Mediciones Electricas clase 9 [Modo de compatibilidad] · Monofásico marca STARMonofásico marca STAR modelo DDS26B ... tamaño y el costo de las cajas porta medidor ytamaño y el

16/10/2010

1

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICAUNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

Mediciones EléctricasIng. Roberto Solís Farfán

CIP 84663

MEDIDORES DE ENERGIAMEDIDORES DE ENERGIA

Los medidores eléctricos o contadores se emplean para medir el trabajo eléctrico. Sus indicaciones forman la base para el pcalculo del consumo de energía eléctrica entre la empresa concesionaria y el usuario final.

16/10/2010

2

MEDIDOR MECANICOMEDIDOR MECANICO

Consta de un disco de inducción con registrador tipo reloj o ciclométrico.Ventajas:

Vid útil b t t l. Vida útil bastante larga. Costo bajo del propio medidorDesventajas:. Precisión no superior a la Clase 2.0 según IEC. Requieren mantenimiento periódicamenteperiódicamente. Pierden precisión con el tiempo por desgaste de las piezas móvibles. Susceptible al fraude. Limitado en su funcionalidad e inflexible


16/10/2010

3

• Los medidores de energíaelectromecánico consiste básicamenteen un motor cuyo torque es


en un motor cuyo torque esproporcional al flujo de energía quecircula


Elemento Elemento MóvilMóvil

16/10/2010

4

Disco de inducción con registrador de estado sólido de pantalla LCD (Cristal

MEDIDOR HIBRIDOMEDIDOR HIBRIDO

Líquido)

+ 0000.0

Ventajas:Vida útil bastante larga. Vida útil bastante larga

. Costo bajo del propio medidor

. Permitían medición en multitarifas

. Perfil de Carga

. Menos fallas del registrador que el caso con medidores de demanda mecánica.

Desventajas:•Precisión no superior a la Clase 2 0 ú IEC

MEDIDOR HIBRIDOMEDIDOR HIBRIDO

2.0 según IEC•Requieren mantenimiento periódicamente•Pierden precisión con el tiempo por desgasto de las piezas movibles•Susceptible al fraude•Susceptible al fraude•Limitado en su funcionalidad e inflexible

16/10/2010

5

Las señales de entrada pasan por transformadores de corriente y potenciaVentajas:

MEDIDOR DE ESTADO SÓLIDOMEDIDOR DE ESTADO SÓLIDO

Ventajas:. Clase de precisión de 0.5 ó 0.2 segun IEC

. Integración de medición reactiva

. Establidad

. Detección de Fraude

. Comunicación Remota (Módem)Desventajas:Desventajas:. Costo - solamente permitía su aplicación en las instalaciones mas importantes. Cierta Inflexibilidad

• En la actualidad, los medidoreselectromecánicos está siendoreemplazados por los medidores

MEDIDOR ELECTRONICOSMEDIDOR ELECTRONICOS

reemplazados por los medidoreselectrónicos que ofrecen mayorseguridad, eficiencia y flexibilidadpara la medición de diferentesparámetros, y no solamente deenergía.

16/10/2010

6

• Estos equipos poseen memoria novolátil para almacenar datosreferidos al comportamiento del


referidos al comportamiento delsistema, que permiten realizar unseguimiento del mismo. Tambiénestán adaptados para implementarun sistema de energía prepago, quetienen bastante aceptación por partede los distribuidores, porque permiteun mejor control de morosidad y

it l t ió d levita el corte y reconexión delsuministro por parte de la empresaconcesionaria.

. Sellado compacto de diseño sin tornillos


tornillos. Tipo de conexión frontal inferior. Visualizador ciclométrico. Material de la base y tapa: Policarbonato

DiseñoDiseño

16/10/2010

7


Medidor Electrónico Medidor Electrónico Monofásico marca STARMonofásico marca STARMonofásico marca STAR Monofásico marca STAR modelo DDS26B modelo DDS26B Registrador CiclométricoRegistrador Ciclométrico

MCU

Register

Pulse Output LED Energy Pulse Indicator

LED Reverse Indicator Principio Principio


Voltage Divider &

Special Energy

L1 in L1 out

Current DividerVoltage Divider &

Current Divider

Measuring Chip

Special Energy

Measuring Chip

funcionamiento funcionamiento

de de

L1 in L1 out

L2 out L2 in

El funcionamiento de estos medidores esta principalmente basado en el El funcionamiento de estos medidores esta principalmente basado en el circuito integrado que estos poseen , existen diferentes tipos de circuitos circuito integrado que estos poseen , existen diferentes tipos de circuitos integrados, algunos de ellos permiten la programación para adecuarlo a integrados, algunos de ellos permiten la programación para adecuarlo a las necesidades del usuario. La presentación de las mediciones se realiza las necesidades del usuario. La presentación de las mediciones se realiza en un display de cristal liquido (LCD), o contador ciclométrico. en un display de cristal liquido (LCD), o contador ciclométrico.

