PROYECTO2009

IMPLEMENTACIÓN DEL ANALIZADOR DE REDES ELÉCTRICAS SIEMENS PAC3200

HENRY MAURICIO CASTILLO RODRIGUEZ

CESAR FUENTES

HECTOR JULIO SALAS ROJAS

UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERÍAS

TECNOLOGÍA EN ELECTROMECÁNICA BUCARAMANGA

2009

IMPLEMENTACIÓN DEL ANALIZADOR DE REDES ELÉCTRICAS SIEMENS PAC3200

HENRY MAURICIO CASTILLO RODRIGUEZ

CESAR FUENTES

HECTOR JULIO SALAS ROJAS

Implementación del Analizador de Redes Eléctricas Siemens PAC3200, cumpliendo de esta manera con los requisitos académicos exigidos por el

reglamento de trabajos de grado para optar el título de Tecnólogo en Electromecánica

Director del Proyecto MILTON REYES

UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERÍAS

TECNOLOGÍA EN ELECTROMECÁNICA BUCARAMANGA

2009

RESUMEN

El siguiente libro presenta el informe de la implementación del Analizador de Redes Eléctricas SIEMENS PAC3200, explicando en nueve capítulos el desarrollo de cada uno de los objetivos propuestos. En el primer capitulo se introduce al lector el los temas que de calidad de energía eléctrica se discuten el la actualidad, así como la normatividad actual frente a los aspectos de la misma. En el segundo capitulo se da a conocer el concepto de energía y potencia eléctrica, y de este ultimo las potencias que se manejan a nivel eléctrico. En el tercer capitulo se identifican las formas de cuantificar y medir la potencia y energía, por medio de instrumentos cono transformadores de medida, contadores de energía, vatímetros y demás instrumentos. En cuarto capitulo brinda un primer concepto acerca de los analizadores de redes eléctricas, sus clases y diferentes funciones. En el quinto capitulo se brinda información acerca de los armónicos presentes en las señales eléctricas de voltaje y de corriente y sus perjuicios a los consumidores y equipos de industria. En los capítulos 6, 7 y 8 se da a conocer el Analizador de Redes Eléctricas SIEMENS PAC3200, primero se da la información que concierne a las características y componentes del dispositivo; seguidamente se observa como se debe colocar su puesta en servicio y conexionado, y finalmente se la leccion del manejo de las diferentes interfaces de usuario del dispositivo para llevar a cabo las aplicaciones deseadas de manera excelente y confiable. En el noveno y ultimo capitulo se realiza la aplicación del dispositivo Analizador de Redes Eléctricas, conectándolo de manera correcta y midiendo los diferentes parámetros eléctricos, como voltajes y corrientes que demandan tres tipos de carga diferente a la red eléctrica y se comparan con los resultados obtenidos de un amperímetro y un voltímetro.

CONTENIDO

Pág. INTRODUCCION. 10 OBJETIVOS. 11 1. ASPECTOS SOBRE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA. 12 1. 1 DISTURBIOS POR SOBRE TENSIONES TRANSITORIAS. 13 1. 2 DISTURBIOS POR BAJO VOLTAJE MOMENTÁNEO. 14 1. 3 INTERRUPCIONES DE SERVICIO. 14 1. 4 NORMAS INDUSTRIALES. 14 2. ENERGÍA Y POTENCIA ELÉCTRICA. 17 2. 1 UNIDADES. 17 2. 2 TIPOS DE POTENCIA ELÉCTRICA. 18

2. 2. 1 Potencia Activa. 19 2. 2. 2 Potencia Reactiva. 19 2. 2. 3 Potencia Aparente. 19 2. 2. 4 Factor de Potencia. 20 2. 2. 5 Medida de la Potencia Eléctrica. 21 2. 2. 6 Medida de la Energía Eléctrica. 21

