Véase 3 DC

NMX-J-610/3-12-ANCE-2010 Compatibilidad electromagnética (EMC) – Parte 3-12: Límites – Límites para las corrientes armónicas producidas por los equipos conectados a las redes públicas de baja tensión con corriente de

entrada > 16 A y ≤ 75 A por fase.IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12: Limits - Limits for harmonic currents

produced by equipment connected to public low-voltage systems with input current >

16 A and ¿ 75 A per phase.Véase 4 DC

3 DEFINICIONES, SÍMBOLOS E ÍNDICES

Para los propósitos de esta Norma Mexicana, aplican las definiciones siguientes, así como las definiciones de la NMX-J-550-1-1-ANCE:Para los propósitos de esta parte de la serie IEC 61000, aplican las definiciones siguientes, así como las de la norma IEC 60050-161 (IEV):

Para los propósitos de esta parte de la IEC 61000, las definiciones que se ofrecen en IEC 60050-161 (IEV) y las siguientes son aplicables.

Véase 1 NN, Véase 3 NN

3.1 Definiciones que se relacionan relativas con el al análisis en frecuencia

Notaciones: las notaciones siguientes se utilizan en la presente norma se utilizan las notaciones siguientes para el desarrollo de las series de FourierFourier porque es más fácil medir los ángulos de fase por observación de los cruces por cero:

2


3/7134

f ( t )=c0+∑k=1

∞ck⋅sen( k

Nω1 t+ϕk)

(1)

Con: {ck=|bk+ jak|=√ak

2+bk2 ;

Y C , k=ck

√2;

ϕk=π+arctan(ak

bk), sí bk<0 ; ϕk=arctan(ak

bk) , sí bk>0 ;

ϕk=π2

, sí bk=0 y ak>0; ϕk=−π2

, sí bk=0 y ak<0;

ϕk=0 , sí |bk|≤ε y |ak|> ε;

¿ {con:ε=0 ,05 %×Unom yε=0 ,15 %×I nom¿ {oε=0 ,15 %×U nom yε=0,5 %×I nom ¿ ¿¿¿ (2)

Véase 5 DCCon:

{ck=|bk+ jak|=√ak

2+bk2;

Y C ,k=ck

√2;

ϕk=π+arctan(ak

bk), sí bk<0 ; ϕk=arctan(ak

bk) , sí bk>0 ;

ϕk=π2

, sí bk=0 y ak>0; ϕk=−π2

, sí bk=0 y ak<0;

ϕk=0 , sí |bk|≤ε y |ak|>ε;

¿ {con:ε=0 , 05 %×Unom yε=0 ,15 %×I nom¿ {oε=0 , 05 %×U nom yε=0 ,15 %×Inom ¿ ¿¿¿

Con ε=0 , 05 % Unom y ε=0 ,15 % Inom ; o

ε=0 , 15 % U nom y ε=0,5 % Inom , respectivamente, véase la tabla 1 de la IEC 61000-4-7.

y:

bk=2T N∫0

T N

f (t )×sen (kN ω1 t)dt ¿}ak=2T N∫0

T N

f (t )×cos(kN ω1t )dt ¿}¿¿ (3 )

y: {bk=2

T N∫0

T N

f (t )×sen ( kN

ω1 t )dt

ak=2

T N∫0

T N

f (t )×cos( kN

ω1 t)dt

c0=1

T N∫

0

TN

f (t ) dt

(3)

3


4/7134

NOTA 1: En lLa definición anterior, se ajusta ajusta a cero ϕk para los casos donde bk y ak tienen valores extremadamente pequeños, con propósito la intención de ofrecer lineamientos para los fabricantes de instrumentos. y Debido a debido a que las mediciones de fase con amplitudes muy pequeñas pueden causar desviaciones muy grandes, entonces no hay se establece un requisito específico para la medición en fase de esas señales pequeñas.

En donde:

ω1 ω1 es la frecuencia angular de la fundamental (ω1=2 π×f h ,1ω1=2 π⋅f H , 1 );

T N T N es el ancho (o duración) de la ventana de tiempo; dicha la ventana de tiempo es el es el lapso del tiempo para de una función en el tiempo sobre la cual se desarrolla la transformada de FourierFourier;

c0 es la componente de corriente directa;

ck es la amplitud de la componente con frecuencia f C , k=

kN×f H ,1

;

Y C , k es el valor eficaz de la componente ck ;

f H ,1 es la frecuencia fundamental del sistema de suministro de energía;

k es el número ordinal (orden de la componente espectral) que se relaciona

con la resolución de la frecuencia (f C ,1=1/T N );

N es el número de períodos fundamentales contenidos en que contiene el ancho de la ventana de tiempo; y

ϕk es el ángulo de fase de la línea espectral k .

NOTAS

NOTA 2: 2 Estrictamente hablandoDe manera estricta, estas definiciones son aplicables únicamente para a señales en estado estable. Generalmente, las series de FourierFourier se resuelven digitalmente, es decir, se calculan numéricamente con la transformada discreta de FourierFourier (DFT) o con la transformada rápida de FourierFourier (FFT).

La señal analógica f (t ) que se desea a analizar se muestrea, se convierte de Analógico a Digital (A/D) y se memoriza. Cada grupo de M muestras forma una ventana de tiempo sobre la cual se desarrolla la DFT. De acuerdo con los principios de la expansión de las series de FourierFourier, el

ancho de la ventana T N determina la resolución de la frecuencia f C ,1=1/T N para el análisis (es decir, la separación en frecuencia de las componentes espectrales). Por lo tanto, la ventana de tiempo T N la frecuencia base para el resultado de la transformada. Por consiguiente, el ancho de la ventana T N es un múltiplo entero N del período de la fundamental T 1 de la tensión de alimentación suministro: T N=N×T 1 . La frecuencia tasa de muestreo para este caso es f s=M / (N×T 1) (donde M es el número de muestras dentro de T N ).

Antes del procesamiento de la DFT, las muestras en la ventana de tiempo TNT N se ponderan al multiplicarlas por una función simétrica particular (“función de generación de ventanas”). No obstante, para las señales periódicas y muestreo síncrono, es preferible emplear una ventana con ponderación rectangular que multiplica cada muestra por la unidad.

El procesador procesamiento de la DFT devuelve los coeficientes ortogonales de FourierFourier ak y bk de las componentes de frecuencia espectral correspondientes f C , k=k /T N , k=0 , 1 , 2 .. . M−1 . Sin embargo, solamente los valores k menores o iguales que la mitad del valor máximo son útiles, la otra mitad sólo los duplica.

4


5/7134 Bajo condiciones de sincronizaciónsincronizadas, el orden de la armónicacomponente del orden armónico

h que se relaciona a la frecuencia fundamental f H ,1 fH,1, aparece como la componente espectral se obtiene de orden k, por donde k=h×N k = hN.

23 La Transformada Rápida de FourierFourier (FFT) es un algoritmo especial que permite acortar los tiempos de cálculo. Este Éste requiere que el número de muestras M sea un múltiplo enterouna

potencia entera de 2, por ejemploes decir, M=2iM=2i, con i≥10 i ≥ 10 por ejemplo.

34 Se reemplaza el símbolo la literal Y, y se coloca en su lugar por U para indicar tensiones, así comoo por I se utiliza para corrientes. En el apéndice C se califican la variable como una componente espectral.

3.2 Definiciones que se relacionan relativas con a las armónicas

3.2.1 frecuencia armónica (f H , h fH,h): frecuencia equivalente a un múltiplo entero de la frecuencia

fundamental de la red de alimentacióndel sistema de suministro (f H , h=h×f H , 1).

NOTA: - La frecuencia armónica f H , h es idéntica a la componente de frecuencia f C , k , con dondek=h×N .

3.2.2 orden de la armónica; armónico (nh ): (entero) relación de la frecuencia armónica con la frecuencia fundamental de la tensión l sistema de suministro. En relación con el análisis utilizando la

DFT y sincronizadamente sincronización entre f H , 1 f1 y f S fS (frecuencias de muestreo), el orden armónico h n de la armónica scorresponde a la componente espectrale obtiene por k=h×N n = k / N (k k es el número de la componente de Fourierespectral, N es el número de períodos de la frecuencia fundamental en

la ventana de tiempo T N T1 en TW).

3.2.3 valor eficaz de una componente armónica; Gn (Y H , h ): aquel valor eficaz de una de las componentes que tienen una frecuencia armónica en el análisis de una señal con forma de onda no sinusoidal.

Por brevedadPara mayor facilidad, tal esa componente puede distinguirse nombrarse simplemente como una “armónica”.

NOTAS

1 La componente armónica Y H ,hGn es idéntica a la componente espectral Y C , k C k con k=h×N ;

k = N x n (Y H ,h=Y C ,h×N Gn = CNn). Esta es reemplazadaSe reemplaza el símbolo Y , como sea

requeridasegún se requiera, por el símbolo I In para corrientes o por U Un para tensiones. El subíndice H

califica la variable I o U como armónico.

2 El símbolo C k representa el valor eficaz de la componente espectral Cm para m = k en la ecuación 2. 32 Para los propósitos de esta Norma Mexicananorma, el ancho de la ventana de tiempo tiene un ancho de es

N=10 períodos de la fundamentalN = 12 (sistemas a 60 50 Hz) o N=12 períodos de la fundamental (sistemas a 60 Hz), es decir aproximadamente

200 ms (véase 4.4.1). Lo anterior resulta en Y H , h=Y C ,10×h (sistemas a 50 Hz) y Y H , h=Y C ,12×h (sistemas a 60 Hz)y Gn = C12n (sistemas a 60 Hz).

Véase 8 DR

3.2.4 valor eficaz de un grupo armónico; (Y g,h )Gg,n: raíz cuadrada de la suma de los cuadrados del valor eficaz de una armónica y de las componentes espectrales que le son adyacentes dentro de la ventana de tiempo, dando así lo que resulta en la suma de contenido energético de las líneas espectrales componentes contiguas en la vecindad y de con el de aquella esa misma armónica propiamente dicha. Véase también la ecuación 8 y la figura 4. El orden armónico se proporciona se establece por la armónica consideradaen consideración.

5


6/7134

NOTA - Se reemplaza la literal Y por U para indicar tensiones o por I para corrientes según se requiera.

3.2.5 valor eficaz de un subgrupo armónico; (Y sg, h )Gsg,n: raíz cuadrada de la suma cuadrática de los cuadrados del valor eficaz de una armónica y de sus las dos componentes espectrales que le son directamente adyacentes. A fin Con el propósito de tomar en cuenta considerar el efecto de las fluctuaciones de tensión que ocurren en el transcurso de la operación de tensióndel estudio, un subgrupo de componentes de la salida de la DFT se obtienen entonces mediante la suma del contenido de energíaenergético de las componentes en frecuencia directamente adyacentes a una armónica con aquella el de esa misma armónica propiamente dicha. Véase también la ecuación 9 y la figura 6. El orden armónico se proporciona establece por la armónica consideradaen consideración.

NOTA - Se reemplaza la literal Y por U para indicar tensiones o por I para corrientes según se requiera.

3.3 Definiciones relacionadas a los relativas a factores de distorsión

3.3.1 distorsión armónica total; (THD) (literal: THDY ): indica relación del valor eficaz de la suma

de todas las componentes armónicas Gn (Y H , h) hasta un orden definido específico H (hmax ) sobre el

valor eficaz de la componente fundamental G1(Y H ,1 ).

THDY=√∑h=2

hmax

(Y H , h

Y H , 1 )2

(4)

NOTAS

1 Se reemplaza la literal Y por U para indicar tensiones o por I para corrientes según se requieraEl símbolo G representa el valor eficaz de la componente armónica (véase 3.2.3). Éste es reemplazado, como se requiera, por el símbolo I para corrientes o por el símbolo U para tensiones.

2 El valor de En caso que hmax no se defina en otras normas que se relacionen (serie de normas

IEC 61000-3), entonces hmax=40 H se define en cada Norma Mexicana a la que le concierna los límites (serie NMX-J-550/3).

Véase 1 NN

3.3.2 tasa de distorsión armónica total de grupo; (THDG) (literal: THDGY ): indica la relación

entre del valor eficaz de los grupos armónicos (Y g,h g) y sobre el valor eficaz del grupo asociado que se le asocia con la fundamental

(Y g, 1 ).

THDGY=√ ∑h=hmin

h max

(Y g ,h

Y g,1)2

(5)

En donde:

hmin≥2 .

6


7/7134 NOTAS

1 Se reemplaza la literal Y por U para indicar tensiones o por I para corrientes según se requiera.

2 En caso que hmax y hmin no se definan en otras normas que se relacionen (serie de normas

IEC 61000-3), entonces hmin=2 y hmax=40 .Véase 1 NN

3.3.3 tasa de distorsión armónica de subgrupo; (THDS) (literal: THDSY ): indica el relación del

valor eficaz de los subgrupos armónicos (Y sg, h ) sg con el valor eficaz del subgrupo asociado que se

asocia a con la fundamental (Y sg,1 ).

THDSY=√ ∑h=hmin

hmax (Y sg ,h

Y sg ,1)2

(6)

En donde:

hmin≥2 .

NOTAS


2 En caso que hmax y hmin no se definan en otras normas que se relacionen (serie de normas

IEC 61000-3), entonces hmin=2 y hmax=40 .Véase 1 NN

3.3.4 distorsión armónica parcialmente ponderada; (PWHD) (literal: PWHDH ,Y ): indica el relación del valor eficaz,, ponderado el cual se pondera con el orden armónico h ,n, de un grupo seleccionado de armónicas de orden alto (del orden hmin hasta hmax ), que se selecciona previamente de orden alto (de orden Hmin a orden Hmáx) con el valor eficaz de la fundamental.

PWHDH , Y=√ ∑h=hmin

hmax

h⋅(Y H , h

Y H , 1)2

(7)

7


8/7134NOTAS


2 El concepto de distorsión armónica parcialmente ponderada se introduce a fin de poder con propósito de especificar un solo límite para el conjunto de la introducción de componentes armónicas de orden más alto.

La distorsión armónica de grupo parcialmente ponderada (PWHDg , Y ) puede evaluarse reemplazando al

reemplazar la cantidad literal Y H ,h Gn por la cantidad literal Y g, h Gg,n. La distorsión armónica de subgrupo

parcialmente ponderada (PWHDsg , Y ) se calcula puede evaluarse reemplazando al reemplazar la cantidad

literal Y H ,h Gn por la cantidad literal Y sg, h Gsg,n. El tipo de PWHD (PWHDH , Y , PWHDg , Y o PWHDsg ,Y) se define en cada norma que utiliza el PWHD, por ejemplo las normas en las que se especifican límites (la serie de normas IEC 61000-3).

2 Los valores de Hmin y Hmax se definen en cada Norma Mexicana que le concierna los límites (serie NMX-J-550/3).

3 Los valores de hmax y hmin se definen en cada norma que utiliza PWHDY , por ejemplo, en las normas que establecen límites (serie de normas IEC 61000-3)PWHD se define en la presente Norma Mexicana debido a que se emplea en la NMX-J-550/3-4-ANCE y en la NMX-J-550/3-2-ANCE.

Véase 1 NN

3.4 Definiciones relativas a interarmónicas

3.4.1 valor eficaz de una componente espectral (Y C ,k ): en el análisis de una forma de onda, es aquel cuya frecuencia es un múltiplo del inverso de la duración de la ventana de tiempo.