16/10/2010

8

Principio de funcionamiento Principio de funcionamiento


La energía activa será entoncesLa energía activa será entonces

2/cos2/cos SRSRRS IVIVp Como el medidor mide también la potencia en conexión Como el medidor mide también la potencia en conexión inversa, es decir que la medición es unidireccional., se inversa, es decir que la medición es unidireccional., se tiene:tiene:

2/cos2/cos SRSRRS IVIVp



La expresión de la energía activa La expresión de la energía activa será:será:

TIVIVEp SRSRRS 2/cos2/cos(

16/10/2010

9

El principal componente del medidor es el Microprocesador (MCU) el cual es un circuito integrado, usado para el procesamiento de datos:La señal es recibida por el chip de medición el


La señal es recibida por el chip de medición, el cual realiza la integración de las señales de tensión y de corriente.Características del chip de medición

• Alta exactitud con un error menor de 0.1% sobre un rango de 500 a 1.

• Indicado potencia inversa..

ll dd l dl dPulsoPulso dede salidasalida paraparaInterfaseInterfase directadirecta deldelmotormotor contadorcontador dedepasospasos..BajoBajo consumoconsumo dedepotenciapotencia 1515mWmW..

Ventajas de los MedidoresVentajas de los MedidoresElectrónicosElectrónicos

CLASE DE PRECISIÓNCLASE DE PRECISIÓNL did l t ó i fá iL did l t ó i fá iLos medidores electrónicos monofásicos Los medidores electrónicos monofásicos tienen mejor clase de precisión que los tienen mejor clase de precisión que los electromecánicos, esto es conveniente electromecánicos, esto es conveniente ya que se obtiene mejor calidad de ya que se obtiene mejor calidad de medida evitando un sub registro o sobre medida evitando un sub registro o sobre registro de medición de la energía, esto registro de medición de la energía, esto también conlleva a una menortambién conlleva a una menortambién conlleva a una menor también conlleva a una menor probabilidad de penalidad a la empresa probabilidad de penalidad a la empresa concesionaria.concesionaria.

16/10/2010

10


TIEMPO DE VIDATIEMPO DE VIDALos medidores electromecánicos tienen Los medidores electromecánicos tienen un largo tiempo de vida, en campo, se un largo tiempo de vida, en campo, se puede observar medidores con más de 30 puede observar medidores con más de 30 años de funcionamiento, sin embargo son años de funcionamiento, sin embargo son los que tienen mayor desviación con los que tienen mayor desviación con respecto al rango de tolerancia y mayores respecto al rango de tolerancia y mayores perdidas. El tiempo de vida de un medidor perdidas. El tiempo de vida de un medidor l t ó i i l 15 ñ ll t ó i i l 15 ñ lelectrónico es superior a los 15 años, los electrónico es superior a los 15 años, los

principales componentes de un medidor principales componentes de un medidor electrónico son: Sensores de entrada, electrónico son: Sensores de entrada, fuente de energía, modulo de medición de fuente de energía, modulo de medición de energía, el display o registrador y energía, el display o registrador y componentes pasivos.componentes pasivos.


Errores de Medicion Debido a las Errores de Medicion Debido a las Condiciones AmbientalesCondiciones AmbientalesUn medidor electromecánico posee muchas Un medidor electromecánico posee muchas piezas móviles las cuales están propensas a piezas móviles las cuales están propensas a variar su funcionamiento según la temperatura variar su funcionamiento según la temperatura y otras condiciones. Los engranajes y otras condiciones. Los engranajes mecánicos están expuestos a la suciedad, mecánicos están expuestos a la suciedad, polvo y humedad afectando la exactitud de la polvo y humedad afectando la exactitud de la medición, todas estas condiciones además de medición, todas estas condiciones además de ,,la vibración puede conducir a la la vibración puede conducir a la descalibración del medidor, el cual tendrá que descalibración del medidor, el cual tendrá que ser comprobado y/o calibrado con cierta ser comprobado y/o calibrado con cierta periocidad. Ciertamente estas condiciones no periocidad. Ciertamente estas condiciones no afectan a losafectan a los medidores electrónicos.medidores electrónicos.