3. APLICACIÓN DE LOS TRANSFORMADORES A LAS

MEDICIONES ELÉCTRICAS. 22 3. 1 MEDICIÓN DE TENSIÓN. 23 3. 2 MEDICIÓN DE CORRIENTE. 24 3. 3 DIFERENCIAS TÍPICAS ENTRE TRANSFORMADORES DE

CORRIENTE Y TRANSFORMADORES DE TENSIÓN. 25 3. 4 MEDICIÓN SEMI INDIRECTA. 25 3. 5 MEDICIÓN DE POTENCIA EN CIRCUITOS MONOFÁSICOS. 26

4. ANALIZADORES DE REDES ELÉCTRICAS. 28 4. 1 INTRODUCCIÓN A LOS ANALIZADORES DE REDES

ELÉCTRICAS. 28 4. 2 CARACTERÍSTICAS DE LOS ANALIZADORES DE REDES

ELÉCTRICAS. 30 4. 3 TIPOS DE ANALIZADORES DE REDES ELÉCTRICAS. 30

4. 3. 1 Analizador de Red Escalar SNA (Scalar Network Analyzer). 30 4. 3. 2 Analizador de Redes Vectoriales

VNA (Vector Network Analyzer). 31 4. 3. 3 Analizador MTA (Microwave Transition Analyzer). 31 4. 3. 4 Analizador LSNA (Large Signal Network Analyzer). 31

Pág. 4. 4 CARÁCTERÍSTICAS DE CALIBARCIÓN DE LOS

ANALIZADORES DE REDES ELÉCTRICAS. 31 5. ARMÓNICOS. 32 5. 1 ORÍGEN DE LOS ARMÓNICOS. 33 5. 2 EQUIPOS QUE PRODUCEN ARMÓNICOS. 33 5. 3 EFECTOS DE LOS ARMÓNICOS. 34 5. 4 LÍMITE DE DISTORSIÓN. 34 5. 5 EQUIPOS DE MEDIDA. 35 5. 6 CRECIENTE DEMANDA DE ENERGÍA. 35 5. 7 PARÁMETROS A CONTROLAR EN LA ENERGÍA ELÉCTRICA. 36

5. 7. 1 Factor de Potencia. 36 5. 7. 2 Demanda (KW). 36 5. 7. 3 Energía (KWh). 36

6. DESCRIPCIÓN MULTÍMETRO SENTRON PAC3200. 37 6.1 CARACTERÍSTICAS SENTRON PAC3200. 37 6. 2 ENTRADAS DE MEDIDA. 41 6. 3 MAGNITUDES DE MEDIDA. 42 6. 4 VALORES MEDIOS DE POTENCIA Y CONTADORES. 46 6. 5 TARIFAS. 48 6. 6 LÍMITES. 48 6. 7 COMPRTAMIENTO EN CASO DE FALLO. 49 6. 8 ENTRADAS Y SALIDAS DIGITALES. 49 6. 9 INTERFAZ ETHERNET. 50

6. 9. 1 Ethernet. 50 6. 10 CONEXIONES SENTRON PAC3200. 51 6. 11 EJEMPLOS DE CONEXIÓN. 53

7. PUESTA EN SERVICIO SENTRON PAC3200. 61 7. 1 RESUMEN. 61 7. 2 APLICAR LA TENSIÓN DE ALIMENTACIÓN. 61 7. 3 PARAMETRIZAR EL DISPOSITIVO. 62 7. 4 IDIOMA/REGIONAL. 63

7. 4. 1 Ajustar el Idioma. 63 7. 5 PARÁMETROS BÁSIC 65

7. 5. 1 Entradas Tensión. 65 7. 5. 1. 1 Ajustar Tipo de Conexión. 65 7. 5. 1. 2 Ajuste de la Medición a través de

Transformador de Tensión. 66 7. 5. 1. 3 Ajuste del Cociente de Transformación

de Tensión. 67

Pág. 7. 5. 1. 4 Ajustar Tensión de Medición. 69

7. 5. 2 Entradas Corriente. 70 7. 5. 2. 1 Ajuste del Cociente de Transformación de Corriente. 70