NOTAS

1 Si la duración de la ventana de tiempo es múltiplo del período fundamental, entonces, solamente algunas de las componentes espectrales tienen frecuencias que son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental.

2 El intervalo de frecuencia entre dos componentes espectrales consecutivas es el inverso del ancho de la ventana de tiempo, para los propósitos de la presente norma, se considera aproximadamente 5 Hz.


3.4.12 valor eficaz de una componente interarmónica (Y C , i ): es el valor eficaz de una componente

espectral, Y C , k≠(h×N ), aquel de una componente espectral de una señal eléctrica cuya con una frecuencia que está comprendida entre dos frecuencias armónicas consecutivas (véase figura 4). Por simplicidad, se nombra como “interarmónica” a dicha componente.

NOTAS

1 La frecuencia de la componente interarmónica se proporciona por la frecuencia de la línea espectral. Esta frecuencia no es un múltiplo entero de la frecuencia fundamental.

2 Se hace la distinción entre “componente interarmónica” y “componente espectral”, debido a que la primera se produce por un equipo como una componente física, por ejemplo a los 183,333 Hz, y la segunda se calcula por la instrumentación como resultado del análisis de la forma de onda, es decir, para un sistema a 50 Hz a una frecuencia de 185 Hz (la frecuencia de la FFT de agrupamiento). La “componente espectral” también es la “componente armónica” para h×N , donde h es un enteroEl intervalo de frecuencia entre dos líneas espectrales consecutivas es el inverso del ancho de la ventana de tiempo, aproximadamente 5 Hz para el propósito de esta Norma Mexicana.

3 Para el propósito de está Norma Mexicana, se permite que la componente interarmónica es la componente espectral Ck para k n x N.

Véase 8 DR

3.4.23 valor eficaz de un grupo interarmónico; Cig,n (Y ig ,h ): aquel valor eficaz de todas las componentes interarmónicas espectrales comprendidas que se encuentran entre dos frecuencias armónicas consecutivas (véase figura 4).

8


9/7134 NOTAS

1 NOTA – Para los propósitos de la presente Norma Mexicanaesta norma, el valor eficaz de un grupo

interarmónico entre los ordenes armónicos h n y h+1 n + 1 se indica designa como Y ig , hpor Cig,n, por

ejemplo, el grupo entre h=5 n = 5 y h=6 n = 6 se indica designa por Cig,5como Y ig ,5 .


3.4.34 valor eficaz de un subgrupo interarmónico centrado; Cisg,n (Y isg , h ): aquel valor eficaz de todas las componentes interarmónicas comprendidas que se encuentran entre dos frecuencias armónicas consecutivas, excluyendo las componentes espectrales cuya frecuencia es directamente adyacente a las frecuencias armónicas (véase figura 6).

NOTAS

1 Para los propósitos de esta norma, el valor eficaz de un subgrupo interarmónico centrado entre los ordenes

armónicos h y h+1 se designa como Y isg , h , por ejemplo, el grupo entre h=5 y h=6 se designa como Y isg , 5 .

2 Se reemplaza la literal Y por U para indicar tensiones o por I para corrientes según se requiera.NOTA – Para los propósitos de la presente Norma Mexicana, el valor eficaz de subgrupo centrado situado entre los ordenes armónicos n y n + 1 se indica por Cisg,n; por ejemplo el subgrupo centrado entre n = 5 y n = 6 se indica por Cisg,5.

3.4.45 frecuencia del grupo interarmónico; fig,n (f ig,h ): promedio de las dos frecuencias

armónicas entre las cuales se sitúa el grupo, es decir, f ig, h=( f H ,h+ f H , h+1) /2.

3.4.56 frecuencia del subgrupo interarmónico centrado; fisg,n (f isg ,h ): promedio de las dos

frecuencias armónicas entre las cuales se sitúa el subgrupo, es decir, f isg ,h=( f H , h+ f H ,h+1) /2 .

9


10/71343.5 Notaciones

3.5.1 Símbolos y abreviaciones

En la presente Norma Mexicananorma, los valores de tensión y de corriente , salvo que se indique lo contrario, son valores eficaces, salvo que se establezca lo contrario.

a coeficiente de amplitud de una función coseno en una serie de Fourier.

b coeficiente de amplitud de una función seno en una serie de Fourier.

c coeficiente de amplitud en una serie de Fourier.

f frecuencia; función.

f C , k frecuencia de la componente espectral de orden k .

f C ,1 frecuencia de la componente espectral de orden 1. La resolución de la frecuencia es igual que esta frecuencia.

f g ,h frecuencia del grupo armónico de orden h .

f sg , h frecuencia del subgrupo armónico de orden h .

f ig,h frecuencia del grupo interarmónico de orden h .

f isg ,h frecuencia del subgrupo interarmónico centrado de orden h .

f H , h frecuencia de la componente armónica de orden h .

f H ,1 frecuencia fundamental del sistema de suministro de energía.

f s tasa de frecuencia.

hmax el orden armónico máximo que se considera.

hmin el orden armónico mínimo que se considera.

j √−1 .

t tiempo de corrimiento.

B ancho de banda.

I corriente (valor eficaz).

M número entero; número de muestras dentro del ancho de la ventana de tiempo.

N número de períodos de la fuente de suministro dentro del ancho de la ventana de tiempo.

P potencia.

T intervalo de tiempo.

10


11/7134

T 1 período fundamental de la fuente del sistema de suministro de energía.

T N ancho de la ventana de tiempo que comprende N períodos de la fundamental.

U tensión (valor eficaz).

Y variable reemplazable por U e I .

Y C , k valor eficaz de la componente espectral de orden k .

Y g,h valor eficaz del grupo armónico.

Y H , h valor eficaz de la componente armónica de orden h .

Y ig , h valor eficaz del grupo interarmónico.

Y isg ,h valor eficaz del grupo interarmónico centrado.

Y sg, h valor eficaz del subgrupo armónico.

ω frecuencia angular.

ω1 frecuencia angular del suministro de energía.

ϕ ángulo de fase.

a amplitud de una componente de una función seno en una serie de Fourierb amplitud de una componente de una función coseno en una serie de Fourier c amplitud de una componente en una serie de Fourierd factor de distorsiónf frecuencia; funciónf1 frecuencia de la fundamentalfs frecuencia de muestreoj √−1p valor de una función de probabilidad acumulativa, expresada como un porcentajet tiempo de ensayox valor muestreadoB ancho de bandaC valor eficaz de la línea espectralD factor de distorsión ponderadoFc componente en frecuenciaH orden del armónico más alto que es tomado en cuentaHz HertzI corriente (valor eficaz)K número de ventanas en un intervalo de 3 sM número entero, número de muestras dentro de la ventana de tiempoN número de períodos dentro de la ventana de tiempoP PotenciaPCA punto común de acoplamientoT intervalo de tiempoT1 período de la fundamentalTW NT1 (ancho de la ventana de tiempo)U tensión (valor eficaz)ω frecuencia angularω1 frecuencia angular de la fundamental

11


12/7134ϕ ángulo de fase

3.5.2 ÍndicesSubíndices

b frecuencia central de la banda.

h número entero de corrimiento para indicar el orden armónico.

k número entero de corrimiento para indicar la componente espectral.Véase 7 DE

m valor medido.

max valor máximo.

min valor mínimo.

o valor filtrado.

g valor del grupo.

sg valor del subgrupo.

i valor interarmónico.

g , h grupo armónico que se relaciona al orden armónico h .

sg ,h subgrupo armónico que se relaciona con el orden armónico h .

ig ,h grupo interarmónico sobre el orden armónico h .

isg , h subgrupo interarmónico centrado sobre el orden armónico h .

og ,h grupo armónico filtrado de orden h .

nom valor nominal.

s valor muestreado.

C valor que se relaciona con la componente espectral.

H armónica.

f frecuencia.

0 componente de corriente directa a la que se relaciona.b frecuencia central de la bandaI número entero corrientek número entero corrientem valor medido; contenido espectral de orden m (no necesariamente un número entero)máx valor máximomín valor mínimon orden del armónico: número corriente (entero)g,n orden del grupo armónico asociado a la armónica de orden ng,1 orden del grupo armónico asociado a la fundamentalsg,n orden del subgrupo armónico asociado a la armónica de orden n

12


13/7134sg,1 orden del subgrupo armónico asociado a la fundamentalig,n grupo interarmónico situado por encima de la armónica de orden nisg,n subgrupo interarmónico centrado, situado por encima de la armónica de orden nnom valor nominal del equipo de mediciónr valor nominal del equipo bajo pruebas Muestreado; sincronizado1 Fundamental

4 CONCEPTOS GENERALES Y REQUISITOS COMUNES PARA TODOS LOS TIPOS DE INSTRUMENTACIÓN

ESPECIFICACIONES GENERALES Y REQUISITOS COMUNES PARA LOS TIPOS DE INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

4.1 Características de la señal a medir

Son adecuados los Se consideran en el campo de aplicación los instrumentos para los tipos de medición siguientes:

a) medición Medición de emisiones armónicas,.

b) medición Medición de emisiones interarmónicas,.

c) mediciones Mediciones por encima del intervalo de frecuencia armónica hasta 9 kHz.

Estrictamente hablandoTeóricamente, la transformada (rápida) de Fourier solamente produce resultados exactos para señales en estado estable. Las señales cuyas amplitudes varían en función del tiempo, no pueden describirse de forma correcta sólo por medio de sus componentes armónicas. Con propósito de obtener resultados de análisis de emisiones armónicas reproducibles, cuando se miden productos con suministro de energía fluctuante y por lo tanto corriente fundamental fluctuante, asimismo, probables niveles de corriente armónica fluctuante, puede utilizarse una combinación de técnicas de promediado y ciclos de medición suficientemente extensos. Por lo tanto, esta norma ofrece un método simplificado que emplea metodologías de promediado (véase 5.5.1). Además, en las normas de emisiones armónicas que hacen referencia a la presente norma, se especifica un período de observación de prueba, con la longitud necesaria para obtener resultados correctos de mediciones y que estén dentro de los niveles de tolerancia.la medición de armónicas sólo puede efectuarse sobre una señal estacionaria y periódica; las señales fluctuantes (señales variantes en función del tiempo) no pueden describirse de manera correcta únicamente por sus armónicas. Sin embargo, a fin de obtener resultados que sean comparables unos con otros, se indica un método simplificado y reproducible para las señales fluctuantes.

4.2 Clases de precisión de los la instrumentacióninstrumentos

Se proponen consideran dos clases de precisión (I y II), para permitir que permiten la utilización el empleo de instrumentos simples y de un costo reducidobajo costo, según considerando las exigencias los requisitos de la aplicación. Para las pruebas sobre las de emisiones, es requisito indispensable la clase superior I es requisito si las cuando las emisiones son cercanas están cercanas a los valores límite (véase también la nota 2 de la tabla 1).

4.3 Tipos de mediciones

Se proporcionan los requisitos para las mediciones armónicas e interarmónicas. También se consideran las mediciones en el intervalo de frecuencias hasta 9 kHz.

13


14/71344.4 Estructura general del instrumento

Es muy probable que De forma regular los nuevos modelos de instrumentos utilicen utilizan la Transformada transformada Discreta discreta de FourierFourier (DFT), para lo cual en los que normalmente recurren a un algoritmo rápido rápido llamado Transformada transformada Rápida rápida de FourierFourier (FFT). Por esta razón, la presente Norma Mexicana norma solo sólo toma en consideración considera esta arquitectura pero no excluye otros principios de análisis (véase 6).

En la figura 1 se observa La la estructura general se representa en la figura 1. Un instrumento puede o no considerar en su totalidad de los bloques y salidas mostrados que se muestran en la figura 1.

4.4.1 Instrumento principal

El instrumento principal comprende:

a) los Ccircuitos de entrada con un filtro anti-distorsión de por traslape,;

b) Convertidor A/D que incluye una unidad de muestreo y retención;

c) Unidad de sincronización y de generación ventana de tiempo, si fuera necesario; y

d) Procesador de DFT que entregue los coeficientes de Fourier ak y bk (“salida 1”).convertidor A/D que incluya un bloque de muestreo y retención,un sistema de sincronización y una ventana de ponderación, si fuera necesario,un procesador de DFT que provea los coeficientes de Fourier am y bm (“salida 1”).

Este instrumento se complementa con módulos especiales dedicados dedicados a a la evaluación de corriente y/o evaluación de tensión.

NOTAS

1 Para más detalles véase 5.5.

2 Para el análisis de armónicas e interarmónicas, la señal f ( t ) , f(t) a a analizar, se pre-procesatrata, a fin para de eliminar las frecuencias superiores a que las del intervalo de funcionamiento del instrumento.

Para una total conformidad con la presente Norma Mexicana, eEl ancho de la ventana debe ser de igual que 12 10 períodos de la fundamental (en para sistemas a 60 50 Hz) o 12 períodos de de la fundamental (para

sistemas de 60 Hz) (T N=[10 o 12 ]×T1≈200 ms ) con una ponderación rectangular y sincronizada con la frecuencia fundamental del sistema de suministro de energía (véase apéndice D). La ponderación de Hanning se permite solamente se permite en el caso de pérdida de sincronización. Esta pérdida de sincronización debe indicarse en el cuadrante del instrumento y los datos así adquiridos que se adquieren bajo esas condiciones deben marcarse y no deben utilizarse para propósitos de evaluación de la conformidad, sin embargo, pueden utilizarse para otros objetivos.

La ventana de tiempo debe sincronizarse con cada grupo de 10 o 12 ciclos conforme a la frecuencia del 60 Hzsistema de suministro de energía de 50 Hz o 60 Hz. La duración entre el flanco ascendente del primer impulso de muestreo y la frontera del flanco ascendente (de orden M+1M+1) del impulso de muestreo (donde M M es el número de muestras; véase 3.5.1) que debe ser igual a que la duración del número de ciclos especificado que se especifican del para el sistema de alimentaciónsuministro de energía, con un error máximo permisible del ± 0,03 %. Los instrumentos que incluyen un lazo de fase cerrado u otro medio de sincronización deben cumplir las exigenciaslos requisitos de precisión y sincronización para medir todas las frecuencias de señal dentro de un intervalo de al menos ± 5 % de la frecuencia nominal del sistema de suministro. Sin embargo, para instrumentos que tengan integrada que tienen una fuente de alimentación, tal que la fuente y el sistema de medición están inherentemente sincronizadosen sincronización, no aplica el requisito para una un intervalo de frecuencia de trabajo de entrada en el intervalo de frecuencia de trabajo , siempre y cuando se cumplan los requisitos para sincronización y precisión de frecuencia.

Véase 8 DR.

14


15/7134La salida (salida 1, véase figura 1) debe proporcionar, para la corriente o para la tensión, los coeficientes individuales am y bm de la DFT, por ejemplo, los valores de cada componente de frecuencia calculada.

