Monitorizador de QEE Trifásico da Série Fluke 430

Este equipamento foi concebido para fazer medições em sistemas trifásicos, mas pode ser configurado para fazer medições em sistemas bifásicos e em sistemas monofásicos. Esta série já conta com três evoluções do monitorizador que são denominados por: Fluke 433, Fluke 434 (Figura 3.1) e Fluke 435. Estes equipamentos têm a capacidade de fazer as seguintes medições e cálculos: tensão, corrente, potência, energia, desequilíbrios, flicker, harmónicos, inter-harmónicos, etc. Além disso também

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capturam eventos de Qualidade de Energia Eléctrica, tais como: sobretensões momentâneas, subtensões momentâneas, transitórios, interrupções e variações rápidas da tensão. Este monitorizador tem 10 modos de medição, que seguidamente serão descritos.

Figura 3.1 – Monitorizador de Qualidade de Energia Eléctrica Fluke 434.

Modo Scope

Este modo funciona como um osciloscópio, onde se pode visualizar as formas de onda das tensões e das correntes, como se pode verificar na Figura 3.2 a). Também são indicados os valores eficazes das tensões e das correntes, o valor eficaz da componente fundamental das tensões e das correntes, a frequência, a fase da tensão e a fase da corrente. Este modo também permite visualizar o diagrama de fasores das tensões e das correntes, como se pode observar na Figura 3.2 b).

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Figura 3.2 – Ecrãs do modo de medição Scope do Fluke 434/435: (a) Formas de onda; (b) Fasores.

Modo Volt/Amp/Hertz

Neste modo são apresentados alguns valores de medições referentes à tensão e à corrente, tais como: valor eficaz, valor pico-a-pico, factor de crista e frequência (Figura 3.3 a)). Também é possível verificar o gráfico da evolução de todos os sinais medidos desde o início da aquisição, os valores actuais vão aparecendo à direita do gráfico mantendo-se os valores mais antigos à esquerda (Figura 3.3 b)). Esses valores podem ser guardados na memória do monitorizador. Pode-se configurar a data e a hora do momento em que pretende começar a guardar os dados, bem como a duração desse registo. A duração pode ser configurada desde 30 minutos até 450 dias. A memória tem capacidade para guardar 1.800 pontos (com valores máximo, mínimo e médio) para cada leitura efectuada. A resolução é menor quanto maior for o tempo de registo, desde 1 segundo para o tempo de registo de 30 minutos a 6 horas para o tempo de registo de 450 dias [14].

Figura 3.3 – Ecrãs do modo de medição Volt/Amps/Hertz do Fluke 434/435: a) Valores numéricos; b) Gráficos de tendências.

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Modo Dips & Swell

Neste modo é possível registar até 1.000 eventos em que se verifique a ocorrência de sobretensões momentâneas, subtensões momentâneas, interrupções ou alterações rápidas de tensão. Os limites para os quais é considerado um evento são configuráveis. Neste modo também é possível verificar-se o gráfico da evolução dos valores eficazes das tensões e das correntes (Figura 3.4 a)). A duração de registo pode ir de 1,5 minutos até 450 dias. Cada evento detectado fica registado na memória com as seguintes informações: tipo de evento, valor eficaz da tensão, data e hora da ocorrência, fase em que se deu o evento e a sua duração, como se pode verificar na Figura 3.4 b) [14].

Figura 3.4 – Ecrãs do modo de medição Dips & Swells do Fluke 434/435: a) Gráficos de tendências; b) Tabela de eventos registados.

Modo Harmónicos

Este modo mede e regista harmónicos e inter-harmónicos até à ordem 50. Também são indicados dados como a componentes CC (valor médio), o THD e o factor K (factor de desclassificação dos transformadores). Os resultados podem ser mostrados num histograma ou numa tabela (Figura 3.5). O histograma mostra a contribuição, em percentagem, de cada uma das componentes harmónicas relativamente ao sinal completo. Também pode-se visualizar e guardar a evolução do THD da tensão ou da corrente (configurável) bem como 7 harmónicos, previamente seleccionados. A duração de registo pode ir de 30 minutos até 450 dias. A memória tem capacidade de registar 1.800 (com valores mínimos, máximos e médios) para cada leitura. Quanto maior for o tempo de registo menor é a resolução, sendo no máximo 1 segundo para o tempo de registo de 30 minutos e no mínimo de 6 horas para o tempo de registo de 450 dias [14].

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Figura 3.5 – Ecrãs do modo de medição Harmónicos do Fluke 434/435: a) Histograma; b) Tabela de harmónicos.