7. 6 APLICAR LA TENSIÓN DE MEDICIÓN. 72 7. 7 APLICAR LA CORRIENTE DE MEDICIÓN. 73

8. MANEJO SENTRON PAC3200. 74 8. 1 INTERFAZ DE USUARIO. 74

8. 1. 1 Elementos de Mando e Indicación. 74 8. 1. 2 Visualización de las Magnitudes de Medida. 80 8. 1. 3 Visualización del Menú "MENÚ PRINCIPAL". 84 8. 1. 4 Visualización del Menú "AJUSTES". 85 8. 1. 5 Visualización de los Parámetros de Ajuste del Dispositivo. 86 8. 1. 6 Modo para la Edición de los Parámetros de Ajuste. 88

8. 2 PASOS DE MANEJO. 90 8. 2. 1 Pasos de Manejo en la Pantalla de las Magnitudes de Medida. 90 8. 2. 2 Pasos de Manejo en el "MENÚ PRINCIPAL". 91 8. 2. 3 Pasos de Manejo del Menú "AJUSTES". 92 8. 2. 4 Pasos de Manejo en la Pantalla de los Parámetros

de Ajuste del Dispositivo. 93 9. APLICACIONES PRÁCTICAS DEL ANALIZADOR DE REDES

ELECTRICAS SIEMENS PAC3200. 94 9. 1 PRACTICA N-1: “CARGA: TRES LAMPARAS EN DELTA

150W/220V”. 95 9. 2 PRACTICA N-2: “CARGA: TRES LAMPARAS EN DELTA Y TRES

LAMPARAS EN ESTRELLA 150W/220V”. 97 9. 3 PRACTICA N-3: “CARGA: DOS MOTORES,

TRES CONDENSADORES Y SEIS LAMPARAS”. 99 10. CONCLUSIONES. 101

11. BIBLIOGARFIA. 102

LISTA DE FIGURAS

Pág. Figura 1. Disturbio por Sobre Tensión. 13 Figura 2. Curva CBEMA. 16 Figura 3. Triángulo de Potencia. 18 Figura 4. Símbolos de Transformadores de Medida. 22 Figura 5. Símbolos de Transformadores de Medida de Corriente. 23 Figura 6. Símbolos de Transformadores de Medida de Tensión. 24 Figura 7. Símbolos de Transformadores de Medida de Corriente. 24 Figura 8. Medición Semi Indirecta de Corriente. 26 Figura 9. Medición de Potencia en Circuitos Monofásicos. 27 Figura 10. Analizador de Redes Eléctricas. 28 Figura 11. Armónicos. 32 Figura 12. Modelo con Bornes de Tornillo. 51 Figura 13. Modelo con Terminales de Ojal. 52 Figura 14. Conexión 3P4W. 54 Figura 15. Conexión 3P4W. 54 Figura 16. Conexión 3P4WB. 55 Figura 17. Conexión 3P4WB. 55 Figura 18. Conexión 3P3W. 56 Figura 19. Conexión 3P3W. 56 Figura 20. Conexión 3P3W. 57 Figura 21. Conexión 3P3W. 57 Figura 22. Conexión 3P3WB. 58 Figura 23. Conexión 3P3WB. 58 Figura 24. Conexión 3P4W. 59 Figura 25. Conexión 1P2W. 59 Figura 26. Conexión 3P3W. 60 Figura 27. Selección de Idioma. 63 Figura 28. Menú Ajustes. 64 Figura 29. Modo de Edición de Idioma. 64 Figura 30. Parámetro Ajustable “Tipo de Conexión”. 66 Figura 31. Menú “Usar Trafos Tensión?”. 67 Figura 32. Menú “Usar Trafos Tensión?”. 68 Figura 33. Menú “Entradas de Tensión”. 69 Figura 34. Menú “Entradas de Tensión”. 70 Figura 35. Parámetro Ajustable “Entradas Corriente”. 71 Figura 36. Parámetro Ajustable “Entradas Corriente –

Usar Trafos Corriente?”. 72 Figura 37. Interfaz de Usuario. 74 Figura 38. Estructura de la Información y Navegación. 77 Figura 39. Símbolos de Valores Extremos. 80 Pág.