16/10/2010

11

CONSUMO DE ENERGIA DEL MEDIDORCONSUMO DE ENERGIA DEL MEDIDOREl consumo de energía de un medidor El consumo de energía de un medidor


electrónico monofásico marca Star es de electrónico monofásico marca Star es de hasta 1.5 W /7VA en el circuito de voltaje y de hasta 1.5 W /7VA en el circuito de voltaje y de hasta 0.1 VA en el circuito de corriente, en hasta 0.1 VA en el circuito de corriente, en comparación con los medidores comparación con los medidores electromecánicos, los cuales tienen 4 VA en electromecánicos, los cuales tienen 4 VA en circuito de corriente y 2/10 W/VA en el circuito circuito de corriente y 2/10 W/VA en el circuito de tensión, podría realizarse un análisis de tensión, podría realizarse un análisis , p, peconómico de las perdidas a lo largo del económico de las perdidas a lo largo del tiempo de vida de los medidores tiempo de vida de los medidores electromecánicos, llevándolo a valor actual electromecánicos, llevándolo a valor actual teniendo en cuenta la inversión inicial, teniendo en cuenta la inversión inicial, mantenimiento, calibración, etc para cada uno mantenimiento, calibración, etc para cada uno de las tecnologías descritas.de las tecnologías descritas.

Además se tienen las siguientes ventajas:Además se tienen las siguientes ventajas:. No requiere de mantenimiento preventivos. No requiere de mantenimiento preventivos


. No requiere de realizar procesos periódicos . No requiere de realizar procesos periódicos de contrastación.de contrastación.. Registro acumulativo del consumo de energía . Registro acumulativo del consumo de energía eléctrico, los que quedan almacenados por eléctrico, los que quedan almacenados por varios añosvarios años. Impide manipulación para hurto de energía ya . Impide manipulación para hurto de energía ya que tradicionalmente con los medidores de que tradicionalmente con los medidores de qqinducción se usaban imanes para retrazar el inducción se usaban imanes para retrazar el movimiento del disco de inducción.movimiento del disco de inducción.. Impide el hurto dando una señal luminosa . Impide el hurto dando una señal luminosa (LED) en conexión inversa(LED) en conexión inversa..

16/10/2010

12

. Registro siempre positivo, es decir así se . Registro siempre positivo, es decir así se manipule o invierta las conexiones, siempre manipule o invierta las conexiones, siempre

i t á l d íi t á l d í


registrará el consumo de energíaregistrará el consumo de energía. Mayor familiaridad con los usuarios, ya que . Mayor familiaridad con los usuarios, ya que permite leer con números arábigos el consumo permite leer con números arábigos el consumo de energía.de energía.. Menor consumo propio de energía eléctrica.. Menor consumo propio de energía eléctrica.. Los equipos son mucho mas compactos que los . Los equipos son mucho mas compactos que los medidores de inducción, por lo que reducen el medidores de inducción, por lo que reducen el tamaño y el costo de las cajas porta medidor ytamaño y el costo de las cajas porta medidor ytamaño y el costo de las cajas porta medidor y tamaño y el costo de las cajas porta medidor y consecuentemente el costo tal de la conexión.consecuentemente el costo tal de la conexión.. Los medidores electrónicos vienen aferidos de . Los medidores electrónicos vienen aferidos de fabrica y no se descalibran durante su vida útil.fabrica y no se descalibran durante su vida útil.. Los materiales utilizados en su fabricación son . Los materiales utilizados en su fabricación son altamente resistentes al fuego, al calor y a los altamente resistentes al fuego, al calor y a los rayos ultravioletas.rayos ultravioletas.

Tipo de Conexión de los Tipo de Conexión de los MedidoresMedidores

C ió i tC ió i tConexión internaConexión interna

16/10/2010

13

Conexión MonofásicaConexión Monofásica

Proceso de InstalaciónProceso de Instalación

16/10/2010

14

DesmontajeDesmontaje

Estructura InternaEstructura Interna

Cable de comunicación entre latarjeta y el motor contador depulsos desconectado; el motor norecibe la señal, por lo que nofunciona el contador ciclometricoy el medidor no registra elconsumo.consumo.

