mediciones electricas clase 9.ppt

8/16/2019 Mediciones Electricas clase 9.ppt

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Mediciones EléctricasIng. Roberto Solís Farfán

CIP 84663

ACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

MEI!RES E E"ER#I$MEI!RES E E"ER#I$

Los medidores eléctricos o contadores seemplean para medir el trabajo eléctrico.Sus indicaciones forman la base para elcalculo del consumo de energía eléctricaentre la empresa concesionaria y el

usuario final.

MEI!R MEC$"IC!MEI!R MEC$"IC!

Consta de un disco de inducción con

registrador tipo reloj o ciclométrico.Ventajas:

. Vida útil bastante larga

. Costo bajo del propio medidor

Desentajas:. !recisión no superior a la Clase ".#según $%C. &e'uieren mantenimientoperiódicamente. !ierden precisión con el tiempo pordesgaste de las pie(as móibles. Susceptible al fraude. Limitado en su funcionalidad e

infle)ible

* Los medidores de energíaelectromec+nico consiste b+sicamenteen un motor cuyo tor'ue esproporcional al flujo de energía 'uecircula

Ele%entoEle%entoM&'ilM&'il

Disco de inducción con registrador deestado sólido de pantalla LCD ,CristalLí'uido-

MEI!R (I)RI!MEI!R (I)RI!

0000.0

Ventajas:. Vida útil bastante larga

. Costo bajo del propio medidor

. !ermitían medición en multitarifas

. !erfil de Carga

. /enos fallas del registrador 'ue el

caso con medidores de demandamec+nica.

Las se0ales de entrada pasan portransformadores de corriente y potenciaVentajas:. Clase de precisión de #.1 ó #." segun $%C

. $ntegración de medición reactia

. %stablidad

. Detección de 2raude

. Comunicación &emota ,/ódem-Desentajas:

. Costo 3 solamente permitía su aplicaciónen las instalaciones mas importantes. Cierta $nfle)ibilidad

MEI!R E ES5$! SI!MEI!R E ES5$! SI!

* %n la actualidad4 los medidoreselectromec+nicos est+ siendoreempla(ados por los medidoreselectrónicos 'ue ofrecen mayorseguridad4 eficiencia y fle)ibilidad

para la medición de diferentespar+metros4 y no solamente deenergía.

MEI!R EEC5R!"IC!SMEI!R EEC5R!"IC!S

* %stos e'uipos poseen memoria nool+til para almacenar datosreferidos al comportamiento delsistema4 'ue permiten reali(ar unseguimiento del mismo. 5ambién

est+n adaptados para implementarun sistema de energía prepago4 'uetienen bastante aceptación por partede los distribuidores4 por'ue permiteun mejor control de morosidad yeita el corte y recone)ión del

suministro por parte de la empresaconcesionaria.

. Sellado compacto de dise0o sintornillos

. 5ipo de cone)ión frontal inferior

. Visuali(ador ciclométrico

. /aterial de la base y tapa:!olicarbonato

ise7oise7o

Medidor Electr&nicoMedidor Electr&nicoMonofásico %arca S5$RMonofásico %arca S5$R%odelo S6)%odelo S6)Registrador Ciclo%étricoRegistrador Ciclo%étrico

Voltage Divider &

Special Energy

L6 in L6 out

L" out L" in

Register

Pulse Output LED Energy Pulse Indicator

LED Reverse Indicator

Current Divider Voltage Divider &

Current Divider

Measuring Chip

Special Energy

Measuring Chip

%l funcionamiento de estos medidores esta principalmente basado en el%l funcionamiento de estos medidores esta principalmente basado en elcircuito integrado 'ue estos poseen 4 e)isten diferentes tipos de circuitoscircuito integrado 'ue estos poseen 4 e)isten diferentes tipos de circuitosintegrados4 algunos de ellos permiten la programación para adecuarlo aintegrados4 algunos de ellos permiten la programación para adecuarlo alas necesidades del usuario. La presentación de las mediciones se reali(alas necesidades del usuario. La presentación de las mediciones se reali(aen un display de cristal li'uido ,LCD-4 o contador ciclométrico.en un display de cristal li'uido ,LCD-4 o contador ciclométrico.