Figura 40. Título de la Pantalla. 80 Figura 41. Indicación de Valores Medidos. 81 Figura 42. Teclas de Función. 81 Figura 43. Pantalla del Menú Principal. 84 Figura 44. Visualización del Menú Ajustes. 85 Figura 45. Visualización de los Parámetros de Ajuste del Dispositivo. 87 Figura 46. Modo para la Edición de los Parámetros de Ajuste. 89 Figura 47. Visualización de los Valores Instantáneo, Extremo o Medio. 91 Figura 48. Mostrar Ajuste. 92 Figura 49. Activación del Modo de Edición. 93 Figura 50. Conexionado General del Analizador de Redes y la Carga. 94 Figura 51. Circuito de Analizador y Carga. 94 Figura 52. Tres Lámparas en Conexión Delta. 95 Figura 53. Conexión en el Laboratorio. 96 Figura 54. Tres Lámparas en Conexión Delta y Tres Lámparas en

Conexión Estrella. 97 Figura 55. Conexión en el Laboratorio. 98 Figura 56. Dos Motores, Tres Condensadores y Seis Lámparas. 99 Figura 57. Conexión en el Laboratorio. 100

LISTA DE TABLAS

Pág. Tabla 1. Diferencia entre los Transformadores de Corriente

y de Tensión. 25 Tabla 2. Variantes del Dispositivo. 38 Tabla 3. Tipos de Conexiones Previstas. 42 Tabla 4. Magnitudes Medidas. 42 Tabla 5. Visualización de Magnitudes Medidas en Función

del Tipo de Conexión. 45 Tabla 6. Designación de Conexiones. 52 Tabla 7. Conexión de la Tensión de Alimentación. 62 Tabla 8. Tipos de Conexiones Previstas. 65 Tabla 9. Nombre de la Propiedad del Valor Medido. 82 Tabla 10. Teclas de Función. 83 Tabla 11. Asignación de las Teclas de Función en el Menú Principal. 85 Tabla 12. Asignación de las Teclas de Función en el Menú Ajustes. 86 Tabla 13. Asignación de las Teclas de Función en la Pantalla

de Parámetros de Ajuste. 88 Tabla 14. Asignación de las Teclas de Función en la Modo de Edición. 89 Tabla 15. Parámetros de la Carga de Tres Lámparas en

Delta de 150W/220V. 96 Tabla 16. Parámetros de la Carga de Tres Lámparas en Delta

y Tres Lámparas en Estrella de 150W/220V. 98 Tabla 17. Parámetros de la Carga de Dos Motores,