Modo Potência e Energia

Neste modo são indicados os valores da potência activa, da potência aparente, da potência reactiva, do factor de potência total e do factor de potência de deslocamento, como se pode verificar na Figura 3.6. Seleccionando a opção energia também são apresentados os valores da energia activa, da “energia reactiva” e da “energia aparente” consumida até aquele momento. É possível reiniciar a contagem da energia a qualquer momento. Os cálculos das potências podem ser feitos de duas formas, configuráveis pelo utilizador, uma em que apenas é considerada a componente fundamental da tensão e da corrente e a outra em que são considerados todos os harmónicos da tensão e da corrente. Pode-se verificar o gráfico da evolução dos seguintes valores: potência activa, aparente e reactiva nas três fases e no neutro, valores eficazes das tensões e das correntes nas três fases (Figura 3.6 b)). Esses valores também podem ser guardados na memória do monitorizador. A duração de registo pode ser definida por tempo (desde 30 minutos até 450 dias) ou pela quantidade de energia medida (desde 1 kWh até 99.998 kWh). Podem ser guardados na memória até 1800 pontos (mínimos, máximos e médios) para cada leitura. A resolução diminui com o aumento do tempo de registo, pode ser de 1 segundo para uma duração de 30 minutos e de 6 horas para uma duração de 450 dias [14].

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Figura 3.6 – Ecrãs do modo de medição Potência & Energia do Fluke 434/435: a) Tabela de potências e factor de potência; b) Gráfico de tendências.

Modo Flicker

Neste modo são apresentados os parâmetros que quantificam o flicker. Desses parâmetros constam: Pstg (severidade de curto termo) medido em 1 minuto, Pst medido

em 10 minutos, Pltg (severidade de longo termo) medido em 2 horas. Também são

indicados os parâmetros Dc, Dmax e TD, referentes à norma IEC 61000-3-3. Tal como nos modos de medição, referidos anteriormente, também se pode observar o gráfico de tendências (Figura 3.7 b)). Os parâmetros medidos podem ser guardados na memória, e o período de medição pode ser definido desde 30 minutos até 450 dias. Também neste modo o máximo número de pontos (com valores mínimos, máximos e médios) que a memória tem capacidade de guardar é de 1800 para cada leitura. A resolução é no máximo de 1 segundo para tempo de registo de 30 minutos e de 6 horas para o tempo de registo de 450 dias [14].

Figura 3.7 – Ecrãs do modo de medição Flicker do Fluke 434/435: a) Informação numérica dos parâmetros; b) Gráfico de tendências.

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Modo Desequilíbrios

Este modo de medição calcula o desequilíbrio da tensão e da corrente. Pode-se visualizar a percentagem de tensão de sequência negativa, a percentagem de tensão de sequência zero, a percentagem de corrente de sequência negativa e a percentagem de corrente de sequência zero. Também são apresentados os valores da componente fundamental, da tensão e da corrente, para as sequências negativas e zero. São igualmente apresentados os ângulos entre as tensões e as correntes de cada fase. Tal como no Modo Scope, também é possível visualizar-se o diagrama de fasores das tensões e das correntes. Como nos outros modos de medição pode-se observar o gráfico de tendências desde o inicio das medições (Figura 3.8 b)). Esses dados podem ser guardados na memória do equipamento. O período de medição pode ser programado desde 30 minutos até 450 dias. É possível guardar na memória no máximo 1.800 pontos com uma resolução máxima de 1 segundo para o tempo de registo de 30 minutos e de 6 horas para o tempo de registo de 450 dias [14].

Figura 3.8 – Ecrãs do modo de medição Desequilíbrio do Fluke 434/435: a) Informação numérica dos parâmetros medidos; b) Gráfico de tendências.

Modo Transitórios

Os monitorizadores Fluke 434 e 435 podem capturar formas de onda em alta resolução durante a ocorrência de distúrbios como subtensões momentâneas, sobretensões momentâneas, interrupções, aumentos de corrente e transitórios de tensão. É possível capturar no máximo 40 eventos. A taxa de amostra é de 200 kS/s [14].

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Modo Inrush

Este modo de medição permite medir as correntes de inrush. Este modo regista as tendências da tensão e da corrente após a corrente ultrapassar os limites configurados. Pode-se configurar os seguintes parâmetros: tempo de inrush, corrente nominal,

threshold, e histerese. O tempo de Inrush é o tempo entre o disparo e o momento em

que a corrente cai para o valor indicado pela histerese. As Informações de disparo prévio permitem que se observe o que ocorreu antes da corrente de inrush acontecer. A memória tem capacidade de registar 3.600 pontos (com valores mínimos, máximos e médios) para cada leitura. A resolução é no máximo de 25 milisegundos para o tempo de registo de 7,5 segundos, e no mínimo de 2 segundos para o tempo de registo de 2 horas [14]. Na Figura 3.9 pode-se observar o modo Inrush em funcionamento.

Figura 3.9 – Modo de Inrush do Fluke 343/435.