Princi-ioPrinci-io

f,nciona%ientof,nciona%iento

Princi-io de f,nciona%ientoPrinci-io de f,nciona%iento

La energía actia ser+ entoncesLa energía actia ser+ entonces( ) ( ) 2cos2cos ϕ ϕ S RS R RS I V I V p +=

Como el medidor mide también la potencia en cone)iónComo el medidor mide también la potencia en cone)ióninersa4 es decir 'ue la medición es unidireccional.4 seinersa4 es decir 'ue la medición es unidireccional.4 setiene:tiene:

( ) ( ) 2cos2cos ϕ ϕ S RS R RS I V I V p +=

La e)presión de la energía actiaLa e)presión de la energía actiaser+:ser+:

( ) ( ) ) T I V I V Ep S RS R RS δ ϕ ϕ ×+= ∫ 2cos2cos!

%l principal componente del medidor es el

/icroprocesador ,/C7- el cual es un circuitointegrado4 usado para el procesamiento dedatos:La se0al es recibida por el c8ip de medición4 elcual reali(a la integración de las se0ales detensión y de corriente.Características del ci- de %edici&n

* 9lta e)actitud con un error menor de #.6sobre un rango de 1## a 6.

* $ndicado potencia inersa..

Pulso de salidaPulso de salidaparapara

InterfaseInterfasedirecta deldirecta del

motormotorcontador decontador de

pasos.pasos.Bajo consumoBajo consumo

9enta*as de los Medidores9enta*as de los MedidoresElectr&nicosElectr&nicos

CL9S% D% !&%C$S$;<CL9S% D% !&%C$S$;<Los medidores electrónicos monof+sicosLos medidores electrónicos monof+sicostienen mejor clase de precisión 'ue lostienen mejor clase de precisión 'ue los

electromec+nicos4 esto es conenienteelectromec+nicos4 esto es conenienteya 'ue se obtiene mejor calidad deya 'ue se obtiene mejor calidad demedida eitando un sub registro o sobremedida eitando un sub registro o sobreregistro de medición de la energía4 estoregistro de medición de la energía4 estotambién conllea a una menortambién conllea a una menor

probabilidad de penalidad a la empresaprobabilidad de penalidad a la empresaconcesionaria.concesionaria.

5$%/!= D% V$D95$%/!= D% V$D9Los medidores electromec+nicos tienenLos medidores electromec+nicos tienenun largo tiempo de ida4 en campo4 seun largo tiempo de ida4 en campo4 sepuede obserar medidores con m+s de >#puede obserar medidores con m+s de >#

a0os de funcionamiento4 sin embargo sona0os de funcionamiento4 sin embargo sonlos 'ue tienen mayor desiación conlos 'ue tienen mayor desiación conrespecto al rango de tolerancia y mayoresrespecto al rango de tolerancia y mayoresperdidas. %l tiempo de ida de un medidorperdidas. %l tiempo de ida de un medidorelectrónico es superior a los 61 a0os4 loselectrónico es superior a los 61 a0os4 losprincipales componentes de un medidorprincipales componentes de un medidorelectrónico son: Sensores de entrada4electrónico son: Sensores de entrada4fuente de energía4 modulo de medición defuente de energía4 modulo de medición deenergía4 el display o registrador yenergía4 el display o registrador y

componentes pasios.componentes pasios.

%rrores de /edicion Debido a las%rrores de /edicion Debido a lasCondiciones 9mbientalesCondiciones 9mbientales7n medidor electromec+nico posee muc8as7n medidor electromec+nico posee muc8aspie(as móiles las cuales est+n propensas apie(as móiles las cuales est+n propensas a

ariar su funcionamiento según la temperaturaariar su funcionamiento según la temperaturay otras condiciones. Los engranajesy otras condiciones. Los engranajesmec+nicos est+n e)puestos a la suciedad4mec+nicos est+n e)puestos a la suciedad4polo y 8umedad afectando la e)actitud de lapolo y 8umedad afectando la e)actitud de lamedición4 todas estas condiciones adem+s demedición4 todas estas condiciones adem+s de

la ibración puede conducir a lala ibración puede conducir a ladescalibración del medidor4 el cual tendr+ 'uedescalibración del medidor4 el cual tendr+ 'ueser comprobado y?o calibrado con ciertaser comprobado y?o calibrado con ciertaperiocidad. Ciertamente estas condiciones noperiocidad. Ciertamente estas condiciones noafectan a losafectan a los medidores electrónicos.medidores electrónicos.