Tres Condensadores y Seis Lámparas. 100

INTRODUCCIÓN

Estructuralmente, las redes de energía eléctrica se componen de la generación, el transporte y los consumos. Por el transporte entendemos el traslado de toda la energía generada en las centrales hasta donde se encuentran los consumidores, por lo que es necesario crear redes que sean capaces de transportar grandes cantidades de energía a grandes distancias. Para ello, se emplean redes de transporte de alta tensión que conectan las centrales con las subestaciones de transformación; y mediante redes de media tensión las subestaciones se conectan con los centros de transformación. Las redes de media tensión, se utilizan principalmente para realizar el suministro de energía a los clientes de tipo industrial y para acercar aun más la energía a los clientes de baja. Es evidente que, el diseño y operación de todo el sistema de energía eléctrica requiere una adecuada planificación para garantizar su correcto funcionamiento en todo momento y en el futuro. La planificación de redes de distribución implica la obtención del programa de actualizaciones a realizar en la red, de modo que permitan alcanzar unos determinados objetivos, para tener un funcionamiento adecuado de la red. El objetivo principal consiste en dar un suministro de calidad optimizando costos. Es fundamental en un sistema eléctrico el mantenimiento de los valores de tensión y frecuencia. También es fundamental conocer la energía que transita en cada momento por cada punto, esto es especialmente importante en los países donde se ha ido paulatinamente liberalizando los distintos negocios relacionados con la energía eléctrica y cada vez hay más actores que necesitan facturarse entre sí. Esto ha dado lugar a equipos de medida más precisos, más flexibles y con más posibilidades tarifarias, a su vez, la presión sobre los costos, da especial valor a los equipos de robustez demostrada, que no precisan mantenimiento predictivo; para los distintos despachos de control de las compañías de transporte y distribuidoras se emplean equipos de monitorización que comunican instantáneamente todos los parámetros medidos (tensión, corriente, potencia activa, reactiva, armónicos) en instalaciones de media y baja tensión generalmente con fines industriales, también existe esta posibilidad de monitorización de parámetros por medio de equipos similares denominados analizadores de redes eléctricas.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL Implementar el Analizador de Redes Eléctricas SIEMENS PAC3200, para realizar medidas de parámetros eléctricos como voltaje, corriente, factor de potencia, potencias activa, reactiva y aparente y energía, así como los parámetros relacionados con la calidad de la energía como los armónicos en voltaje y corriente. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Realizar el estudio del manual del Analizador de Redes Eléctricas SIEMENS PAC3200, para tener conocimiento de sus aplicaciones y datos técnicos.

Realizar los primeros ajustes de los parámetros del Analizador de Redes

Eléctricas, para su primera puesta en marcha.

Determinar el tipo de conexión que representara la carga para el Analizador de Redes Eléctricas.

Conectar los equipos de medida necesarios, como transformadores de tensión y de corriente para el correcto funcionamiento del Analizador de Redes.

Medir a través del Analizador de Redes el voltaje, la corriente, el factor de potencia, potencia activa, reactiva y aparente que demanda la carga de la red eléctrica.

1. ASPECTOS SOBRE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA

El término "calidad de energía eléctrica" se emplea para describir la variación de la tensión, corriente, y frecuencia en el sistema eléctrico. Carga sensible: Aquella que requiere de un suministro de alta calidad, esto es, libre de disturbios. El equipo electrónico es más susceptible a los disturbios que el equipo electromecánico tradicional. Carga crítica: Aquella que al dejar de funcionar o al funcionar de manera errónea pone en peligro la seguridad del personal y/u ocasiona grandes perjuicios económicos. Históricamente, la mayoría de los equipos son capaces de operar satisfactoriamente con variaciones relativamente amplias de estos tres parámetros. Sin embargo, en los últimos diez años se han agregado al sistema eléctrico un elevado número de equipos, no tan tolerantes a estas variaciones, incluyendo a los controlados electrónicamente. Algo del control se hace directamente a través de electrónica de conversión de potencia, como son impulsores de corriente alterna y corriente directa, fuentes de energía conmutadas, además del equipo electrónico que está en los controles periféricos, como computadoras y controladores lógicos programables (PLC's). Con la disponibilidad de estos complejos controles, se desarrolló un control de procesos mucho más preciso, y un sistema de protección mucho mas sensible; lo que hace a éstos aún más susceptibles a los efectos de los disturbios en el sistema eléctrico. Los disturbios en el sistema, que se han considerado normales durante muchos años, ahora pueden causar desorden en el sistema eléctrico industrial, con la consecuente pérdida de producción. Adicionalmente, deben tomarse en cuenta nuevas medidas para desarrollar un sistema eléctrico confiable. Es importante darse cuenta de que existen otras fuentes de disturbios que no están asociadas con el suministro eléctrico de entrada. Estas pueden incluir descargas electrostáticas, interferencia electromagnética radiada, y errores de operadores. Adicionalmente, los factores mecánicos y ambientales juegan un papel en los disturbios del sistema. Estos pueden incluir temperatura, vibración excesiva y conexiones flojas1. 1. 1 DISTURBIOS POR SOBRE TENSIONES TRANSITORIAS

1 Power Quality ISSues-Standards and Guidelines, IEEE Transactions on Industry Applications, vol

32, num. 3, mayo/jun 1996, pp. 625-632.