Medidor electrónicomonofasico, concontador ciclometrico

16/10/2010

15

Potencia

Ciclo de Deterioro por Falso contactoCiclo de Deterioro por Falso contacto

Resistenciade Contacto

Potenciade Pérdida

Aumento deTemperaturap

Oxidación

SECUENCIAS DE FASESSECUENCIAS DE FASESDE UN SISTEMA TRIFASICODE UN SISTEMA TRIFASICO

Se denomina corriente alterna(abreviada CA en español y AC i lé ) l i tCorrienteCorriente AC en inglés) a la corrienteeléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente.La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda senoidal (figura), puesto que se consigue una

CorrienteCorriente

AlternaAlterna

puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de onda periódicas, tales como la triangular o la cuadrada

16/10/2010

16

Representación fasorialUna función senoidal puede ser representada por un vector giratorio, al que se denomina fasor o vector de Fresnel, que tendrá las siguientes características:que tendrá las siguientes características:•Girará con una velocidad angular ω. •Su módulo será el valor máximo o el eficaz, según convenga

Las corrientes trifásicas se generan mediante alternadores dotados de tres bobinas o grupos de bobinas, arrolladas sobre tres sistemas de pie as polares

CorrienteCorriente

TrifásicaTrifásica sistemas de piezas polares equidistantes entre sí

La corriente trifásica está formada por un conjunto de tres

TrifásicaTrifásica

jformas de onda, desfasadas una respecto a la otra 120 grados

16/10/2010

17

Si rotamos un campo éti t é d

Generación de Corriente AlternaGeneración de Corriente Alterna

magnético a través de una bobina entonces se produce un voltaje monofásico y se observaría una señal de voltaje como se muestra en la grafica , En cambio, si colocamos tres bobinas separadas por ángulos deseparadas por ángulos de 120° se estarán produciendo tres voltajes con una diferencia de fase de 120°cada uno como los que se observan en la grafica

La corriente trifásica está formada por un j t d t f d d

Corriente TrifásicaCorriente Trifásica

conjunto de tres formas de onda, desfasadas una respecto a la otra 120 grados, según el diagrama que se muestra a continuación.

16/10/2010

18

Por convención se toma siempre como voltaje de referencia al voltaje de fase a. Cuando el voltaje de fase b está retrasado del voltaje

Secuencia de Fases PositivaSecuencia de Fases Positiva

de fase a 120° y el voltaje de fase c está adelantado al de fase a por 120° se dice que la secuencia de fase es positiva. En esta secuencia de fase los voltajes alcanzan su valor pico en la secuencia a-b-c. Los voltajes de a, b y c representados con fasores son los siguientes:

El voltaje de fase b está adelantado 120° al de la fase a. y el voltaje de fase c está atrasado 120° al de la fase a.

Secuencia de Fases NegativaSecuencia de Fases Negativa

Entonces, podemos decir que la fase a, quedo como estaba, pero las de b, y c, invirtieron posición, en este caso la fase total viro un ángulo hacia el lado opuesto, por lo que el motor, invertiría el sentido, de lo que deducimos que invirtiendo dos fases se invierte el sentido de giro de los motores.

16/10/2010

19

SI EL MÁXIMO DE TENSIÓN DE LA SI EL MÁXIMO DE TENSIÓN DE LA FASE FASE RR ES SEGUIDO POR EL MÁXIMO ES SEGUIDO POR EL MÁXIMO DE LA FASEDE LA FASE SS Y A SU VEZ POR ELY A SU VEZ POR EL

SECUENCIASECUENCIA

DE LA FASE DE LA FASE SS, Y A SU VEZ POR EL , Y A SU VEZ POR EL MÁXIMO DE LA FASE MÁXIMO DE LA FASE TT, SE DICE QUE , SE DICE QUE LA SECUENCIA ES LA SECUENCIA ES RRSSTT. POR EL . POR EL CONTRARIO, SI EL MÁXIMO DE CONTRARIO, SI EL MÁXIMO DE TENSIÓN DE LA FASE TENSIÓN DE LA FASE RR ES SEGUIDO ES SEGUIDO POR EL MÁXIMO DE POR EL MÁXIMO DE TT Y LUEGO POR Y LUEGO POR LA FASELA FASE SS, SE DICE QUE EL ORDEN, SE DICE QUE EL ORDENLA FASE LA FASE SS, SE DICE QUE EL ORDEN , SE DICE QUE EL ORDEN DE FASES ES DE FASES ES RRTTSS..

R T

Secuencia positiva

SR T

Secuencia negativa

S

ST R

16/10/2010

20

La inversión de dos de las tres fases, puede causar daños a maquinas o producir accidentes personales

l h i l t tid i

Consecuencia de la Inversión de Consecuencia de la Inversión de SecuenciaSecuencia

al hacer girar los motores en sentido inverso. Una inversión en la secuencia de las fases, suele ocurrir cuando se modifican las instalaciones eléctricas y durante las labores de mantenimiento del cableado.