Modo Monitorizador de Qualidade de Energia

Este modo exibe um histograma (Figura 3.10) que representa vários parâmetros de Qualidade e Energia Eléctrica, tais como: valor eficaz da tensão, harmónicos, flicker, subtensões, sobretensões, interrupções, variações rápidas de tensão, desequilíbrios e frequência. As barras do histograma aumentam de tamanho caso a grandeza representada pela barra esteja longe do valor nominal. As barras mudam de verde para vermelho caso alguma das tolerâncias seja violada. Enquanto a monitorização decorre é possível visualizar os dados das medições que estão a ser efectuadas, bem como os gráficos de tendências desde o início da monitorização. Os eventos também ficam registados com os seguintes dados: tipo de evento (subtensão, sobretensão, interrupções, eventos de desequilíbrio, etc.), fase na qual se deu o evento, data do evento, hora do evento e duração do evento. O tempo da monitorização pode ser programado desde 2

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horas até 7 dias. A capacidade da memória permite guardar 1.008 pontos (mínimo, máximo, médio) para cada leitura com uma resolução de 10 minutos [14].

Figura 3.10 – Ecrã do modo Monitorizador de QEE do Fluke 434/435.

Características do Fluke 434/435

Na Tabela 3.1 são apresentadas as principais características do monitorizador de QEE Fluke 434/435.

Tabela 3.1 – Algumas características do monitorizador de QEE Fluke 434/435. Entradas de tensão 4 (3 fases + terra)

Tensão máxima de tensão 1.000 V eficazes Pico máximo de tensão 6 kV

Largura de banda para as tensões > 10 kHz, até 100 kHz para mostragem de transitórios Escalas de tensão 1:1, 10:1, 100:1, 1.000:1 e variável

Entradas de corrente 4 (3 fases + neutro)

Limite de medição de corrente 1 a 400 A eficazes com as pinças incluídas (I400S) 0.1 a _{3.000 A eficazes com pinças opcionais} Largura de banda para as correntes > 10 kHz

Escalas de corrente 0,1, 1, 10, 100, 1000 mV/A para as pinças i5s e i430flex Velocidade máxima de

amostragem 200 kS/s em cada canal

Amostragem para cálculos dos valores eficazes

5000 amostras em 10/12 (60 Hz/50 Hz) ciclos em conformidade com IEC 61000-4-30

Precisão e Resolução do Fluke 434/435

Seguidamente serão apresentados valores relativamente à precisão e resolução do

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Tabela 3.2 – Precisão e resolução para as várias medições do Fluke 434/435.

Ampere/Volt/Hz Intervalo de medição Resolução Precisão

Tensão eficaz (AC + DC)

Fluke 435 1…600 V eficazes 0,01 V ± 0,1% da _{tensão nominal}

Fluke 434

600…1 kV eficazes 0,01 V ± 0,1% da _{tensão nominal}

1…1 kV eficazes 0,1 V ± 0,5% da _{tensão nominal}

Corrente eficaz (AC + DC)

Fluke 435 0…20 kA eficazes 0,001…10 A ± 0,5% _{± 5 pontos}

Fluke 434 0…20,0 kA eficazes 0,001…10 A ± 1% ± _{5 pontos}

Fluke 434 com i400s 0…40/400 A eficazes 0,1 e 1 A ± 1% ± 5 pontos Fluke 435 com I430flex 30…3 kA eficazes 1 A ± 0,5% ± 20 pontos Frequência Fluke 435 50Hz 42,5 ... 57,5 Hz 0,001 Hz ± 0,01 Hz Fluke 435 60Hz 51... 69 Hz 0,001 Hz ± 0,01 Hz Fluke 434 50Hz 42,5 ... 57,5 Hz 0,001 Hz ± 0,01 Hz Fluke 434 60Hz 51 ... 69 Hz 0,01 Hz ± 0,01 Hz Potência W (VA, VAR) Fluke 435 1 … 20.00 MW 0,1 … 1 kW 1% _{± 10 pontos} Fluke 434 1 … 20.00 MW 0,1 … 1 kW ± 1,5% ± 10 pontos Energia kWh Fluke 434/435 0 kWh…200 GWh 0,01 Wh …100 Wh ± 1% _{± 10 pontos} 0 kWh 200 GWh 0,01 Wh … 100 Wh ± 1,5% _{± 10 pontos} THD(n=40) Fluke 434/435 0 ... ± 100% 0,1% ± 2,5% V e A Harmónicos Fluke 434/435 0 … 3.500 Hz 1 Hz ± 1Hz Desequilíbrio de tensão Fluke 435 0 … 5% 0,1% ± 0,15% Fluke 434 0 … 5% 0,1% ± 0,5% Desequilíbrio de corrente Fluke 434/435 0 … 20% 0,1% ± 1%