C=<S7/= D% %<%&@$9 D%L /%D$D=&C=<S7/= D% %<%&@$9 D%L /%D$D=&%l consumo de energía de un medidor%l consumo de energía de un medidorelectrónico monof+sico marca Star es deelectrónico monof+sico marca Star es de8asta 6.1 A ?BV9 en el circuito de oltaje y de8asta 6.1 A ?BV9 en el circuito de oltaje y de

8asta #.6 V9 en el circuito de corriente4 en8asta #.6 V9 en el circuito de corriente4 encomparación con los medidorescomparación con los medidoreselectromec+nicos4 los cuales tienen V9 enelectromec+nicos4 los cuales tienen V9 encircuito de corriente y "?6# A?V9 en el circuitocircuito de corriente y "?6# A?V9 en el circuitode tensión4 podría reali(arse un an+lisisde tensión4 podría reali(arse un an+lisis

económico de las perdidas a lo largo deleconómico de las perdidas a lo largo deltiempo de ida de los medidorestiempo de ida de los medidoreselectromec+nicos4 lle+ndolo a alor actualelectromec+nicos4 lle+ndolo a alor actualteniendo en cuenta la inersión inicial4teniendo en cuenta la inersión inicial4mantenimiento4 calibración4 etc para cada unomantenimiento4 calibración4 etc para cada uno

de las tecnologías descritas.de las tecnologías descritas.

9dem+s se tienen las siguientes entajas: 9dem+s se tienen las siguientes entajas:. <o re'uiere de mantenimiento preentios. <o re'uiere de mantenimiento preentios. <o re'uiere de reali(ar procesos periódicos. <o re'uiere de reali(ar procesos periódicosde contrastación.de contrastación.

. &egistro acumulatio del consumo de energía. &egistro acumulatio del consumo de energíaeléctrico4 los 'ue 'uedan almacenados poreléctrico4 los 'ue 'uedan almacenados porarios a0osarios a0os. $mpide manipulación para 8urto de energía ya. $mpide manipulación para 8urto de energía ya'ue tradicionalmente con los medidores de'ue tradicionalmente con los medidores de

inducción se usaban imanes para retra(ar elinducción se usaban imanes para retra(ar elmoimiento del disco de inducción.moimiento del disco de inducción.. $mpide el 8urto dando una se0al luminosa. $mpide el 8urto dando una se0al luminosa,L%D- en cone)ión inersa,L%D- en cone)ión inersa..

. &egistro siempre positio4 es decir así se. &egistro siempre positio4 es decir así semanipule o inierta las cone)iones4 siempremanipule o inierta las cone)iones4 siempreregistrar+ el consumo de energíaregistrar+ el consumo de energía. /ayor familiaridad con los usuarios4 ya 'ue. /ayor familiaridad con los usuarios4 ya 'uepermite leer con números ar+bigos el consumopermite leer con números ar+bigos el consumo

de energía.de energía.. /enor consumo propio de energía eléctrica.. /enor consumo propio de energía eléctrica.. Los e'uipos son muc8o mas compactos 'ue los. Los e'uipos son muc8o mas compactos 'ue losmedidores de inducción4 por lo 'ue reducen elmedidores de inducción4 por lo 'ue reducen eltama0o y el costo de las cajas porta medidor ytama0o y el costo de las cajas porta medidor y

consecuentemente el costo tal de la cone)ión.consecuentemente el costo tal de la cone)ión.. Los medidores electrónicos ienen aferidos de. Los medidores electrónicos ienen aferidos defabrica y no se descalibran durante su ida útil.fabrica y no se descalibran durante su ida útil.. Los materiales utili(ados en su fabricación son. Los materiales utili(ados en su fabricación sonaltamente resistentes al fuego4 al calor y a losaltamente resistentes al fuego4 al calor y a los

rayos ultraioletas.rayos ultraioletas.

5i-o de Conei&n de los5i-o de Conei&n de losMedidoresMedidores

Conei&n internaConei&n interna

Conei&n MonofásicaConei&n Monofásica

Proceso de Instalaci&nProceso de Instalaci&n

es%onta*ees%onta*e

Estr,ct,ra InternaEstr,ct,ra Interna

Cable de comunicaciónentre la tarjeta y el motorcontador de pulsosdesconectado; el motor

no recibe la señal, por loque no funciona elcontador ciclometrico y elmedidor no registra elconsumo.

Medidorelectrónico

monofasico, con

Resistencia de Contacto

Potencia de Pérdida

$,%ento de 5e%-erat,ra

!idaci&n

Ciclo de eterioro -or Falso contactoCiclo de eterioro -or Falso contacto

SEC:E"CI$S E F$SESSEC:E"CI$S E F$SESE :" SIS5EM$ 5RIF$SIC!E :" SIS5EM$ 5RIF$SIC!