15


16/7134

Tensión de entrada

Corriente de entrada

Pre-tratamiento

Instrumento principal

Pre-tratamiento

Generación de frecuencia de

muestreo

Muestreo y conversión DFT

Reagrupamiento

Filtrado

Verificación de conformidad

Entrada para la potencia activa véase nota 1

Salida 1

Salida 2a

Salida 2b

Salida 3

Tensión de entrada


Pre-tratamiento


Pre-tratamiento

Generación de frecuencia de

muestreo


Reagrupamiento

Filtrado

Verificación de conformidad

Entrada para la potencia activa véase nota 1

Salida 1

Salida 2a

Salida 2b

Salida 3

Generador de frecuencia de muestro

Tensión de entrada


Pre-procesamiento


Pre-procesamiento


Agrupamiento

Filtrado

Verificación de la conformidad

Entrada para la potencia activa,

véanse las notas 3 y 4

Salida 3Cumple o no cumple

Salida 1 k,Ckk Y,b,a

Salida 2ah,gY

Salida 2bh,ogY

FIGURA 1– .- Estructura general del instrumento de medición

Una salida adicional, no necesariamente obtenida del bloque de DFT, debe proveer la potencia activa P evaluada sobre la misma ventana de tiempo empleada para las armónicas. Para las mediciones de emisiones armónicas, de acuerdo con NMX-J-550/3-2-ANCE, esta potencia no debe incluir la componente de corriente directa.Una salida adicional que se evalúa sobre la misma ventana de tiempo que se emplea para las armónicas, que no necesariamente se obtiene del bloque de DFT, debe proveer la potencia activa

16


17/7134P. Para las mediciones de emisiones armónicas, de acuerdo con IEC 61000-3-2, esta potencia no debe incluir la componente de corriente directa.

Véase 3 DC. NOTAS

3 La potencia activa P es prevista como una entrada para el proceso de filtrado, no para el proceso de reagrupamientoagrupamiento.

4 La medición de componentes de corriente directa y de la potencia asociada a éstas pueden incluirse como una opción pero no es requerido no es requisito por para esta Norma Mexicananorma.

4.4.2 Módulos de post-tratamientopost-procesamiento

Tal y cComo lo exigen requisito de las Normas Mexicanas normas de emisiones, se realizan las operaciones suplementarias,adicionales a los datos de entrada en partes efectivas del instrumento de medición tales como pueden ser el filtrado y la ponderación de los resultados sin tratamiento, se realizan en los módulos sucesivos del instrumento.

Si el destino de los valores de salida se asocian es la asociación con un valor correspondiente (valores fundamentales, valores declarados o nominales), dicho esta asociación tratamiento debe efectuarse únicamente después de realizar los procedimientos de filtrado adicionales adicionalesque se indican en el párrafo anterior.

17


18/71345 Medición de armónicasMEDICIÓN DE ARMÓNICAS

5.1 Circuito de entrada de corriente

El circuito de entrada debe adecuarse a soportar las corrientes a analizarsea analizar. Éste debe proporcionar la medición directa de las corrientes armónicas. , Ademásademás, es conveniente que éste tenga una alta impedancia a la tensión de entrada en baja tensión la cual puede asociarse con resistencias externas en paralelo (o una combinación de transformadores de corriente con resistencias en paralelo). Las sensibilidades apropiadas ideales de los circuitos de entrada se encuentran en el intervalo de 0,1 V a 10 V, siendo donde 0,1 V es el valor preferidopor preferencia, previendo que para que cumple cumpla con los requisitos indicados que se establecen en 5.3.

NOTA – - Para mediciones de corriente realizadas que se realizan directamente en el circuito, se recomienda, pero no es obligatorio, estipular disponer con los siguientes intervalos nominales de medición de las corrientes de

entrada eficaces I nom Inomsiguientes: 0,1 A; 0,2 A; 0,5 A; 1 A; 2 A; 5 A; 10 A; 20 A; 50 A; 100 A.

La absorción de potencia El consumo del circuito de entrada en de corriente no debe de superar ser menor que 3 VA para los instrumentos de medición de clase II. Para los instrumentos de medición de clase I, la caída de tensión de entrada eficaz de entrada no debe exceder de ser menor que 0,15 V.

Cada circuito de entrada en de corriente debe soportar una sobrecarga permanente de 1,2×Inom 1,2 Inom. y

en presencia de Una una sobrecarga de 10×I nom 10 Inom por espacio de 1 s no debe provocar ningún deterioro.

El aparato de medición debe ser capaz de aceptar las señales de entrada con un factor de cresta hasta de 4 para los intervalos hasta de 5 A eficaces, , 3,5 para el intervalo de 10 A eficaces y 2,5 para intervalos superiores.

Es necesario un indicador de sobrecarga.

Los requisitos de precisión total se establecen en la tabla 1.

Para otros requisitos, véase el capítulo 8.

NOTA –- Una componente de corriente directa a menudo regularmente se asocia con la corriente deformadora distorsionada a medir; esa componente de corriente directa puede producir errores importantes dentro de transformadores de corriente de entrada. Idealmente, el fabricante indica, en las especificaciones del instrumento de medición, la componente de corriente directa máxima admisible, de forma que la influencia del error adicional no sea mayor que la precisión que se establece.tal como una componente de corriente directa puede producir errores importantes dentro de los transformadores de corriente de entrada. El fabricante debe indicar dentro de las especificaciones del instrumento, la componente máxima de corriente directa permisible, de manera que el error suplementario producido no exceda la precisión indicada.

5.2 Circuito de entrada de tensión

El circuito de entrada del instrumento de medición debe ser adecuado soportar a la tensión máxima y la frecuencia nominal de la fuente de tensión a a analizarse y debe conservar sus características y su precisión sin cambio hasta 1,2 veces la máxima tensión máxima. Se considera que Un un factor de cresta de al menos menor o igual que 1,5 se considera es suficiente para las mediciones, excepto para tensiones altamente distorsionadas en redes industriales, para los las cuales puede necesitarse un factor de cresta de al menos menor o igual que 2 puede ser necesario. En cualquier caso, se requiere es necesario de un indicador de sobrecarga.

La aplicación sobre la entrada, por espacio de 1 s, de una tensión de corriente alterna igual a que cuatro veces la tensión nominal de entrada, o la aplicación de pero sin exceder 1 kV eficaz, cualquiera que sea menor, no debe provocar ningún deterioro dentro del instrumento.

18


19/7134Existen muchas tensiones nominales de alimentación comprendidas entre 60 V y 600 V, según la practica local. Para permitir una el uso utilización relativamente universal del instrumento para la mayoría de los sistemas de alimentación, se recomienda diseñar el circuito de entrada para las tensiones nominales siguientes:

a) Unom : 66 V, 115 V, 230 V, 400 V, 690 V para los sistemas a 50 Hz.

b) Unom Unom: 69 V, 120 V, 240 V, 277 V, 347 V, 480 V, 600 V para los sistemas a 60 Hz.Véase 8 DR.

NOTAS

1 En asociación con los transformadores de tensión externos, puede ser útil considerar otros intervalos

adicionales para tal propósito intervalos adicionales pueden también ser útiles (tal como 100 V, 100/√3 V, 110 /√3 V)

2 Las entradas de con sensibilidad más elevada (0,1 V; 1 V; 10 V) son útiles para operación con transductores sensores externos. Es conveniente que los el circuitos de entrada y de corriente sea n capaces de aceptar capaz de soportar una señal de entrada con un factor de cresta igual o menor menor o igual que que 2.

El consumo La absorción de potencia del circuito de entrada no debe sobrepasar de debe ser menor o igual que 0,5 VA a 230 V. Si se proporcionan entradas con elevada sensibilidad (inferiores a menores que 50 V), su resistencia de entrada debe ser ser de al menos menor o igual que 10 10 k/V.

Es conveniente tomar en consideración considerar que el valor elevado de la tensión fundamental (a la frecuencia de alimentación), comparado en comparación con otras componentes de la tensión a medir, no produzcan una sobrecarga que cause daños o errores de señales de intermodulación dentro de en las etapas de entrada del instrumento. Los errores causados que se ocasionan de esta esa manera deben ser inferiores a la precisión indicadaasignada. Debe contar con un indicador de sobrecarga.

5.3 Requisitos relativos a la precisión

Se sugieren dos clases de precisión para la instrumentación destinada que se destina a la medición de componentes armónicas. Los errores máximos permisibles indicados que se establecen en la tabla 1 se refieren a señales mono-frecuencia y en estado estable, dentro del intervalo de frecuencias de operación, aplicadas , que se aplican al instrumentos dentro de lass condiciones de funcionamiento asignadas e indicadas por que asigna e indica el fabricante (intervalo de temperatura, intervalo de humedad, tensión de alimentación del instrumento, etcentre otras.).

NOTA – Cuando se prueban aparatos conforme a la NMX-J-550/3-2-ANCE, los términos que denotan la incertidumbre están unidos con los límites admisibles (5 % de los límites admisibles) o a la corriente nominal ( Ir) del aparato de prueba (0,15 % Ir), conservándose el valor más grande. Es conveniente considerar elegir el correcto el intervalo de corriente de entrada del instrumento de medición. NOTA – Cuando se prueban aparatos conforme a IEC 61000-3-2, los términos de la incertidumbre se relacionan con los límites admisibles (5 % de los límites admisibles) o a la corriente asignada (Ir) del aparato bajo prueba (0,15 % Ir), y se conserva el valor más grande entre éstos. Se recomienda considerar lo anterior cuando se elige intervalo de corriente de entrada del instrumento de medición.

Véase 3 DC.

19


20/7134

20


21/7134TABLA 1.- Requisitos de precisión para las mediciones de corriente, de tensión y de potencia

Clase Medida Condiciones Error máximo

I

TensiónUm 1 % Unom

Um≥1 % ×Unom

Um<1 % ×U nomUm < 1 % Unom

5 % Um± 5 % ×Um

±0 , 05 % × Unom 0,05 % Unom

Corriente

I m≥3 % × I nomI m<3 % × Inom Im 3 % Inom

Im < 3 % Inom

± 5 % × Im

± 0 ,15 % × I nom 5 % Im

0,15 % Inom

PotenciaPm≥150 W

Pm<150 WPm 150 WPm < 150 W

± 1 % × Pm

± 1,5 % W 1 % de Pnom

1,5 W

II

Tensión

Um≥3 % ×UnomUm<1 % × U nom Um 3 % Unom

Um < 3 % Unom

± 5 % ×Um

± 0 , 15 % × Unom 5 % Um

0,15 % Unom

Corriente

I m≥10 % × I nomI m<10 % × I nom Im 10 % Inom

Im < 10 % Inom

± 5 % × Im

± 0,5 % × I nom 5 % Im

0,5 % Inom

I nom Inom: Intervalo de corriente nominal del instrumento de medición.Unom Unom: Intervalo de tensión nominal del instrumento de medición.Um , Im y Pm Um e Im: Valores medidos NOTAS

1 – Los instrumentos de clase I se recomiendan cuando son necesarias mediciones precisas, tal como aquellascomo aquellos que permiten probar la conformidad con Normas Mexicanasnormas, para resolver disputas, etcentre otros. Cualesquiera Dos dos instrumentos cualquiera que cumplan de conformidad con los requisitos de la clase I, cuando se conecten conectan a la misma señal, deben producir producen resultados comparables dentro de los límites especificados específicos de precisión (o indicando indican una condición de sobrecarga).

2 – Los instrumentos de clase I se recomiendan para las mediciones de emisión. La clase II se recomiendan para las mediciones generales, pero también pueden emplearse para mediciones de emisión si los valores son tales que, aunque permitan una incertidumbre elevada, sea claro que los límites no se exceden. En la practicapráctica, esto significa que los valores medidos deben ser son menores del que 90 % de los límites permitidosadmisibles.

3 – Adicionalmente, para los instrumentos de clase I, es conveniente que el desfase entre los canales individuales debe ser más pequeño que sea menor que h×1° n x 1º.

Las frecuencias situadas que están afuera fuera del intervalo de medición del instrumento deben atenuarse de manera que no puedan afectarse afecten los resultados. Para obtener la atenuación apropiadaideal, el instrumento puede muestrear la señal de entrada a una frecuencia mucho más alta mayor qué que el las del intervalo de medición. Por ejemplo, la señal analizada bajo análisis puede tener componentes que excedan superiores a los 25 kHz, pero solamente se toman en cuenta se consideran las componentes hasta los 2 kHz. Debe utilizarse un filtro pasa bajas anti-distorsión de traslape, con una frecuencia de corte a – -3 dB superior al intervalo de medición. La atenuación dentro de la banda de corte debe superar los 50 dB.

NOTA – - Por ejemplo, un filtro Butterworth de 5º orden alcanza una atenuación de 50 dB en aproximadamente tres veces la frecuencia de corte de – -3 dB.

Cuando es necesario evaluar con una incertidumbre mínima las armónicas de orden superior a mayor que 15 y con una corriente nominal superior a mayor que 5 A, se recomienda, utilizar derivaciones externas o transductores sensores de corriente acoplados para dar ofrecer un intervalo igual a la corriente nominal del equipo probadobajo prueba.

Para los instrumentos destinados que únicamente miden únicamente a la medición de armónicas, solamente aplican los requisitos de precisión a para componentes armónicas.

Para alcanzar la precisión establecida que se establece en la tabla 1,, puede ser necesario un ajuste simple del instrumento en el modo de calibración interna o externa, conforme al paso de a las indicaciones

21


22/7134proporcionadas que proporciona por el fabricante. Debe especificarse la incertidumbre del calibrador (si es interno).

El fabricante debe indicar los errores debidos a los factores de influencia más importantes (temperatura, tensión auxiliar de alimentación, etc.entre otros) para el instrumento mismo y para el calibrador interno, si este éste es proporcionadose proporciona.

22


23/7134

23


24/71345.4 Configuración de medición para la evaluación de emisionesy fuente de suministro de ensión

5.4.1 Configuración de medición para evaluación de emisiones.

La configuración de medición se muestra establece en las figuras 2 y 3.

Fuente de suministro de tensión

Equipo bajo prueba

L

sU

N

LU

LZ

NZ

NU

U

FUENTE

ZL

ZN

US

LEBP

UL

UN

U

N

FUENTE

ZL

ZN

US

LEBP

UL

UN

U

N

Leyenda:

U s US Tensión fase-neutro de la fuente.

U U Tensión en las terminales del EBP.

ZL, N ZL,N Impedancia del cableado y del transductor sensor de corriente.

EBP Equipo bajo prueba.

ΔU UL Caída de tensión a través de ZL ZL y ZN ZN

(ΔU=ΔU L+ΔU N U = UL + UN ). L Conexión a la fase.

N Conexión al neutro.

FIGURA 2. – Configuración para la medición de emisiones monofásicas

Fuente de suministro de tensión

Equipo bajo

prueba

3L

2L

1L

sU

N

LU

LZ

LZ

LZ

NZ

U

NU

Leyenda:

U s Tensión fase-neutro de la fuente.

U Tensión en las terminales del EBP.

ZL, N Impedancia del cableado y del sensor de corriente.

EBP Equipo bajo prueba.

ΔU Caída de tensión a través de ZL y ZN

(ΔU=ΔU L+ΔU N ).

L1−3 Conexión a las fases.

N Conexión al neutro.

