Análisis de normatividad internacional para descargas atmosféricas con interfaz gráfica aplicada al Osciloscopio Tektronix DPO 7054C mediante pruebas tipo impulso
Cargando...
Fecha
Fecha
2019-07-18
Colaboradores
Título de la revista
ISSN de la revista
Título del volumen
Editor
Altmetric
Descripción
En la Universidad Distrital FJDC, se cuenta con la disposición de un osciloscopio de fósforo digital, el cual combina las características de un osciloscopio analógico con las de uno digital, esto, con el fin de mejorar la precisión en sus medidas aumentando el número de muestras. Además, tiene un gran número de funciones que vale la pena explotar, ya que cuenta con el sistema operativo Windows 7, lo que implica que se pueden desarrollar varios tipos de aplicaciones o interfaces gráficas.
Dado esto, se realizó la programación de una interfaz gráfica para las pruebas tipo impulso; específicamente cuatro pruebas: impulso tipo rayo onda completa, impulso tipo rayo onda recortada, impulso de corriente e impulso tipo maniobra; con el fin de ser aplicadas a equipos que se puedan acoplar a un sistema de potencia. Este proyecto fue realizado en el ciclo de tecnología. En este, se complementa y mejora la programación de la interfaz gráfica para mejorar la calidad de las medidas de los parámetros normalizados según la IEC 62305 (tiempo de frente, valor pico y tiempo de cola). Además de esto, la interfaz inicial tiene varios limitantes en cuanto al suavizado de la señal, ya que el filtro implementado funciona sí y sólo sí el impulso es normalizado, no tiene un buen sustento matemático y es realizado empíricamente. Una de las principales características de este proyecto consiste en la comparación de tres (3) filtros diseñados por Toolbox en Matlab con un sustento matemático, el cual permite realizar un análisis de señales para determinar cuál es el Toolbox más adecuado. Para este caso, el Toolbox de Matlab Wavelet, el cual proporciona funciones y aplicaciones para analizar y sintetizar señales; incluye algoritmos para el análisis continuo de Wavelets, su coherencia, la sincronización y el análisis de tiempo-frecuencia adaptativo de datos, aplicaciones y funciones para el análisis discreto y no reducido de Wavelets de señales. A fin de analizar la correcta implementación del Toolbox para impulsos tipo rayo se realizaron diferentes pruebas y análisis. En el laboratorio de alta tensión de la universidad se generaron impulsos tipo rayo normalizados de corriente y tensión con diferentes tipos de medida; para el de corriente con medición mediante resistencia Shunt y bobina Rogowski, y para el impulso de tensión mediante divisores resistivos y capacitivos, teniendo en cuenta sus resistencias de acople. Con esto se obtuvieron resultados con distorsión y con ello se pudo evidenciar la efectividad del filtro. Además de esto, se realizaron las simulaciones de los impulsos que no se pueden generar en la universidad, como el de onda recortada y tipo maniobra. Se simularon con elementos reales incluyendo los efectos de elementos parásitos para así poder obtener la distorsión y que ésta sea reducida. La implementación de lo anterior ha sido realizada por medio del entorno de programación visual GUIDE disponible en MATLAB, el cual facilita la unión entre la parte matemática y la interfaz gráfica. Se espera que este proyecto sea una gran iniciativa para que se desarrollen más estudios relacionados con este osciloscopio, ya que es una gran herramienta con la que cuenta la universidad y no se está aprovechando al máximo.
Resumen
At the FJDC District University, a digital phosphor oscilloscope is available, which combines the characteristics of an analog oscilloscope with those of a digital one, this, in order to improve the accuracy of its measurements by increasing the number of samples . In addition, it has a large number of functions that are worth exploiting, since it has the Windows 7 operating system, which implies that several types of applications or graphical interfaces can be developed. Given this, the programming of a graphical interface for impulse type tests was carried out; specifically four tests: full wave lightning pulse, clipped wave lightning pulse, current pulse and maneuvering pulse type; in order to be applied to equipment that can be coupled to a power system. This project was carried out in the technology cycle. In this, the programming of the graphical interface is complemented and improved to improve the quality of the measurements of the standardized parameters according to IEC 62305 (front time, peak value and tail time). In addition to this, the initial interface has several limitations in terms of signal smoothing, since the implemented filter works yes and only if the impulse is normalized, it does not have a good mathematical support and is empirically performed. One of the main features of this project is the comparison of three (3) filters designed by Matbox Toolbox with a mathematical support, which allows to perform a signal analysis to determine which is the most suitable Toolbox. For this case, the Matlab Wavelet Toolbox, which provides functions and applications to analyze and synthesize signals; It includes algorithms for the continuous analysis of Wavelets, their coherence, synchronization and adaptive time-frequency analysis of data, applications and functions for discrete and non-reduced analysis of signal Wavelets. In order to analyze the correct implementation of the Toolbox for lightning impulses, different tests and analyzes were performed. In the university's high voltage laboratory, normalized lightning impulses of current and voltage were generated with different types of measurement; for the current with measurement by means of Shunt resistor and Rogowski coil, and for the impulse of tension by means of resistive and capacitive dividers, taking into account their coupling resistances. With this, results were obtained with distortion and with it the effectiveness of the filter could be evidenced. In addition to this, the simulations of the impulses that cannot be generated in the university were carried out, such as the short-wave and maneuver type. They were simulated with real elements including the effects of parasitic elements in order to obtain distortion and reduce it. The implementation of the above has been done through the GUIDE visual programming environment available in MATLAB, which facilitates the union between the mathematical part and the graphical interface. This project is expected to be a great initiative to develop more studies related to this oscilloscope, as it is a great tool that the university has and is not being taken full advantage.
Palabras clave
Interfaz gráfica, Pruebas tipo impulso, Osciloscopio Tektronix DPO 7054C, Transformada de Wavelets, Impulso tipo rayo, Impulso tipo maniobra