Se denomina corriente alterna ,abreiada C$ en espa0ol y$C en inglés- a la corriente eléctrica en la 'ue la magnitudy dirección arían cíclicamente.

La forma de onda de lacorriente alterna m+scomúnmente utili(ada es la deuna onda senoidal ,figura-4puesto 'ue se consigue una

transmisión m+s eficiente de laenergía. Sin embargo4 enciertas aplicaciones se utili(anotras formas de onda-eri&dicas4 tales como la

triangular o la cuadrada

CorrienteCorriente

$lterna$lterna

Re-resentaci&n fasorial7na función senoidal puede ser

representada por un ector giratorio4 al 'uese denomina fasor o 'ector de Fresnel4'ue tendr+ las siguientes características:*@irar+ con una elocidad angular .*Su módulo ser+ el alor m+)imo o elefica(4 según conenga

Las corrientes trif+sicas segeneran mediantealternadores dotados de tresbobinas o grupos de bobinas4arrolladas sobre tressistemas de pie(as polarese'uidistantes entre sí

La corriente trif+sicaest+ formada por unconjunto de tresformas de onda4desfasadas unarespecto a la otra 6"# grados

CorrienteCorriente5rifásica5rifásica

Si rotamos un campomagnético a traés de unabobina entonces se produceun oltaje monof+sico y se

obseraría una se0al deoltaje como se %,estra enla grafica 4 %n ca%bio4 sicolocamos tres bobinasseparadas por +ngulos de

;/< se estar+n produciendotres oltajes con unadiferencia de fase de ;/< cada uno como los 'ue seobseran en la grafica

#eneraci&n de Corriente $lterna#eneraci&n de Corriente $lterna

La corriente trif+sica est+ formada por unconjunto de tres formas de onda4desfasadas una respecto a la otra ;/

grados4 según el diagrama 'ue semuestra a continuación.

Corriente 5rifásicaCorriente 5rifásica

!or conención se toma siempre como oltaje dereferencia al oltaje de fase a.Cuando el oltaje de fase b est+ retrasado del oltajede fase a 6"#E y el oltaje de fase c est+ adelantadoal de fase a por 6"#E se dice 'ue la secuencia defase es positia.

En esta sec,encia de fase los 'olta*es alcan2ans, 'alor -ico en la sec,encia a=b=c.Los oltajes de a> b y c representados con fasoresson los siguientes:

Sec,encia de Fases Positi'aSec,encia de Fases Positi'a

%l oltaje de fase b est+ adelantado 6"#E al de la

fase a. y el oltaje de fase c est+ atrasado 6"#E alde la fase a.

%ntonces4 podemos decir 'ue la fase a4 'uedocomo estaba4 pero las de b4 y c4 inirtieronposición4 en este caso la fase total iro un +ngulo8acia el lado opuesto4 por lo 'ue el motor4inertiría el sentido4 de lo 'ue deducimos 'ueinirtiendo dos fases se inierte el sentido de giro

de los motores.

Sec,encia de Fases "egati'aSec,encia de Fases "egati'a

SI E M?@IM! E 5E"SI" E $SI E M?@IM! E 5E"SI" E $F$SEF$SE RR ES SE#:I! P!R E M?@IM!ES SE#:I! P!R E M?@IM!E $ F$SEE $ F$SE SS> A $ S: 9EB P!R E> A $ S: 9EB P!R EM?@IM! E $ F$SEM?@IM! E $ F$SE 55> SE ICE :E> SE ICE :E$ SEC:E"CI$ ES$ SEC:E"CI$ ES R R S S T T . P!R E. P!R EC!"5R$RI!> SI E M?@IM! EC!"5R$RI!> SI E M?@IM! E5E"SI" E $ F$SE5E"SI" E $ F$SE RR ES SE#:I!ES SE#:I!P!R E M?@IM! EP!R E M?@IM! E 55 A :E#! P!R A :E#! P!R$ F$SE$ F$SE SS> SE ICE :E E !RE"> SE ICE :E E !RE"

E F$SES ESE F$SES ES R R T T S S ..

SEC:E"CI$SEC:E"CI$

Secuencia positiva

Secuencia negativa

La inersión de dos de las tres fases4 puede causarda0os a ma'uinas o producir accidentes personalesal 8acer girar los motores en sentido inerso.7na inersión en la secuencia de las fases4 sueleocurrir cuando se modifican las instalaciones

eléctricas y durante las labores de mantenimiento delcableado.