Leyenda

US Tensión fase-neutro de fuenteU Tensión en las terminales de EBPZL,N Impedancia del cableado y del transductor

de corrienteEBP Equipo bajo pruebaUL Caída de tensión a través de Z

UL +L1-3 Conexiones de las fasesN Conexión al neutro

24


25/7134

FUENTE

ZL

US

L3

EBP

UL

ΔUN

U

ZNL2

ZLL1

ZNN

FUENTE

ZL

US

L3

EBP

UL

ΔUN

U

ZNL2

ZLL1

ZNN

FIGURA 3. - Configuración para la medición de emisiones trifásicas

5.4.2 Fuente de suministro de tensión para evaluación de emisiones

5.4.2.1 Generalidades

Durante el desarrollo de las mediciones para la evaluación de las armónicas, hasta orden 40, de la fundamental, la tensión de prueba U en las terminales del EBP debe cumplir con los requisitos que se enuncian a continuación.

25


26/71345.4.2.2 Requisitos para equipos con corriente de entrada menor o igual que 16 A por fase

Los equipos con corriente de entrada menor o igual que 16 A por fase deben cumplir con los requisitos siguientes:

Durante el tiempo en que las mediciones se realizan, la tensión de prueba U en las terminales del EBP deben cumplir los requisitos siguientes:

a) Durante la prueba, la la estabilidad de de larga duración de la tensión de prueba debe mantenerse dentro del ± 2 % del valor seleccionado y la frecuencia debe mantenerse dentro del ± 5 % del valor seleccionado. Si el EBP tiene un intervalo de tensión de alimentación indicadoespecífico, la tensión de prueba debe corresponder a con la tensión nominal del sistema de suministro esperado que alimenta a alimentar al equipo (por ejemplo, 230 V línea-neutro, correspondiente a 400 V línea-línea ó 120 V línea-neutro correspondiente a 220 V línea-línea). Para facilitar las mediciones, En en el caso de una conexión trifásica, tres hilos, puede emplearse un punto neutro artificial realizado a partir con de tres resistores acoplados dentro del 1 % si el en caso de no contar con el conductor de neutro no esta disponible a partir de la fuente. El objeto propósito del punto neutro artificial es permitir que las mediciones de tensión y de potencia por fase sean realizadasse desarrollen en una configuración fase-neutro, así como también asimismo en el caso de una configuración fase-neutro que entre fasesentre fases. En el transcurso de las pruebas de emisión, los errores introducidos que se introducen dentro de en las mediciones de las corrientes del EBP, debido al efecto de carga de la parte designada al vóltmetrovoltímetro del instrumento y de cualquier instalación de red artificial red de neutro artificialde neutro instalada, no deben exceder deben ser menores que 0,05 %,%;

Véase 4 NN, Véase 1 DCNOTA – - En muchos casos no se requiere de la red artificial de neutrored de neutro artificial, pero si este fuera el casosin embargo en caso de ser necesaria, pueden emplearse varios métodos. Ésta puede obtenerse a través de las tres impedancias de entrada de los voltímetros del instrumento de medición. Alternativamente, En ciertos casos, el neutro artificial puede efectivamente consistir del de la combinación de los efectos efecto combinado de una red explicita y de las impedancias de entrada de los vóltmetrosvoltímetros del instrumento de medición. También puede suceder que la red de neutro artificial, si es que existe, y las impedancias Esto es igualmente posible en la red de neutro artificial, si está presente, y las impedancias de entrada de los vóltmetrosvoltímetros estén conectadas de manera que no puedan introducir errores dentro de las mediciones de corriente (debido a que la carga que ocurre en el lado de la fuente del transductor de corriente). En otros casos nuevamente, los errores debidos a la carga de redes de neutro artificial y de las impedancias de entrada de los vóltmetrosvoltímetros del instrumento, pueden compensarse de manera adecuada por lazos cerrados de retroalimentación dentro de la fuente, de manera que los errores, que de otra forma pueden introducirse, no deben ocurrirocurran. Muchas oOtras configuraciones pueden ser satisfactorias, previendo que no siempre y cuando no se excedan las incertidumbres especificadaque se especificas.

b) en En el caso de una alimentación trifásica, las tres tensiones de fase deben tener una relación de fase de 0o0°; 120º ± 1,5º; 240º ± 1,5º, ;

c) la La distorsión armónica de tensión de la tensión de prueba prueba U U del EBP no debe exceder ser menor que los valores siguientes, con el EBP conectado y operando en operación bajo las condiciones de prueba especificadas:

1) 0,9 % para un armónico de orden 3,.

2) 0,4 % para un armónico de orden 5., 3) 0,3 % para un armónico de orden 7., 4) 0,2 % para un armónico de orden 9., 5) 0,2 % para armónicos pares de orden 2 a 10., 6) 0,1 % para armónicos de orden 11 a 40.,

d) el El valor cresta de la tensión cresta de prueba debe estar dentro del intervalo de 1,404 veces a 1,424 veces su valor eficaz y debe alcanzarse entre 87º y 93º después del cruce por cero,; y

26


27/7134

e) la La caída de tensión ΔU U a través de la impedancia del transductor de corriente y del cableado no debe exceder ser menor que una tensión cresta de 0,5 V.

5.4.2.3 Requisitos para equipos con corriente de entrada mayor que 16 A y menor o igual que 75 A por faseLa potencia del equipo debe medirse empleando la tensión U de la figura 2 o de la figura 3 en las terminales del EBP, y con la corriente dentro del EBP. Para fuentes que incluyan el transductor de corriente, la potencia del equipo debe medirse empleando la tensión en las terminales de salida de la fuente y la corriente entrando al EBP. En este caso, la tensión debe medirse en el lado del EBP del transductor de corriente, en la suposición de que la fuente se regula en sus terminales de salida.

a) La tensión de salida U debe ser la tensión asignada del equipo bajo prueba. En el caso de un intervalo de tensión, la tensión de salida debe ser una tensión nominal del sistema de suministro de acuerdo con la IEC 60038 (por ejemplo, 120 V o 230 V para sistema monofásico o 400 V fase a fase para sistema trifásico). Para facilitar las mediciones, en el caso de una conexión trifásica, tres hilos, puede emplearse un punto neutro artificial a partir de tres resistores acoplados dentro del 1 % en caso de no contar con el conductor de neutro de la fuente. El propósito del punto neutro artificial es permitir que las mediciones de tensión y de potencia por fase se desarrollen en una configuración fase-neutro, asimismo en una configuración entre fases. En el transcurso de las pruebas de emisión, los errores que se introducen en las mediciones de las corrientes del EBP, debido al efecto de carga del voltímetro del instrumento y de cualquier instalación de red de neutro artificial, deben ser menores que 0,05 %;

Véase 5 NN, Véase 1 DC. b) La tensión de salida debe mantenerse dentro de ±2,0 % del valor nominal y la

frecuencia dentro de ±0,5 % del valor nominal;

c) En el caso del suministro trifásico, el desbalance debe ser menor que 50 % del límite de compatibilidad de desbalance de tensión que se establece en IEC 61000-2-2;

Véase 2 DC d) La distorsión armónica de la salida de tensión U en la condición de no carga, debe

ser menor que los valore siguientes:

1) 1,5 % para un armónico de orden 5.

2) 1,25 % para un armónico de orden 3 y 7.

3) 0,7 % para un armónico de orden 11.

4) 0,6 % para un armónico de orden 9 y 13.

5) 0,4 % para armónicos pares de orden 2 a 10.

6) 0,3 % para armónicos de orden 12 y 14 a 40.

e) Para la correcta aplicación de las tablas 2 y 3 de IEC 61000-3-12, la impedancia de la

fuente de suministro debe ser tal, que la relación de cortocircuito R sce (como se

define en IEC 61000-3-12) sea igual o mayor que el valor mínimo de R sce (R sce min ), asegurando el cumplimiento del equipo con la posible implementación de inductores. Para la correcta aplicación de la tabla 4 de IEC 61000-3-12, la impedancia de la fuente

de suministro debe ser tal que R sce sea mayor o igual que 1,6 veces el valor mínimo

de R sce , asegurando el cumplimiento del equipo con la posible implementación de inductores; y

27


28/7134

NOTA 1 - El factor 1,6 se propone para considerar que si un equipo se conecta a una fuente de suministro con Rsce

mayor que R sce min , entonces las emisiones de corrientes armónicas se incrementan. Las tablas 2 y 3 de IEC 61000-3-12 ya incluyen la tolerancia necesaria para esta situación, por lo que se considera que no es necesario

aplicar una tolerancia mayor para la Rsce que se utiliza en las pruebas.Véase 4 DC.

f) La impedancia del transductor de corriente y la impedancia del cableado se incluyen en la impedancia de la fuente de alimentación.

NOTA 2 - Los valores de impedancia y distorsión que se ofrecen anteriormente, se eligen como un compromiso, considerando que fuentes de mayor calidad de capacidad alta de corriente son poco frecuentes. La repetibilidad de los resultados, cuando se utilizan distintas fuentes de alimentación, puede ser prácticamente nula al utilizar los valores de distorsión y de impedancia que se ofrecen previamente. La repetibilidad, al utilizar la misma fuente es aceptable. Por lo tanto, se recomienda utilizar una fuente de alimentación con distorsión armónica e impedancia bajas.

28


29/71345.4.3 Potencia del equipo

La potencia del equipo, en caso de ser necesaria, debe medirse utilizando la terminal de tensión U del EBP que se muestra en la figura 2 o figura 3, mientras que la corriente se mide en el equipo bajo prueba. Para las fuentes que incluyen la parte del transductor de corriente, la potencia del equipo debe medirse utilizando la tensión en las terminales de salida de la fuente de alimentación y la corriente del EBP. Para este caso, la tensión debe medirse en el lado del EBP, en la parte del transductor de corriente, considerando que las salidas de la fuente de alimentación están reguladas.

5.5 Evaluación de emisión de armónicas

Los párrafos siguientes describen a los módulos de post-procesadopost-procesamiento de la figura 1.

5.5.1 ReagrupamientoAgrupamiento y filtrando

Para evaluar las armónicas, la salida 1 (salida 1, véase la figura 1) de la DFT primero es reagrupada primeramente se agrupa para constituir la suma de los cuadrados de las líneas componentes intermedias entre dos armónicas adyacentes de acuerdo ade acuerdo con la ecuación 8, tal como se visualiza en la figura 4. Solamente deben utilizarse componentes intermedios que están por encima de la armónica de segundo orden. El grupo armónico resultante de orden h n (correspondiente a la línea

componente centrada central en el área achurada) es de amplitud Y g,h Gg,n (valor eficaz)(para un sistema a 50 Hz esta amplitud es igual que la raíz cuadrada de la suma del cuadrado del valor del grupo armónico entero, mas los valores al cuadrado de los grupos adyacentes desde n−4 hasta n+4 , mas la mitad de los valores al cuadrado del grupon−5 y del grupon+5 )..

Y g, h

2 =12⋅Y C ,( N×h )−N /2

2 + ∑k= (−N/2)+1

(N /2 )−1

Y C , (N×h )+k2 + 1

2⋅Y C , (N×h )+N /2

2

(8)

NOTA - Para la esta ecuación, sólo se consideran las componentes intermedias superiores al segundo orden.

Gg, n

2 =Ck−5

2

2+∑

i=−4

4

Ck+i2 +

Ck+52

2 {sistemas a 50 Hz} (8)

Gg, n

2 =Ck−6

2

2+∑

i=−5

5

Ck+i2 +

Ck+62

2 {sistemas a 60 Hz}

En estas ecuaciones, Y C , (N×h )+k Ck+1 es el valor eficaz de la componente espectral correspondiente a una

salida de grupo binaria (línea componente espectral) de la DFT, y( N×h )+k Gg,n es el orden de las

componentes espectrales y Y g,h es el valor eficaz resultante del grupo armónico.Véase 7 DE, Véase 8 DR.

29


30/7134

Orden armónico

Salida DFT

Grupo armónico

Grupo interarmónico

2h 4h

h 1h 2h 4h

CY

3h 5h 6h

n + 1Orden armónico n n + 6n + 3 n + 5n + 2 n + 4

n + 2 n + 4


Grupo armónico

Salida DFT

C

n + 1Orden armónico n n + 6n + 3 n + 5n + 2 n + 4

n + 2 n + 4


Grupo armónico

Salida DFT

C

FIGURA 4. – Ilustración Representación de grupos de armónicaos e interarmónicosinterarmónicas (se muestran los correspondientes a una alimentación a 50 Hz)

(representando aquí para una alimentación a 50 Hz)

NOTA – - El reagrupamientoagrupamiento de interarmónicas se ilustra en la figura 4 únicamente para clarificar las definiciones (véase apéndice A para la evaluación de las corrientes interarmónicas).

La señal debe filtrarse Debe efectuarse un filtrado de la señal sobre el valor eficaz Y g,h Gg,n de cada orden armónico, de acuerdo a con la ecuación 8 (salida 2ª 2a de la figura 1), con la ayuda de un equivalente digital de utilizando un filtro pasa bajas digital pasa bajas de primer orden con una constante de tiempo de 1,5 s, tal como se ilustra en la figura 5.

PY h,g o 1SUM

1z

oh,og PY o

Suma 1 /

z-1

Entrada SalidaSuma 1 /

z-1

Entrada Salida

30


31/7134

FIGURA 5. – Realización Construcción de un filtro pasa bajas digital: z−1

z-1 designando designa un retardo retraso en la ventana de tiempo, α y β son los coeficientes del filtro (véase la tabla 2 para

los valores)

TABLA 2.- Coeficientes para el filtrado en función del ancho de la ventana

Frecuencia Número de ciclos N dentro de la ventana

Frecuencia de muestreo (del filtro digital pasa bajas)

ms

α β

50 10 1/200 ms 8,012 7,01260 12 1/200 ms 8,012 7,01250 16 1/320 ms 5,206 4,20660 16 1/267 ms 6,14 5,14

NOTA – Los coeficientes para las ventanas de 10 ciclos a 12 ciclos y la frecuencia de muestreo son datos en referencia a la figura 5.Véase 8 DR.

31


32/7134Para la componente fundamental G1 (si fuera requerido, como por ejemplo, para clase C en la NMX-J-550/3-2-ANCE y eventualmente por los factores de distorsión), debe realizarse el mismo filtrado del valor eficaz G1

proveniente de la salida 1.

Para la componente fundamental Y H ,1 (sí así se requiere, por ejemplo, para la clase C de la IEC 61000-3-2 y

posiblemente para los factores de distorsión), debe realizarse el mismo filtrado del valor eficaz de Y H ,1 que proviene de la salida 1.

Véase 3 DC.

Si los límites de emisión incluyen los factores de distorsión THDY o PWHDH ,Y que se derivan de los

componentes armónicos Y H ,h , de acuerdo con 3.3, entonces deben calcularse utilizando los valores de la salida 1.

Si los límites de emisión incluyen los factores de distorsión THDGY , THDSY , PWHDg ,Y o PWHDsg ,Y que se

derivan del grupo de valores de componentes armónicos Y g,h o Y sg, h , de acuerdo con 3.3, entonces deben calcularse utilizando los valores de la salida 2a.

En caso de que algunas normas necesiten el filtrado de los factores de distorsión que se citan previamente, debe utilizarse un filtro digital equivalente de primer orden paso-bajo, con una constante de tiempo igual que 1,5 s, como se muestra en la figura 5 y con los coeficientes de la tabla 2.