Las sobre tensiones transitorias se refieren a variaciones en la forma de onda de tensión, que dan como resultado condiciones de sobre tensión durante una fracción de ciclo de la frecuencia fundamental. Las fuentes comunes de estos transitorios son los rayos, operación de los dispositivos de interrupción de los sistemas eléctricos y el arqueo de conexiones flojas o fallas intermitentes.

Figura 1. Disturbio por Sobre Tensión.

Fuente: Power Quality ISSues-Standards and Guidelines, IEEE Transactions on Industry

Applications, vol 32, num. 3, mayo/jun 1996, pp. 625-632.

Para equipo eléctrico tradicional estas sobre tensiones han sido manejadas diseñando el equipo para soportar sobre tensiones de magnitudes de varias veces la tensión pico normal y al mismo tiempo aplicar pararrayos y algunas veces capacitores para frente de onda, con objeto de asegurar que las tensiones no excedieran los niveles de diseño del equipo. El equipo electrónico generalmente no tiene la misma capacidad de aguante como los equipos eléctricos más tradicionales. De hecho el uso de pararrayos que limitan los transitorios a dos o tres veces la tensión nominal pico puede no proporcionar una protección adecuada a este equipo. En ese caso, los dispositivos de protección contra frente de onda para equipo electrónico pueden necesitar reactores en serie, capacitores en paralelo y/o dispositivos electrónicos, además de pararrayos resistivos no lineales, para proporcionar una protección adecuada. Cuando no se logra esta protección pueden ocurrir fallas o mal funcionamiento, la conmutación de bancos de capacitores, ya sea en la planta industrial o en la red del sistema eléctrico puede causar el funcionamiento defectuoso de algunos equipos. En años recientes se ha vuelto un problema común asociado con el

disparo inexplicable de muchos impulsores de corriente alterna pequeños. Muchos de estos impulsores están diseñados para desconectarse de la línea por una sobre tensión del 10% al 20 % con duración de una fracción de ciclo, ya que muchos bancos de capacitores de empresas eléctricas son conmutados diariamente, este problema podría ocurrir en forma muy frecuente. Este indeseable problema de disparo puede usualmente remediarse agregando un reactor en serie con el dispositivo sensible o modificando su característica de disparo. Otras soluciones pueden incluir la reducción del transitorio en el banco de capacitores. La operación de los capacitores se asocia también ocasionalmente, con el funcionamiento defectuoso o falla de otros equipos además de los controladores. 1. 2 DISTURBIOS POR BAJO VOLTAJE MOMENTÁNEO Las caídas de tensión momentáneas de 60 Hz se han vuelto un problema común en los años recientes, produciendo efectos que van desde el parpadeo de relojes digitales en los hogares hasta procesos industriales interrumpidos. Esta es una condición que típicamente ocurre cuando se inicia una falla en el sistema eléctrico y dura hasta que la falla sea eliminada por un dispositivo de sobre corriente. La falla puede ocurrir en la planta industrial o en el sistema de la empresa eléctrica. Este tipo de condición puede ocurrir también durante el arranque de motores grandes. Muchos productos eléctricos no están hechos para ajustarse a estas condiciones de bajo voltaje temporal. Esta condición temporal tiende a ocurrir en el orden de diez veces más frecuentemente que una interrupción total de energía. 1. 3 INTERRUPCIONES DE SERVICIO La pérdida completa de energía en una instalación es generalmente de un orden de magnitud menos frecuente que un disturbio por voltaje bajo momentáneo. Sin embargo, si la frecuencia es suficientemente significativa, entonces deben tomarse las medidas para tener una fuente alterna disponible en base conveniente. 1. 4 NORMAS INDUSTRIALES Los disturbios en el sistema fueron un factor en el diseño de sistemas de alimentación para computadoras a finales de los 60's y 70's. Sólo en los últimos 5 ó 10 años fue que los controles por computadora se han hecho comunes en todas