Consec,encia de la In'ersi&n deConsec,encia de la In'ersi&n deSec,enciaSec,encia

* ; DRRo*oDRed-

* DS)lancoDite

* 3 D5$2,lD)l,e

Sec,enci%etro GHorits,Sec,enci%etro GHorits,

Es un instrumento que sirve paraverificar el sentido de la secuencia de

fases de la corriente eléctrica trifásica"

Se utiliza en las instalaciones de equipos

eléctricos trifásicos como motores,

medidores, cosfímetros, redes.

Sec,enci%etroSec,enci%etro

F,nciona%ientoF,nciona%iento

El Sec,encí%etro esta confor%ado -or tres

bobinas se-aradas ;/< eléctricos ,nares-ecto a la otra> ,n disco giratorio> ,nafleca i%-resa en el sentido orario> cablesde colores.Se conecta los tres cables de ac,erdo a las

fases 1,e indica el instr,%ento H se-resiona el bot&n de encendido.

Identifcación y señalización de ases en medidor

Identifcación y señalización de ases en medidortriásico ASA

AcometidaAlimentador o cable del Usuario

L1 L2 L3

Identifcación de la Secuencia de ases en Bornes de salida del

medidor

Identifcación y señalización de ases en medidor

Identifcación y señalización de ases en medidortriásico ASA

AcometidaAlimentador o cable del

Usuario

Matri%R

Carga del

ClienteMedidor

Instalaci'n del (edidor nuevo) instalando

los ca*les de ali(entaci'n y del cliente ya

identi+icados con la cinta de colores"

Identificacin ! Se"alizacin de fases en #edidor Trifásico $I%

Identificacin ! Se"alizacin de &ases en #edidor trifásico

Siste%a de Medici&nSiste%a de Medici&n

C!"CEP5!S #E"ER$ES

La potencia consumida en un elemento cual'uiera deun circuito4 es la elocidad con 'ue la energía eléctricaes conertida en cual'uier otra forma de energía,calor4 mec+nica4 'uímica4 etc.-

a -otencia es la energía

eléctrica cons,%ida en la,nidad de tie%-o.Las m+'uinas eléctricasconsumen esa potencia4 esdecir4 la -otencia acti'a4 la

transforman en potenciamec+nica en el eje de lam+'uina y la -otenciareacti'a4 no la consumen4sino 'ue la utili(an para crear

su campo magnético.

Si%etría.3 Se refiere a las tensiones4cuando en un sistema de tensiones4

éstas tienen igual modulo y est+ndesfasadas entre sí un mismo +ngulo4se dice 'ue el sistema es simétrico.

6"#E 6"#E

E1,ilibrio.3 Se refiere a las cargas ocorrientes4 cuando éstas en un sistema

de intensidades tienen igual modulo yest+n desfasadas entre sí un mismo+ngulo4 se dice 'ue el sistema ese'uilibrado o balanceado.

6"#E 6"#E

5eniendo en cuenta éstas definiciones podemosclasificar los sistemas de tensiones y corrientes

según sean:

G Simétricas

9simétricas

Corrientes

G%'uilibradas

Dese'uilibradas

Si%étricos H e1,ilibradosSi%étricos H dese1,ilibrados

$si%étricos H e1,ilibrados

$si%étricos H dese1,ilibrados HEstos siste%as-,eden estarconectados enestrella o triang,lo Hsí son estrella-,eden tener o none,tro accesible

5ensiones

%l método de los dos atímetros ,conocidotambién como /étodo 9&;<- se utili(a paramedir la potencia actia consumida por una carga

e'uilibrada o dese'uilibrada sin 8ilo neutro. Lascone)iones de los dos atímetros a la red est+nrepresentadas en la figura.Las bobinas amperimétricas se introducen en dosfases cuales'uiera de la red4 y las bobinas

oltimétricas se cone)ionan entre la fase 'uetiene la bobina amperimétrica correspondiente yla fase restante.

P b l l i& d f ibl

Pr,eba -ara la colocaci&n de f,sibles

/// 9.

P b l l i& d F ibl

Pr,eba -ara la colocaci&n de F,sibles

/// 9.

P t S i i i i t l t f ibl

P,esta en Ser'icio s,%inistro con losa -ortaf,sible

mediciones electricas clase 9.ppt

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