Para la potencia activa P y el factor de potencia (si fuera necesario, como por ejemplo por la clase C y D de la NMX-J-550/3-2-ANCE), debe realizarse un filtrado similar del modulo de la potencia activa de los valores de la potencia activa proveniente de la salida 1.Para la potencia activa P y el factor de potencia (si fuera necesario, por ejemplo, para la clase C y D de la NMX-J-610/3-2-ANCE), debe realizarse un filtrado similar del modulo de la potencia activa y del factor de potencia.

Véase 3 DC. NOTA – El modulo se elige a fin de adaptarse a los sistemas regeneradoresPuede utilizarse un watthorímetro externo

siempre y cuando se mida la potencia activa P con una resolución del tiempo de aproximadamente 200 ms. Por lo tanto, se recomienda que exista una entrada para un watthorímetro externo en el bloque de filtrado, véase la figura 1.

Para la coordinación con las campañas de medición de tensión armónica (véase IEC 61000-4-30), es altamente recomendable proveer un tipo de filtrado mayor, en donde la salida se calcula a partir de las componentes como un valor eficaz sobre 15 ventanas de tiempo continuas, de acuerdo con la ecuación 8, y que se actualizan, ya sea, en cada ventana (aproximadamente cada 200 ms) o cada 15 ventanas de tiempo (alrededor de 3 segundos cada conjunto).Para coordinar con las campañas de medición de tensión armónica, es altamente recomendado proveer un tipo suplementario de filtrado, donde la salida se calcula como la media de las componentes definidas por la ecuación 8 sobre 15 ventanas temporales contiguas, actualizando ya sea cada ventana temporal (cerca de cada 200 ms) siendo todas las 15 ventanas temporales (cerca de cada 3 s).

32


33/71345.5.2 Conformidad con los límites de emisiones

La evaluación de la conformidad con respecto a los límites de emisiones (salida 2b) debe realizarse por un tratamientoprocesamiento estático estadístico de los datos conforme a las condiciones indicadas que se establecen en de las Normas Mexicanas normas de familiaapropiadas, como la pueden ser la NMX-J-550/3-2-ANCEIEC 61000-3-2, la IEC 61000-3-6, la IEC 61000-3-12 y la IEC 61000-4-30.

Véase 3 DC, Véase 4 DC.Si los límites de emisiones incluyen factores de distorsión (otros que la THD) descritos en 3.3, estos deben calcularse empleando los valores de la salida 2a.

5.6 Evaluación de subgrupos armónicos de tensión

El análisis por medio de la transformada de FourierFourier supone que la señal es estacionaria. Sin embargo, la amplitud de la tensión del sistema de suministro puede fluctuar, difundiendo lo que propaga así la energía de las componentes armónicas a las frecuencias interarmónicas de las componentes espectrales adyacentes. Para una evaluación más precisa mejorar la precisión de evaluación de la tensión, las

componentes de salida UC ,k Ck, en la salida por cada 5 Hz de la DFT, para cada 5 Hz, se deben reagrupar agruparse conforme a la ecuación 9 y a la figura 6.

Y sg,h2 =∑

k=−1

1

Y C , (N×h )+k2

(9)

Véase 7 DE.

Orden armónico

Salida DFT

Subgrupo armónico

Subgrupo interarmónico

centrado2h 4h

h 1h 2h 4h

CY

3h 5h 6h

Orden armónico

n + 1n n + 6n + 3 n + 5n + 2 n + 4


centrado

Subgrupo armónico

C

Salida DFT

n + 2 n + 4

Orden armónico

n + 1n n + 6n + 3 n + 5n + 2 n + 4


centrado

Subgrupo armónico

C

Salida DFT

n + 2 n + 4

FIGURA 6. – Ilustración Representación de un un subgrupo armónico y de un subgrupo interarmónico centrado

(de se muestran los correspondientes a una alimentación a 50 Hz)

NOTA -– Otros Pueden consultarse otros procedimientos de filtrado para evaluar la tensión de los subgrupos se especifican en el documento BB.2 del apéndice BBIEC 61000-4-30.

33


34/7134Véase 6 NN.

6 Otros principios de análisisOTROS PRINCIPIOS DE ANÁLISIS

El hecho que el la presente documento norma especifique un instrumento de referencia que utiliza utilizando una DFT como instrumento de referencia, no excluye la aplicación de otros principios de análisis, tal como como pueden ser bancos de filtros (digitales) o uaún otros principios de análisis tal como análisis de Wavelet.

Por otro ladoAdemás, y en particular para los instrumentos de costo reducidocosto bajo, puede considerarse una ventana de tiempo más corta, posiblemente de solo un período de duración. Sin embargo, tales instrumentos de medición no deben emplearse para evaluar la conformidad con los límites de emisión de señales no estacionarias con los límites de emisión; estas señales no pueden evaluarse de esta manera.

Las características características técnicas de los instrumentos basados que se basan sobre otros principios de análisis deben mencionar especificar el intervalo de incertidumbre causado que se origina por todos los factores de influencia, incluyendo inclusive las características no estacionarias de la señal, el fenómeno de distorsión de traslape y la falla de sincronización. La incertidumbre debe ser tal que se cumplan Deben cumplirse los requisitos del capítulo 5 con esa incertidumbre.

7

Período de transiciónPERÍODOD DE TRANSICIÓN

Sin contenidoLa aplicación del método de agrupamiento, en particular para las cargas fluctuantes, es recomendable. Sin embargo, para los períodos de transición, se permite utilizar instrumentos de medición que se basan en los requisitos que se establecen en la IEC 61000-4-7 (1991)1) . No obstante, las mediciones que se realicen con esos instrumentos deben registrarse en el informe de pruebas con la leyenda “Instrumentación de medición conforme a la IEC 61000-4-7, 1991”.

NOTA - El período de transición es necesario, porque los cambios en IEC 61000-3-2 e IEC 61000-3-12 se utilizan para varios equipos antes de la aplicación del enfoque de agrupamiento (por ejemplo, los que utilizan control multiciclo simétrico), como se explica en 5.5.1.

Véase 3 DC, Véase 4 DC.Para las mediciones que se realizan con instrumentos que usan ventanas de 16 ciclos de acuerdo con IEC 61000-4-7 1991, el procedimiento de filtrado debe modificarse conforme con a las entradas de la tabla 2 (salida 2b de la figura 1). El filtro debe diseñarse de acuerdo con la figura 5.

Véase 6 DC.

8 GeneralidadesGENERALIDADES

El fabricante debe especificar las condiciones de funcionamiento asignadas del equipo de medición y eventualmente la amplitud del error introducido que introducen por los cambios ensiguientes:

a) temperaturaTemperatura,.

b) humedadHumedad,.

c) tensión Tensión de alimentación del instrumento y la serie de perturbaciones asociadasque se le asocien,.

d) la tTensión perturbadora en modo común entre la conexión de puesta a tierra del instrumento, sus circuitos de entrada y la tensión de alimentación auxiliar,.

e) las dDescargas electrostáticas,.

1 ) IEC 61000-4-7:1991, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4: Testing and measurement techniques - Section 7: General guide on harmonics and interharmonics measurements and instrumentation, for power supply systems and equipment connected thereto.

34


35/7134

f) los cCampos electromagnéticos radiados.

NOTA – - Durante la aplicación del documento la norma BB.4 IEC 61010-1 del apéndice BB y en lo que concierne a las prescripciones los requisitos de seguridad y de aislamiento, es conveniente tomar en cuenta considerar que los circuitos de entrada (tanto de en tensión como en en corriente) pueden conectarse directamente a las tensiones de alimentación.

Véase 7 NN.

35


36/7134

9 BIBLIOGRAFÍA

IEC 61000-3(todas las partes), Compatibilidad electromagnética (EMC) – Parte 3: Límites

IEC 61000-3-4:1998, Compatibilidad electromagnética (EMC) – Parte 3-4: Límites – Limitación de emisiones de corrientes armónicas en sistemas de suministro de baja tensión para equipo con corriente de entrada mayor de 16 A.

IEC 61000-4-30, Compatibilidad electromagnética (EMC) – Parte 4-30: Técnicas de prueba y medición – Métodos de medición de calidad de la energía1).

IEC 61010-1: 2001, Requisitos de seguridad para equipo eléctrico para medición, control uso de laboratorio – Parte 1: Requisitos generales.

CISPR 16-1: 1999, Especificaciones para aparatos de medición de radio interferencia e inmunidad y métodos – Parte 1: Aparatos de medición de radio interferencia.

10 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES

Esta Norma Mexicana no es equivalente (MOD) con respecto a la Norma Internacional IEC 61000-4-7 (2002-08), Electromagnetic Compatibility (EMC) – Part 4-7: Testing and measurement techniques – General guide on harmonics and interharmonics measurement and instrumentation, for power suply systems and equipment connected thereto.

Difiere en las desviaciones nacionales contenidas en las hojas correspondientes al inicio de esta norma.

Las desviaciones nacionales son el resultado de:

a) las diferencias en los valores de tensión nominal con la norma internacional debido a la infraestructura de los sistemas de suministro de energía eléctrica utilizados en nuestro país,

b) las diferencias en la frecuencia nominal con la norma internacional debido a la infraestructura de los sistemas de suministro de energía eléctrica utilizados en nuestro país,

c) las diferencias en el capítulo 7, período de transición, con la norma internacional, debido a que éste no aplica a la presente Norma Mexicana por tratarse de la adopción de la segunda edición de la norma internacional.

1) Por publicarse36


37/7134APÉNDICE A

(Informativo)

MEDICIÓN DE INTERARMÓNICAS

Las componentes espectrales que se encuentran en un intervalo entre dos frecuencias armónicas consecutivas, son el resultado de una señal que contiene componentes interarmónicas. Las componentes interarmónicas provienen tienen son producto principalmente de dos fuentes principalmente:

a) las vVariaciones de la amplitud y/o del ángulo de la fase de la componente fundamental y/o de las componentes armónicas, por ejemplo, los inversores, .

b) los cCircuitos de electrónica de potencia con las frecuencias de conmutación no sincronizadas con la frecuencia de la fuente de alimentaciónsuministro de energía, por ejemplo, las fuentes de suministro alimentaciones de corriente alterna / corriente directa y los correctores de factor de potencia.

Los posibles efectos son, por ejemplo:

a) ruido Ruido en los amplificadores de audio,.

b) pares Par de esfuerzo adicionales en los motores y generadores,.

c) Perturbación en detectores detectores de cruce por cero perturbados, por ejemplo, en controles para variación de intensidad de iluminación,.

d) ruido Ruido adicional en bobinas inductivas (magnetostricciónmagnetización),.

e) bloqueo Obstrucción u operación no deseada de receptores de control de rizo de receptores.

La configuración de medición se basa en toma como base la descripción general establecida que se establece en el capítulo capítulo 5.44.

Las componentes espectrales que se asocian con Generalmente, las componentes interarmónicas, normalmente, varían no solamente en amplitud pero también y en frecuencia. Un reagrupamientoagrupamiento de componentes espectrales en el intervalo entre dos componentes armónicas consecutivas forman un grupo interarmónico. Este reagrupamientoagrupamiento provee un valor global para las componentes interarmónicas espectrales situadas que están entre dos armónicas discretas, que incluyen los efectos de las fluctuaciones de las componentes armónicas. La ecuación A.1 o la ecuación A2, permite el cálculo del valor del grupo interarmónico, dependen dependiendo de la frecuencia de alimentación, permiten el cálculo del valor del grupo interarmónico..

Y ig ,h2 =∑

k=1

N−1

Y C , (N×h )+k2

(en sistemas a 50 Hz) (A.1)

Véase 7 DE, Véase 8 DR.

Y ig ,h2 =∑

i=1

11

Y C , (N×h )+i2

(en sistemas a 60 Hz) (A2)

37


38/7134

NOTA – - En éste contexto, ig ,h ig,n es el grupo interarmónico de orden h n (véase figura 4 e inciso 3.4.23). Para el propósito de está Norma Mexicanaesta norma, el valor eficaz del grupo interarmónico entre las armónicas

de orden h n y h+1 n+1 se designa como Y ig , h Cig,n´, por ejemplo, el grupo entre h=5 n=5 y h=6 n=6 se

designa como Y ig , 5Cig,5.

Los efectos de fluctuaciones de las amplitudes y ángulos de fase de las armónicas se reducen parcialmente, excluyendo al excluir de las ecuaciones ecuación A.1 y A2 a las componentes directamente inmediatamente adyacentes con a las frecuencias armónicas. Asimismo, para determinar los valores

eficaces de los subgrupos interarmónicos Cisg,n centrados Y isg , h , que son, los datos de la salida 1 de la DFT en la salida 1 de la figura 1, ; se reagrupan como sigue a continuación de la manera siguiente (véase 3.4.34):

Y isg , h2 =∑

k=2

N − 2

Y C , (N×h )+k2

(en sistemas a 50 Hz) (A3A.2)

38


39/7134

Y isg , h2 =∑

i=2

10

Y C , (N×h )+i2

(en sistemas a 60 Hz) (A4)

39


40/7134

En estas esta ecuacionesecuación, Y C , (N×h )+k , Ck+i representa los valores eficaces de las componentes espectrales correspondientes obtenidas que se obtienen por la DFT que exceden la frecuencia

armónica de orden h n, y Y isg , h Cisg,n, es el valor eficaz del subgrupo interarmónico centrado de orden h n. Por ejemplo, el subgrupo centrado entre h = 5 n=5 y h = 6 n=6 es designado por se designa como Y isg ,5 Cisg,5 (véase la figura 6 e inciso y capítulo 3.4.34).

NOTAS

1 Ya que las armónicas no estacionarias provocan las “bandas laterales” próximas a las armónicas, las componentes espectrales (para k= 1 k=1 y k= 9 9 u o k= 1111) directamente adyacentes a las armónicas consideradas en consideración pueden representar variaciones de amplitud o ángulo de fase. Éstas por en consecuencia, se excluyen del grupo interarmónico para proporcionar el subgrupo interarmónico centrado (véase también la la figura 6).

2 Si sólo solamente se evalúan las las armónicas se evalúan, el procedimiento de la ecuación para reagrupamientoagrupamiento de la ecuación 8 aplicaes aplicable. Si se evalúan individualmente las armónicas e interarmónicas se evalúan separadamente (tal como para la evaluación de equipos propensos a producir interarmónicas), las componentes interarmónicas espectrales (k=−1 i = -1 e i = +1y k=1 ) directamente adyacentes a un armónico se reagrupan agrupan junto con los armónicos ese armónico para constituir los un subgrupos armónicos de orden h n, en tanto mientras que las componentes interarmónicas espectrales restantes (para k= 1 y k= 9 o k= 11 i = 2, i = 8 e i = 19) forman el subgrupo interarmónico centrado de orden para h n conforme de acuerdo con a la ecuación A3 A2 o A4 (véase igualmente la figura 6).

Véase 7 DE, Véase 8 DR.El filtrado de los subgrupos interarmónicos y de los subgrupos interarmónicos centrados se realiza de la misma forma como el empleado que para las mediciones de armónicas (véase 5.5.1). No se recomienda un el filtrado de componentes interarmónicas individuales.

NOTA – - Otros Pueden consultarse otros procedimientos de filtrado se describen en el documento BB.2 del apéndice BBIEC 61000-4-30.

Véase 6 NN.Los requisitos de precisión son idénticos los mismos a aquellos establecidos que se establecen para la medición de armónicas (véase la tabla 1).