• L1 (R) Rojo (Red)

Secuencimetro KyoritsuSecuencimetro Kyoritsu

(Red)

• L2 (S) Blanco (White)

• L3 (T) Azul (Blue)

16/10/2010

21

Es un instrumento que sirve para verificar el sentido de la secuencia de fases de la corriente eléctrica trifásica

SecuencimetroSecuencimetro

fases de la corriente eléctrica trifásica.

Uso :Se utiliza en las instalaciones de equipos eléctricos trifásicos como motores, medidores, cosfímetros, redes.

FuncionamientoFuncionamiento

El Secuencímetro esta conformado por tres bobinas separadas 120° eléctricos una respecto a la otra, un disco giratorio, una fl h i l tid h i blflecha impresa en el sentido horario, cables de colores.Se conecta los tres cables de acuerdo a las fases que indica el instrumento y se presiona el botón de encendido.

16/10/2010

22

Identificación y señalización de fases en medidor trifásico ASA

L1 L2 L3

Identificación de la Secuencia de fases en Bornes de salida del medidor

Sec.

RS

T

R

S

TAcometida

Alimentador o cable del Usuario

Identificación y señalización de fases en medidor trifásico ASA

Fase

R

Fase

S

Fase

T

RS

T

R

S

TAcometida

Alimentador o cable del Usuario

16/10/2010

23

Carga delClienteMedidor

Nuevo

Fase R

Identificación y Señalización de fases en Medidor Trifásico DIN

Instalación del medidor nuevo, instalando los cables de alimentación y del cliente ya

Fase S

Fase

T

Rs

MatrizR S T

los cables de alimentación y del cliente ya identificados con la cinta de colores.

T

Sistema de MediciónSistema de Medición

CONCEPTOS GENERALES

La potencia consumida en un elemento cualquiera de un circuito, es la velocidad con que la energía eléctrica es convertida en cualquier otra forma de energíaes convertida en cualquier otra forma de energía (calor, mecánica, química, etc.)

La potencia es la energíaeléctrica consumida en la

unidad de tiempo.Las máquinas eléctricasconsumen esa potencia, esdecir la potencia activa la φ

S Q

decir, la potencia activa, latransforman en potenciamecánica en el eje de lamáquina y la potenciareactiva, no la consumen,sino que la utilizan para crearsu campo magnético.

φ

P

16/10/2010

24

Simetría.- Se refiere a las tensiones,cuando en un sistema de tensiones,éstas tienen igual modulo y estándesfasadas entre sí un mismo ángulo,se dice que el sistema es simétrico.

UR

120° 120°

USUT 120°

Equilibrio.- Se refiere a las cargas ocorrientes, cuando éstas en un sistemade intensidades tienen igual modulo yestán desfasadas entre sí un mismoá l di l i tángulo, se dice que el sistema esequilibrado o balanceado.

IR

ISIT

120° 120°

120°

16/10/2010

25

Teniendo en cuenta éstas definiciones podemos clasificar los sistemas de tensiones y corrientes según sean:

{ SimétricasT i {

Asimétricas

Corrientes { Equilibradas

Desequilibradas

Estos sistemas

Tensiones

Simétricos y equilibrados

Simétricos y desequilibrados

Asimétricos y equilibrados

Asimétricos y desequilibrados}

pueden estarconectados enestrella o triangulo ysí son estrellapueden tener o noneutro accesible

El método de los dos vatímetros (conocidotambién como Método ARÓN) se utiliza paramedir la potencia activa consumida por una cargaequilibrada o desequilibrada sin hilo neutro. Lasconexiones de los dos vatímetros a la red estánrepresentadas en la figurarepresentadas en la figura.Las bobinas amperimétricas se introducen en dosfases cualesquiera de la red, y las bobinasvoltimétricas se conexionan entre la fase quetiene la bobina amperimétrica correspondiente yla fase restante.

16/10/2010

26

Prueba para la colocación de fusibles

220 V.

000 V.

Prueba para la colocación de Fusibles

220 V.

000 V.

16/10/2010

27

Puesta en Servicio suministro con losa portafusible

Documents

Mediciones Electricas clase 9 [Modo de compatibilidad] · Monofásico marca STARMonofásico marca STAR modelo DDS26B ... tamaño y el costo de las cajas porta medidor ytamaño y el