40


41/7134APÉNDICE B

(Informativo)

MEDICIONES ARRIBA DEL INTERVALO DE FRECUENCIA ARMÓNICA HASTA 9 kHz

B.1 GENERALIDADES

Las componentes en las señales (corrientes o tensiones) con frecuencias que excedan a partir de la armónica 40 el intervalo armónico (aproximadamente 2 kHz) pero por debajo menor que del el límite superior del intervalo de bajo de baja frecuencia (aproximadamente 9 kHz) son debidas a tienen como origen varios fenómenos, por ejemplo:

a) el cEl control por modulación por del ancho de pulso de las fuentes de alimentación de potencia en el lado del suministro (síncrono o asíncrono con la frecuencia de suministro), tal como los que se emplean en “sistemas de corrección de factor de potencia”,”.

b) emisionesEmisiones, tales como la transmisión de señales sobre las redes de suministro;.

c) la aAlimentación de componentes de la salida (por el lado de la carga o por el lado ) a la entrada (del generadorlado de la alimentación) de los convertidores de potencia de los convertidores de potenciahacia las terminales de conexión del sistema de suministro.

, d) las oOscilaciones debidas a que se ocasionan por los cortes de conmutación.

Esas componentes pueden ser del tipo de una sola frecuencia o de banda ancha.

Las mediciones de estas componentes no necesitan de una resolución alta en el dominio de la frecuencia. En lugar de eso, regularmente se agrupa la energía de la señal a analizar en bandas predefinidas de frecuencia.

Para el análisis de frecuencia, se recomienda el procedimiento de DFT que se relaciona con la metodología del capítulo 4.

Para el caso del análisis de las emisiones en el intervalo de frecuencias de 2 kHz hasta 9 kHz, generalmente con amplitudes pequeñas, se recomienda utilizar una impedancia de red que permita filtrar las armónicas de orden bajo más dominantes (véase la figura B.3). Como consecuencia del empleo de este filtro, la tensión de suministro para el EBP, para el intervalo 2 kHz a 9 kHz, puede derivarse directamente de la red de baja tensión, siempre que la tensión sea estable dentro de los niveles de tolerancia y frecuencia. Como alternativa, puede utilizarse una fuente de energía eléctrica que se ajuste a las necesidades del EBP, en los casos en que no se cuente con el suministro de tensión o frecuencia necesarias directamente del sistema de suministro público de baja tensión.

En algunas ocasiones el instrumento de medición contiene una combinación de filtros internos con el intervalo dinámico necesario como para efectuar el análisis en el intervalo de 2 kHz a 9 kHz sin la impedancia de red.

B.2 MÉTODOS DE MEDICIÓN

La medición de esas componentes no requiere una alta resolución en el dominio de la frecuencia. Al contrario, es convencional agrupar la energía de la señal a analizarse en bandas predefinidas de frecuencia. En concordancia con las mediciones realizadas en la bandas altas de frecuencia (ver documento BB.5 del

41


42/7134apéndice BB), es conveniente fijar en 200 Hz el ancho de banda para el reagrupamiento de estas emisiones. La frecuencia central del primer grupo posible es 2,1 kHz.

El método de la DFT para el análisis en frecuencia (conectando a los métodos descritos en el capítulo 4), y un método similar al descrito en 5.5.1 para el procedimiento de reagrupamiento están en estudio. El método de la DFT es aplicable para las mediciones de las tensiones y de las corrientes, en tanto que el documento BB.5 sólo considera tensiones.

B.32 INSTRUMENTO BÁSICO

Para mediciones en este este intervalo de alto de frecuencia mayor, puede realizarse una transformada discreta de FourierFourier de acuerdo ade acuerdo con 4.4.1 con las modificaciones conducentes que se generen con este apéndice.

NOTA – El Es recomendable que el intervalo de frecuencia de los intervalo de frecuencia de transductores sensores externos de tensión y corriente , deben ser apropiados para las mediciones soporte las mediciones desde 2 kHz hasta 9 kHz.

En vista del Al considerar el bajo nivel de las señales a medirse, un filtro pasa banda puede considerablemente disminuir considerablemente la incertidumbre de la medición mediante la atenuación de las amplitudes de la fundamental y de las componentes superiores a mayores que 9 kHz. Lo ideal es que La la atenuación para la frecuencia fundamental debe exceder los sea 560 veces mayor (55 dB).

42


43/7134

NOTA 1 - En comparación con la amplitud de la corriente fundamental, se espera que las componentes a medir estén

en el intervalo de 2×10−5 a 5×10−2

.

La Se recomienda que la frecuencia de muestreo debe elegirse se elija conforme con las reglas establecidas relativas al análisis de señales, a fin de poder medir las componentes en frecuencia hasta e incluyendo 9 kHz inclusive. Para este tipo de análisis, el muestreo requiere sincronizarse al período de la fundamental de la alimentación. Una Se recomienda utilizar una ventana rectangular para la adquisición de los datos con un ancho de 100 200 ms, correspondiente a que corresponde aproximadamente a 6 10 (12) períodos de la fundamental de sistemas a 50 Hz (60 Hz) puede emplearse. Por consecuencia, el intervalo de separación de frecuencia entre dos componentes

consecutivas mediadas Y C , f Cf es de 105 Hz.Véase 8 DR.

NOTA - No existe un requisito para la frecuencia de muestreo a sincronizarse con la frecuencia de la fuente.

NOTA – El valor eficaz de la componente en a la frecuencia f f es Y C , f Cf, por ejemplo, Y C ,3160 C3 160 es el valor eficaz de la componente a 3 160 Hz.

Se recomienda aplicar los requisitos para los circuitos de entrada de corriente y tensión que se establecen en 5.1 y 5.2.

B.3 AGRUPAMIENTO

La Se recomienda que la salida de la DFT sin tratamientoprocesamiento de la DFT (Salida 1 de la figura 1) se reagrupa agrupe en bandas de 200 Hz (véase la figura B.1), empezando iniciando por en la primera primer banda central por encima del intervalo armónico, . por Por lo tanto se espera que la frecuencia central del primer grupo esté a ejemplo de 2 ,100 1 kHz para sistemas a 50 Hz y a 2,5 kHz para sistemas a

60 Hz. La salida Y B , bGb de cada banda correspondiente es al el valor eficaz conforme de acuerdo con:

Y B , b=√ ∑

f=(b−90 )Hz

(b+100 )Hz

Y Cf2

(B.1)

NOTAS 1 El ancho de banda de 200 Hz se ha elegido elige de manera tal que esté en concordancia con el ancho

de banda empleado que se utiliza en el documento BB.5 del apéndice BB, CISPR 16-1-2 para frecuencias superiores a 9 kHz.

2 La frecuencia central b b, por ejemplo, 2 100 Hz, 2 300 Hz, 2 500 Hz designa la banda. La frecuencia

central mayor es de 8 900 Hz, (véase para mayor información consultar la figura B.1). 3 Para los sistemas a 60 Hz, las componentes superiores al intervalo armónico son aquellos con una

frecuencia mayor que 2 400 Hz. 4 Cuando la armónica de orden 50 representa el final del intervalo armónico, la ecuación B.1 es aplicable para

b≥2500 Hz para sistemas a 50 Hz y b≥3100 para sistemas a 60 Hz.Véase 8 DR.

43


44/7134

CfY

2000

2100Y

2200

2300Y

2400

8800

8900Y

9000

35 bandas de frecuencia

9 00

0

Valor

efic

az d

e las

com

pone

ntes

2 20

0

2 40

0

8 80

0

2 00

0

G8 900G2 100 G2 30035 bandas de frecuencia

9 00

0

Valor

efic

az d

e las

com

pone

ntes

2 20

0

2 40

0

8 80

0

2 00

0


9 00

0

Valor

efic

az d

e las

com

pone

ntes

2 20

0

2 40

0

8 80

0

2 00

0


FIGURA B.1. –- Ilustración de las bandas de frecuencia para las mediciones en intervalo superior a la armónica de orden 40 hasta 9 kHz para sistemas a 50 Hz

, en el intervalo de 2 kHz a 9 kHz Véase 8 DR.

44


45/7134B.4 CONFIGURACIÓN DE MEDICIÓN

En complemento al instrumento de medición es conveniente incluir circuitos especiales de prueba que deben ser parte de la configuración de medición con el fin de tener resultados de medición repetibles, para la evaluación de emisiones relativas a componentes de corriente o de tensión. Estos circuitos, que deben representar correctamente la red de alimentación dentro del intervalo de frecuencia en cuestión y proveer, si fuera necesario, de terminales separadas para el instrumento de medición, también están bajo desarrollo y deben considerarse para una próxima revisión a esta Norma Mexicana.

B.5 REQUISITOS DE PRECISIÓN

Es conveniente que la incertidumbre total no debe exceder de 5 % del valor medido cuando se prueba con una sola frecuencia de emisión en la banda de frecuencia considerada.

NOTA – En comparación con la magnitud de corriente o de la tensión fundamental y las componentes a medirse se espera que estén en el intervalo comprendido entre 2 x 10-5 y 5 x 10-2.

45


46/7134APÉNDICE C(Informativo)

CONSIDERACIONES DE ORDEN TÉCNICO PARA EL MÉTODO DE REAGRUPAMIENTOMÉTODO DE AGRUPAMIENTO

Los métodos de medición definidos en la presente Norma Mexicana son el producto de cuidadosas consideraciones y objetivos balanceados de competencia (por ejemplo, anchos de banda de medición y resolución en frecuencia). En ciertos casos, la necesidad de definir una medición practica resulta más por compromiso que para resultados de más alta precisión dentro de la caracterización de la señal en cuestión. El presente apéndice propone un cierto número de elementos para permitir responder a las preguntas particularmente difíciles.

NOTA – En la presente Norma Mexicana, los módulos de tensión y de corriente son, valores eficaces, salvo se mencione lo contrario.

C.1 EQUIVALENCIAS DE POTENCIA DE LAS REPRESENTACIONES DE LAS SEÑALES DENTRO LOS DOMINIOS DEL TIEMPO Y DE LA FRECUENCIA

La relación de Parseval, conocida también como el teorema de la energía de Rayleigh, define la equivalencia entre la potencia de la señal (o energía) expresada dentro del dominio del tiempo y la potencia de la señal (o energía) expresada dentro del dominio de la frecuencia.

∫−∞

+∞

[ g (t ) ]2 dt= 12 π ∫−∞

+∞

|G ( jω )|2 dω(C1)

en donde:

g(t) es una función temporal,G(j) es la transformada de FourierFourier compleja de la función, y es 2f.

NOTA – Desde que la potencia es proporcional al cuadrado de una tensión o de una corriente, la señal cuadrática se entiende como la “potencia” de la señal. Por ejemplo, si g(t) se asume como función del tiempo de una tensión, la dimensión física en la parte izquierda de la ecuación (dominio del tiempo) sería V 2 s (“energía”). La transformada de FourierFourier representa la densidad espectral de la tensión y, dentro este ejemplo, G(j) tendría la dimensión V/Hz o V s, por ejemplo el lado derecho de la ecuación da igualmente la dimensión V 2 s (“energía”).

Si la función es no periódica su espectro es continuo, pero si ésta es periódica, entonces puede representarse en una ventana de tiempo Tw. Por ejemplo, la repetición infinita de la ventana de tiempo dará la función total g(t). La transformada de FourierFourier de ésta señal ahora limitada dentro del tiempo, no es más una señal continua pero consiste de líneas espectrales a una distancia de frecuencia de fw = 1/Tw. El producto de la ventana de tiempo Tw y el cuadrado del valor eficaz, Gk

2, de la línea (compleja) en la frecuencia f = k x fw representa aproximadamente la “energía” de la densidad espectral continua integrada entre f-fw/2 y f+fw/2. La suma de“energía” producida por todas las líneas espectrales es equivalente a la “energía” de la función temporal dentro de la ventana. Dividiendo la “energía”por la ventana de tiempo Tw da la ecuación (C2):

46


47/7134

1T w

∫−T w/2

+T w/2

[g ( t ) ]2dt= ∑k=−∞

∞|G k|

2

(C2)

en donde:

el lado izquierdo corresponde a la “potencia” promedio de la función temporal dentro de la ventana, y la parte derecha corresponde a la “potencia” total de todas las líneas dentro del espectro.

Una característica de la transformada de FourierFourier es que las líneas espectrales, a las frecuencias negativas son el complejo conjugado de las líneas en la misma frecuencia positiva, por ejemplo, el espectro de “potencia” es simétrico alrededor de la frecuencia f = 0. Mediante la superposición de la parte negativa del espectro sobre la positiva, la ecuación (C2) se simplifica:

1TW

∫−TW /2

+TW /2

[g (t ) ]2 dt=G02+2∑

k=1

∞|Gk|

2

(C3)

la definición de la amplitud ck de las componentes de FourierFourier de acuerdo ade acuerdo con la ecuación (3) de la presente Norma Mexicana es relativo a Tw/2, no a Tw (excepto c0 que es relativo a Tw), por ejemplo, ck=2 x Gk o Ck=(2) x Gk. La ecuación (C3) puede por consecuencia rescribirse:

1TW

∫−TW /2

+TW / 2

[g (t ) ]2 dt=c02+∑

k=1

∞|Ck|

2=∑k=0

∞

|Ck|2

(C4)

En la practica, el número de coeficientes en la sumatoria se limita: k = 1....K. Si la señal se “limita en bandas” a las frecuencias fK K x fw, ninguna “potencia” se asocia con los coeficientes de orden k > K, y estos pueden dejarse fuera de la sumatoria en la ecuación (C4). La frecuencia fK debe situarse más allá del intervalo de operación del instrumento.

C.2 CARACTERÍSTICAS DE LA REALIZACIÓN DIGITAL

La presente Norma Mexicana trata de la instrumentación digital. Para satisfacer al teorema de Shannon, la señal temporal debe muestrearse con una frecuencia de muestreo fs > 2 x fK de manera que (en principio) todos los coeficientes inferiores o iguales a CK puedan calcularse. El número de muestras dentro de la ventana de tiempo es N = fs x Tw.

Bajo las condiciones ideales mencionadas anteriormente, por ejemplo, la señal digital es real, periódica y limitada en banda, y que la ventana de tiempo se sincroniza al periodo de la señal, la ecuación (C4) puede rescribirse:

√ 1N∑i=1

N

[g (t i )]2=√∑k=0

N /2

|Ck|2

(C5)

en donde:

g(t) representa los valores de la función temporal a los puntos de muestreo; yti es i x Tw/N .

47


48/7134La ecuación (C5) establece que el contenido de las componentes de frecuencia son iguales al contenido eficaz de la representación en el tiempo de la señal, en el caso presente una forma muestreada y digitalizada de la señal. La relación de Parseval útilmente emplearse para verificar que el espectro de potencia representa con precisión la señal en el dominio del tiempo, bajo ciertas circunstancias especificas.

Bajo las condiciones ideales definidas anteriormente, el espectro de potencia calculado por los métodos definidos en la presente Norma Mexicana, proporcionan la potencia promedio de las componentes espectrales presentes en la señal medida durante una ventana de tiempo definida. El espectro de potencia representa exactamente la potencia total de la señal, la potencia de las componentes de frecuencias individuales, y las frecuencias de esas componentes. Para situaciones practicas, las condiciones ideales existentes cuando todas las componentes de la señal medida son las armónicas extraídas de la frecuencia “básica” fw = 1/Tw. En razón de los requisitos tan rigurosos definidos en esta Norma Mexicana, relativos a la sincronización, estas condiciones apenas ideales ocurren por definición para la componente fundamental del sistema de suministro y para todas las componentes con las frecuencias que son múltiplos enteros de la frecuencia “base”; esto incluye por supuesto, las armónicas de la frecuencia fundamental.

NOTA – La frecuencia “base” es el reciproco del ancho de la ventana. La frecuencia “fundamental” es el reciproco del ciclo del sistema de suministro.

El ancho de la ventana temporalde tiempo, Tw 200 ms, es definido se define como 10 ciclos ó 12 ciclos fundamentales respectivamente para los sistemas de suministro a 50 Hz ó 60 Hz, para aplicaciones futuras, y 16 ciclos ( 320 ms o 267 ms) para instrumentos destinados que se destinan para cumplir con los requisitos establecidos que se establecen en el documento BB.3 del apéndice BBla IEC 61000-4-7,

Ed. 1. La distancia en frecuencia de las líneas espectrales (frecuencia “básica” f w fw) es por consiguiente, respectivamente, de 5 Hz, 3,125 Hz ó 3,75 Hz, respectivamente. El método de reagrupamientométodo de agrupamiento, conforme la ecuación (8), de la presente Norma Mexicananorma, permite evaluar con precisión la potencia total. Éste toma en cuenta todas las líneas espectrales y no sólo las líneas (“armónicas”) en múltiplos enteros de la frecuencia fundamental. La ecuación (8) no sólo se refiere a líneas con una distancia de 5 Hz y debe ser modificarse en consecuencia modificada si se utilizan otras frecuencias “básicas” se utilizan. Para la aplicación Al aplicar correctamente de la ecuación (8) (modificadaque si es necesario) sobre y bajo las condiciones ideales, el espectro de potencia representando representa de manera exactamente exacta la potencia promedio de la señal medidaque se mide, tal como fue definido por define la relación de Parseval.

Véase 6 DC, Véase 8 DR.En las condiciones menos ideales, por ejemplo, mientras este presente, un contenido de señal no armónico, con las frecuencias f k fw (k: número entero), se produce el fenómeno de fuga espectral, causando una pérdida de información relativa al contenido de frecuencia, pero generalmente, la potencia de la señal permanece representada con precisión. Considerando el caso de una ventana de tiempo igual a 200 ms, presentando un contenido de señal no armónico en cualquier caso en que existan señales interarmónicas en frecuencias que no son múltiplos enteros de 5 Hz, por ejemplo 287 Hz, o cuando una fluctuación de amplitud se produce dentro de la ventana de tiempo analizada. Los métodos de reagrupamientoagrupamiento definidos dentro de la presente Norma Mexicana auxilian para asegurar que la potencia total es para la mayoría de las partes evaluada con precisión. La atribución de potencia a un grupo de señales especifico depende de la naturaleza de las señales involucradas.

Unos cuantos ejemplos ayudarían a ilustrar el punto. Los ejemplos en C.3 muestra el efecto de la fluctuación de amplitud de tensión y de corriente. Los efectos interarmónicos se ilustran en C.4. La componente fundamental que en la práctica predomina por mucho en las señales de tensión y corriente se descartan en los ejemplos a fin de utilizar la escala completa de las figuras para una presentación más clara de las líneas espectrales de interés y el efecto de reagrupamientoagrupamiento.

48


49/7134C.3 ARMÓNICAS FLUCTUANTES

EJEMPLO 1

La figura C.1 ilustra el caso de la 5 ta corriente armónica fluctuante de 3,536 A a 0,7071 A. El paso en la corriente ocurre después de 21,25 períodos de la 5ta armónica. La corriente eficaz calculada esperada para este caso es 2,367 A. La 5ta armónica medida (línea única) da solamente 1,909 A, por ejemplo, despreciando las otras líneas produce un error de 19,3 %. El valor del subgrupo armónico medido en este caso da 2,276 A y podría de hecho reducir el error a 3,84 %, pero el grupo armónico de las líneas medidas dan un valor de 2,332 A, que corresponde al pequeño error restante de solamente 1,47 %.

0,20 0,060,04

0

0,10,08 0,12 0,14 0,16 0,180,02

6

-4

-6

-2

2

4

Ampli

tud

de la

5a

arm

ónica

A

Tiempo s0,20 0,060,04

0

0,10,08 0,12 0,14 0,16 0,180,02

6

-4

-6

-2

2

4

Ampli

tud

de la

5a

arm

ónica

A

0,20 0,060,04

0

0,10,08 0,12 0,14 0,16 0,180,02

6

-4

-6

-2

2

4

Ampli

tud

de la

5a

arm

ónica

A

Tiempo s

350290280240230220210200 270260250 300 310 320 330 340

2,5

2,0

0,5

0,0

1,5

1,0

Grupo armónico

Valor

efic

az d

e la

corri

ente

de

la 5

aar

món

ica

A

Frecuencia en Hz350290280240230220210200 270260250 300 310 320 330 340

2,5

2,0

0,5

0,0

1,5

1,0

Grupo armónico

Valor

efic

az d

e la

corri

ente

de

la 5

aar

món

ica

A

Frecuencia en Hz

FIGURA C.1. – Amplia fluctuación de corriente de la 5ta armónica

49


50/7134EJEMPLO 2

Las tensiones armónicas de la red de suministro resultan normalmente de la combinación de corrientes armónicas emitidas y producidas por varias cargas no lineales. Estas cargas no son generalmente fluctuantes con una correlación significativa. Adicionalmente, las cargas cuasi-estacionarias son igualmente conectadas a las redes de suministro. En consecuencia, los niveles de tensión armónica en fluctuación rápida con una elevada amplitud de fluctuación constituyen una excepción y se producen raramente sobre las redes de suministro. Por ejemplo, la figura C.2 muestra una 5ta armónica de tensión eficaz armónica reducida de 13,225 V a 9,775 V. En este caso, el valor eficaz total esperado es de 11,37 V, pero la línea armónica única es solamente de 11,24 V. Los algoritmos propuestos en de la presente Norma Mexicana dan 11,33 V para los subgrupos y 11,34 V para el grupo qué represente, respectivamente, una razón de error de solo 0,35 % ó 0,24 %. Estos errores son amplios sin llegar a la incertidumbre del mismo instrumento de medición.

0

-15

10

20

5

-5

-20

-10

15

0 0,20,02 0,180,04 0,06 0,08 0,12 0,14 0,160,1

Ampli

tud

de la

5a

arm

ónica

V

Tiempos s

0

-15

10

20

5

-5

-20

-10

15

0 0,20,02 0,180,04 0,06 0,08 0,12 0,14 0,160,1

Ampli

tud

de la

5a

arm

ónica

V

Tiempos s

0

-15

10

20

5

-5

-20

-10

15

0 0,20,02 0,180,04 0,06 0,08 0,12 0,14 0,160,1

Ampli

tud

de la

5a

arm

ónica

V

Tiempos s

330 340 350280210 220 270240 250 260230 320290 300 310

Subgrupo armónico

200

12

10

6

0

Tens

ión e

ficaz

de

la 5

aar

món

ica V

8

2

4

Frecuencia en Hz330 340 350280210 220 270240 250 260230 320290 300 310

Subgrupo armónico

200

12

10

6

0

Tens

ión e

ficaz

de

la 5

aar

món

ica V

8

2

4

330 340 350280210 220 270240 250 260230 320290 300 310

Subgrupo armónico

200

12

10

6

0

Tens

ión e

ficaz

de

la 5

aar

món

ica V

8

2

4

Frecuencia en HzFIGURA C.2. – Amplia fluctuación de tensión del 5to armónico

50


51/7134EJEMPLO 3

Un aparato de microondas (entre otros) producen una corriente armónica de orden 3, por ejemplo de 1 A, en funcionamiento continuo. Su potencia promedio se controla con el método de multi-ciclo de cruce por cero, por ejemplo, una razón de repetición de 5 Hz y un ciclo útil de 50 %. La figura C.3 ilustra la función temporal de la 3er armónica de corriente y el espectro correspondiente. La corriente eficaz total es de 0,707 A. El valor eficaz de la 3er línea espectral armónica es de 0,5 A, qué da un error de 29,3 %. Los subgrupos armónicos dan, sin embargo, 0,673 A, y el error es solo de 4,8 %. El valor del grupo armónico es de 0,692 A, qué reduce el error a 2,0 %.

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2

3erco

rrien

te a

rmón

ica A

1,5

1

0,5

0

-0,5

-1

-1,5

Tiempo s0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2

3erco

rrien

te a

rmón

ica A

1,5

1

0,5

0

-0,5

-1

-1,5

Tiempo s

50

55 60 70 75 80 85 90 95 100

105

110

115

120

125

130

135

140

145

150

155

160

165

170

175

180

185

190

195

200

205

210

215

220

225

230

235

240

245

250

255

260

265

270

275

280

0,60

0,50

0,40

0,30

0,20

0,10

0,00

Frecuencia Hz

Valor

efic

az d

e la

tens

ión d

el 3e

r arm

ónico

V

Grupo armónico

50

55 60 70 75 80 85 90 95 100

105

110

115

120

125

130

135

140

145

150

155

160

165

170

175

180

185

190

195

200

205

210

215

220

225

230

235

240

245

250

255

260

265

270

275

280

0,60

0,50

0,40

0,30

0,20

0,10

0,00

Frecuencia Hz

Valor

efic

az d

e la

tens

ión d

el 3e

r arm

ónico

V

Grupo armónico

FIGURA C.3. – Fluctuación de la 3er corriente armónica de un aparato de microondas

Es evidente, a partir de esos ejemplos que el procedimiento de reagrupamientoagrupamiento está bien adaptado para dar resultados en perfecta conformidad con la ecuación de Parseval.

51


52/7134C.4 INTERARMÓNICAS

EJEMPLO 1

Las redes de comunicación (transmisión de señales por las redes eléctricas de baja tensión) también pueden conectarse a los sistemas de suministro. Para prevenir que estas no sean perturbadas por las armónicas, las frecuencias utilizadas se sitúan generalmente entre dos frecuencias armónicas, por ejemplo, frecuencias interarmónicas. Si estas son múltiplos enteros de la frecuencia “básica” fw y si estas tienen una amplitud constante en la ventana de tiempo, entonces el espectro muestra una línea suplementaria justo en esta frecuencia y un reagrupamientoagrupamiento puede no ser necesario. Pero para transmitir la información, la señal se modula. El efecto en el espectro es similar a los ejemplos previos, siendo la única diferencia que las líneas producidas por la modulación son ahora centradas en la frecuencia empleada para la transmisión de señales por la red eléctrica de baja tensión. El “reagrupamientoagrupamiento interarmónico” conforme al apéndice A reduce el error de la misma manera que el reagrupamientoagrupamiento armónico presentado en C.3.

En muchos casos, se utilizan frecuencias para transmitir señales por la red eléctrica de baja tensión que no son múltiplos enteros de fw. Por ejemplo, la figura C.4 muestra una señal de comunicación en 178 Hz, con una amplitud constante de 23 V eficaces superpuestos sobre un tercer y un quinto armónico de 11,5 V cada uno, que puede ya existir en el sistema. La transformada discreta de FourierFourier, que no puede resolver la línea en 178 Hz, dispersa la energía en las líneas vecinas (“fuga”). En este caso, el grupo interarmónico de orden 3,5 (véase apéndice A) reúne la mayor parte de la “energía” dispersada de la señal de comunicación, con un valor resultante de 22,51 V, y un error de tan solo 2,15 %.

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2

65

45

25

5

-15

-35

-55

-75

Ampli

tud

V

Tiempo s0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2

65

45

25

5

-15

-35

-55

-75

Ampli

tud

V

Tiempo s

52


53/713420

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270

Frecuencia HzSubgrupo armónico

Valor

efic

az d

e las

com

pone

ntes

de

tens

ión V Grupo interarmónico

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270


Valor

efic

az d

e las

com

pone

ntes

de

tens

ión V 20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270


Valor

efic

az d

e las

com

pone

ntes

de

tens

ión V Grupo interarmónico

FIGURA C.4. – Señal de comunicación de 178 Hz con 3er y 5ta armónica

NOTAS

1 El efecto de “fuga” de la señal con un múltiplo no entero de la frecuencia “básica” superpone vectores adicionales en los vectores de las armónicas originales (véase figura C.7). El ángulo de fase entre los vectores adicionales sobre los vectores originales de la misma frecuencia aumenta (o decrece) por aproximadamente el mismo valor de una ventana a la otra. Dependiendo del ángulo de fase, el vector resultante puede variar entre la diferencia y la suma de las magnitudes del vector. En el ejemplo dado, las magnitudes son 11,5 V para los vectores originales y 1,2 V a 150 Hz ó 0,4 V a 250 Hz (ver figura C.4). Los vectores resultantes pueden variar entre 10,3 V y 12,7 V a 150 Hz y entre 11,1 V y 11,9 V a 250 Hz. El valor eficaz del vector resultante evaluado sobre muchas ventanas contiguas iguales es igual a al valor eficaz “común” del vector original y del vector suplementario, en el ejemplo, 11,56 V a 150 Hz y 11,51 V a 250 Hz. El procedimiento de alisado, que es aplicado después del reagrupamientoagrupamiento, reduce considerablemente las variaciones y provee una salida promedio cercano a este valor eficaz común.

2 La magnitud de la señal de comunicación es, en la practica, más pequeña que en el ejemplo, en consecuencia el efecto de fuga se reduce de la misma manera.

EJEMPLO 2:

Las interarmónicas pueden igualmente aparecer en la corriente eficaz de emisión y por consecuencia, en la tensión eficaz de alimentación. Estas pueden aparecer de manera aleatoria entre dos armónicas contiguas. Por ejemplo, la figura C.5 muestra 9,8 V en 287 Hz, 13,2 V para la 5 ta

armónica y 10 V para la 6ta. El efecto de “fuga” puede apreciarse a partir del espectro. El grupo interarmónico de orden 5 (véase 3.4) da 9,534 V, y el error restante es de 2,7 %.

50

40

30

20

10

0

-10

-20

-30

-40

-500 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2

Tiempo s

Ampli

tud

V

50

40

30

20

10

0

-10

-20

-30

-40

-500 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2

Tiempo s

Ampli

tud

V

53


54/7134

220 225 230 235 240 245 250 255 260 265 270 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320

14

12

10

8

6

4

2

0

Frecuencia Hz

Grupo interarmónicoSubgrupo armónico

Valor

es e

ficac

es d

e las

com

pone

nte s

de

ten s

ión V

220 225 230 235 240 245 250 255 260 265 270 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320

14

12

10

8

6

4

2

0

Frecuencia Hz


Valor

es e

ficac

es d

e las

com

pone

nte s

de

ten s

ión V

14

12

10

8

6

4

2

0

Frecuencia Hz


Valor

es e

ficac

es d

e las

com

pone

nte s

de

ten s

ión V

FIGURA C.5. – Interarmónica en 287 Hz, armónicas 5ta y 6ta

EJEMPLO 3

Un motor electrónico con un momento de torsión variable, por ejemplo una bomba de pistón, produce una 5ta armónica de tensión sobre las redes de suministro que fluctúa alrededor del valor eficaz promedio de 10 V, con una modulación sinusoidal de 20 % y 5 Hz (figura C.6 a). El valor eficaz total de la función temporal, evaluada más de 2 s, es de 10,10 V. El espectro contiene la línea “portadora” de 250 Hz con un valor eficaz de 10 V y dos líneas laterales en 245 Hz y 255 Hz con 1 V cada una (figura C.6 c). El error de la línea única en 250 Hz es de 0,99 %, y ningún error resulta del subgrupo armónico.

Una señal de comunicación de 9,8 V y 287 Hz puede utilizarse en la misma red de suministro (figura C.6 b). El efecto de “fuga” en el espectro (figura C.6 d), proviene del número decimal de 57,4 periodos de esta señal en la ventana de tiempo de 200 ms. El valor eficaz del grupo interarmónico es 9,538 V y el error resultante de 2,7 %.

54


55/7134La fluctuación de la armónica y la señal de comunicación ambas superpuestas sobre la tensión (figura C.6 e). El valor eficaz total es 14,07 V. Para el reagrupamientoagrupamiento de las líneas espectrales resultantes, existen diferentes opciones (figura C.6 f). Puesto que la presencia de una armónica en 250 Hz y una señal próxima a 285 Hz aparece claramente desde la envolvente del espectro, dos reagrupamientoagrupamientos son posibles (ninguna línea debe contarse más de una vez):

un grupo interarmónico de 9,36 V (error de 4,5 % de 9,8 V) y una línea armónica única de 10,16 V (error de 1,6 % de 10,0 V) resultando en un valor eficaz total de 13,81 V (error de 1,8 % de 14,07 V) o,

un subgrupo interarmónico de 9,34 V (error de 4,7 % de 9,8 V) y un subgrupo armónico de 10,23 V (error de 1,29 % de 10,1 V) resultando un valor eficaz total de 13,85 V (error de 1,5 % de 14,07 V).

El segundo reagrupamientoagrupamiento corresponde mejor a la “física” puesto que las líneas de 245 Hz y 255 Hz no corresponden a la envolvente de “fuga”. Esto aparece claramente cuando varios espectros de ventanas adyacentes se observan.

55


56/7134

a) 5ta armónica con una fluctuaciónde amplitud del 20 %

b) Interarmónica en 287 Hz

c) Espectro: 5ta armónica con una fluctuaciónde amplitud de 20 %

d) Espectro: Interarmónica en 287 Hz

10

8

6

4

2

0

e) Suma de las armónicas y de lasinterarmónicas

f) Espectro: resultado de la suma de señales

20

15

10

5

0

-5

-10

-15

-20

Subgrupo armónico



Valor

efic

az d

e la

5ta

arm

ónica

mod

ul ada

V

Valor

efic

az in

tera

rmón

ico V

Frecuencia en Hz

Tiempo sTiempo s

Ampli

tud

V

20

15

10

5

0

-5

-10

-15

-20

Ampli

tud

V






Tiempo en s

Ampli

tud

V

Valor

efic

az in

tera

rmón

ico V

245

240

235

230

225

220

275

270

265

260

255

250

305

300

295

290

285

280

320

315

310

Frecuencia en Hz

245

240

235

230

225

220

275

270

265

260

255

250

305

300

295

290

285

280

320

315

310

1011

56

78

9

01234

Frecuencia en Hz

245

240

235

230

225

220

275

270

265

260

255

250

305

300

295

290

285

280

320

315

310

0,20 0,060,04 0,10,08 0,12 0,14 0,16 0,180,020,20,060,04 0,10,08 0,12 0,14 0,16 0,180,020

0,20,060,04 0,10,08 0,12 0,14 0,16 0,180,020

30

40

-10

0

10

20

-40

-30

-20

1011

56

78

9

01234

a) 5ta armónica con una fluctuaciónde amplitud del 20 %

b) Interarmónica en 287 Hz

c) Espectro: 5ta armónica con una fluctuaciónde amplitud de 20 %

d) Espectro: Interarmónica en 287 Hz

10

8

6

4

2

0

e) Suma de las armónicas y de lasinterarmónicas

f) Espectro: resultado de la suma de señales

20

15

10

5

0

-5

-10

-15

-20

Subgrupo armónico



Valor

efic

az d

e la

5ta

arm

ónica

mod

ul ada

V

Valor

efic

az in

tera

rmón

ico V

Frecuencia en Hz

Tiempo sTiempo s

Ampli

tud

V

20

15

10

5

0

-5

-10

-15

-20

Ampli

tud

V

20

15

10

5

0

-5

-10

-15

-20

Ampli

tud

V






Tiempo en s

Ampli

tud

V

Valor

efic

az in

tera

rmón

ico V

245

240

235

230

225

220

275

270

265

260

255

250

305

300

295

290

285

280

320

315

310

Frecuencia en Hz

245

240

235

230

225

220

275

270

265

260

255

250

305

300

295

290

285

280

320

315

310

1011

56

78

9

01234

Frecuencia en Hz

245

240

235

230

225

220

275

270

265

260

255

250

305

300

295

290

285

280

320

315

310

0,20 0,060,04 0,10,08 0,12 0,14 0,16 0,180,020,20,060,04 0,10,08 0,12 0,14 0,16 0,180,020 0,060,04 0,10,08 0,12 0,14 0,16 0,180,020

0,20,060,04 0,10,08 0,12 0,14 0,16 0,180,020

30

40

-10

0

10

20

-40

-30

-20

1011

56

78

9

01234

FIGURA C.6. –5ta armónica modulada e interarmónica en 287 Hz

56


57/7134Estas líneas espectrales son debido a las bandas laterales alrededor del 5 to armónico el cual es más afectado por el efecto de fuga. Para una armónica fluctuante, los vectores de las componentes a la misma distancia de la frecuencia armónica, es decir 245 Hz y 255 Hz, tienen amplitudes idénticas pero en direcciones opuestas. Las amplitudes de los vectores permanecen constantes para una profundidad de modulación constante pero sus ángulos giran paso por paso de ventana en ventana si la frecuencia de modulación no es un múltiplo entero de la frecuencia de base. Las magnitudes de los vectores resultantes de la interarmónica en 287 Hz permanece igualmente apenas constante pero sus ángulos cambian de ventana en ventana puesto que la posición de la interarmónica dentro de la ventana cambia. Los vectores resultantes de la combinación de la modulación y de la fuga variante de ventana en ventana, desde luego, en ángulo y en amplitud. La figura C.7 ilustra las dos componentes en 5 Hz encima y abajo del 5to armónico, para la ventana de tiempo de la figura C.6. En este caso, la magnitud del vector “combinado” en 245 Hz aumenta y aquellas del vector en 255 Hz disminuyen, comparado al vector “modulado”. Otras ventanas de tiempo darían otros ángulos para los vectores resultantes de la señal en 287 Hz y, por consecuencia, las magnitudes de los vectores “combinados” cambiarían. La presentación del espectro muestra la fluctuación de las líneas en 245 Hz y 255 Hz, y el promedio dentro del tiempo del valor eficaz común de la “modulación” y la “fuga” vectorial.

Componentes en 255 Hz Componente en 245 Hz

Componente resultante de ± 2Vla fluctuación del 5to armónico

1 V 1 V 0,37 V1,36 V0,55 V0,48 V

0,50,40,30,20,10,0

-0,1-0,2-0,3-0,4-0,5-0,6-0,7-0,8-0,9

-1-1,5 -1 -0,5 0,0 0,5 1 1,5

Componenet resultante del interarmónico 9,8 V, 287 Hz

Componente resultante de la combinación de la fluctuación de la armónica y de la interarmónica

Valores eficaces reales

Valor

es e

fica c

es im

agina

ri os

Componentes en 255 Hz Componente en 245 Hz

Componente resultante de ± 2Vla fluctuación del 5to armónico

1 V 1 V 0,37 V1,36 V0,55 V0,48 V

0,50,40,30,20,10,0

-0,1-0,2-0,3-0,4-0,5-0,6-0,7-0,8-0,9

-1-1,5 -1 -0,5 0,0 0,5 1 1,5

Componenet resultante del interarmónico 9,8 V, 287 Hz

Componente resultante de la combinación de la fluctuación de la armónica y de la interarmónica

Valores eficaces reales

Valor

es e

fica c

es im

agina

ri os

FIGURA C.6. – Vectores componentes en frecuencias de 245 Hz y 255 Hz

57


58/71349 BIBLIOGRAFÍA

IEC 61000-3 (todas las partes) Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3: Limits.

IEC/TS 61000-3-4:1998 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-4: Limits - Limitation of emission of harmonic currents in low-voltage power supply systems for equipment with rated current greater than 16 A.

IEC 61000-4-301) Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-30: Testing and measurement techniques - Power quality measurement methods.

IEC 61010-1:2001 Safety requirements for electrical equipment for measurement, control, and laboratory use - Part 1: General requirements.

CISPR 16-1:1999 Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods - Part 1: Radio disturbance and immunity measuring apparatus.

Véase 8 NN.

10 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES

Esta norma coincide básicamente2) con la Norma Internacional IEC 61000-4-7 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-7: Testing and measurement techniques - General guide on harmonics and interharmonics measurements and istrumentation, for power supply systems and equipment connected thereto, Ed. 2.1 (2009-10) y difiere en los puntos siguientes.

a) Diferencias con los documentos normativos de referencia y por lo tanto los requisitos que se utilizan en la Norma Internacional.

b) Diferencias en los valores de tensión nominal con la norma internacional debido a la infraestructura de los sistemas de suministro de energía eléctrica utilizados en nuestro país;

b) Diferencias en la frecuencia nominal con la norma internacional debido a la infraestructura de los sistemas de suministro de energía eléctrica utilizados en nuestro país;

c) Diferencias por erratas en las ecuaciones para la designación de literales.Véase 8 NN.

1) Por publicarse.2) Esta Norma Mexicana, es no equivalente (MOD) con la norma IEC 61000-4-7, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-2: Testing and measurment techniques - Electrostatic discharge immunity test, ed. 2.0 (2008-12).

Lo anterior con base en los términos del lineamiento Internacional guía ISO/IEC 21-1 “Regional or national adoption of International Standards and other International Deliverables - Part 1: Adoption of International Standards” primera edición (2005), en donde MOD significa modificada.

58


59/7134APÉNDICE D(Informativo)

PERÍODO DE TRANSICIÓN

Se permite hasta la próxima revisión de la presente Norma Mexicana la utilización de instrumentos de medición existentes basados sobre los requisitos establecidos en el documento BB.3 del apéndice BB. Sin embargo, las mediciones realizadas con tales instrumentos deben identificarse con la siguiente leyenda - “Instrumentación de medición de acuerdo con [Documento BB.3]”.

Para mediciones efectuadas con la ayuda de instrumentos que utilizan las ventanas de 16 ciclos conforme al documento BB.3, el procedimiento de filtrado (salida 2b de la figura 1) debe modificarse conforme la tabla 2. El filtro debe realizarse como se indica en la figura 5.

59


60/7134APÉNDICE AA

(Informativo)

CONTENIDO DE LA NORMA INTERNACIONAL

El contenido de la norma internacional, que se reemplazó con la nota nacional (3 NN – 1), es el siguiente:

La presente norma define el instrumento de medición destinado para pruebas de equipos individuales conforme a los límites de emisiones dadas en ciertas normas (por ejemplo los límites de corrientes armónicas dados en la IEC 61000-3-2) así como la medición de corrientes y tensiones armónicas en las redes de suministro existentes. La definición de instrumentación para las medidas más allá del intervalo de frecuencias armónicas, hasta 9 kHz, es abordada en el apéndice B.

El contenido de la norma internacional, que se reemplazó con la desviación nacional (1 DN – 2), es el siguiente:

2 REFERENCIAS NORMATIVAS

Los documentos normativos siguientes son indispensables para la aplicación de este documento. Para las referencias fechadas, solo las ediciones citadas aplican. Para las referencias sin fecha, aplica la última edición del documento referido (incluyendo cualquier revisión).

IEC 60050(161), Vocabulario Electrotécnico Internacional (IEV) - Capítulo 161: Compatibilidad electromagnética IEC 61000-3-2, Compatibilidad electromagnética (EMC) - Parte 3-2: Límites – Limitación de emisión de corrientes armónicas para equipo con corriente de entrada no mayor o igual a 16 A por fase.IEC 61967, Circuitos integrados - Mediciones de emisiones electromagnéticas, 150 kHz a 1 GHz – Parte 1: Condiciones de medición y definiciones1)

El contenido de la norma internacional, que se reemplazó con la desviación nacional (4 DN – 7), es el siguiente:

7 PERÍODO DE TRANSICIÓN

La utilización de instrumentos de medición existentes basados sobre los requisitos establecidos en la IEC 61000-4-7 (1991) se permite hasta la próxima revisión de la presente norma. Sin embargo, las mediciones realizadas con tales instrumentos deben identificarse con la siguiente leyenda - “Instrumentación de medición de acuerdo con la IEC 61000-4-7 (1991)”.

Para mediciones efectuadas con la ayuda de instrumentos que utilizan las ventanas de 16 ciclos conforme a la IEC 61000-4-7 (1991), el procedimiento de filtrado (Salida 2b de la figura 1) debe modificarse conforme la tabla 2. El filtro debe realizarse como se indica en la figura 5.

TABLA AA.2- Coeficientes para el filtrado en función del ancho de la ventana

Frecuencia Número de ciclos N dentro de la ventana

Frecuencia de muestreo

50 10 1/200 ms 8,012 7,01260 12 1/200 ms 8,012 7,01250 16 1/320 ms 5,206 4,20660 16 1/267 ms 6,14 5,14

NOTA – Los coeficientes para las ventanas de 10 ciclos a 12 ciclos y la frecuencia de muestreo son datos en referencia a la figura 5.

1) Por publicarse60


61/7134APÉNDICE BB(Informativo)

NORMAS PARA CONSULTA

En tanto no se cuente con las Normas Mexicanas aplicables, pueden consultarse de manera supletoria las Normas Internacionales siguientes:

BB.1 IEC 60050(161) Vocabulario Electrotécnico Internacional (IEV) - Capítulo 161: Compatibilidad electromagnética.

BB.2 IEC 61000-4-30, Compatibilidad electromagnética (EMC) – Parte 4-30: Técnicas de prueba y medición – Métodos de medición de calidad de la energía.

BB.3 IEC 61000-4-7 (1991), Electromagnetic Compatibility (EMC) – Part 4-7: Testing and measurement techniques – General guide on harmonics and interharmonics measurement and instrumentation, for power supply systems and equipment connected thereto.

BB.4 IEC 61010-1: 2001, Requisitos de seguridad para equipo eléctrico para medición, control uso de laboratorio – Parte 1: Requisitos generales.

BB.5 CISPR 16-1 (2002-10), Especificaciones para aparatos de medición de radio interferencia e inmunidad y métodos – Parte 1: Aparatos de medición de radio interferencia.

61

INTRODUCCIÓN€¦ · Web viewAsimismo cumple con los términos que establecen la Ley Federal sobre...

Documents

Transcript of INTRODUCCIÓN€¦ · Web viewAsimismo cumple con los términos que establecen la Ley Federal sobre...