partes del sistema eléctrico. Consecuentemente, muy pocas normas tratan con la definición de variaciones de tensión de corto tiempo aceptables, pero se ha trabajado para desarrollar normas en esta área. Las variaciones de tensión en estado estacionario son definidas por la norma ANSI C84.1. Para tensiones de servicio hasta de 600 V, se espera que la tensión normal de servicio esté dentro de ±5 % de la nominal, con variaciones de tanto como +5.8% hasta -8.3% para períodos cortos. Las variaciones aceptables para otras tensiones del sistema se dan en la Norma ANSI C84.1. La Publicación deNormas NEMAno. MG-1 motores y generadores establece que "los motores polifásicos de corriente alterna deberán operar satisfactoriamente bajo condiciones de operación a carga nominal cuando el desbalance de tensión en las terminales del motor no exceda del 1%". La Norma ANSI C84.1 recomienda que "los sistemas de suministro eléctrico deberán estar diseñados y operar para limitar el desbalance máximo de tensión al 3 % cuando se mida en el medidor de la empresa eléctrica, bajo condiciones sin carga. " A través de los años se han desarrollado curvas de parpadeo, que proveen guías sobre los límites de variaciones de tensión en cargas de cambio rápido ya que éstas afectan a otros equipos en el sistema. Una de las cargas de mayor interés han sido los hornos de arco, así como muchos otros tipos de cargas que varían con mucha frecuencia. Estas variaciones de tensión están generalmente en el rango de 0.5% a 6%, que puede variar en frecuencia desde l0/s hasta 1/hr. Esta información se resume en la sección 10.5 de la norma IEEE 519. El proyecto de Norma IEEE 1250 proporciona una buena discusión de disturbios momentáneos y algunas guías para la atenuación de estos problemas. Los voltajes bajos temporales a frecuencia fundamental, las cuales llegan a caer a un 88.3% de lo especificado por la Norma ANSI 84. 1, pueden dar como resultado la interrupción de la operación de algún equipo; no existen normas relacionadas con este tipo de disturbios; pero si hay una curva incluida en la Norma ANSI/IEEE 446.

Figura 2. Curva CBEMA.

Fuente: Power Quality ISSues-Standards and Guidelines, IEEE Transactions on Industry Applications, vol 32, num. 3, mayo/jun 1996, pp. 625-632.

Esta curva fue desarrollada subsecuentemente hacia la curva CBEMA (Computer Business Equipment Manufacturers Association), como una guía en el diseño de fuentes de alimentación para computadoras. Se trabaja actualmente para considerar los requerimientos sobre disturbios de tensión de corta duración en la ANSI C84. 1. Las normas existentes incluyen: ANSI/IEEE C62.41, RecommendedPractice on Surge Voltages in Low-Voltage ac Power System y ANSI/IEEE C62.45, Guide on Surge Voltage in Low-Voltage ac Power Circuits. Se trabaja también para proveer guías sobre los dispositivos de protección contra sobre tensiones, que serán incluidos en los documentos C62.42, C6243 y C62.64, sin embargo, no hay normas sobre niveles de aguante al impulso para muchos de los equipos de baja tensión.

2. ENERGÍA Y POTENCIA ELÉCTRICA

Cuando una corriente eléctrica circula por un circuito, éste opone una resistencia al paso de la misma. Los electrones, en su camino se ven frenados experimentando diversos choques con los átomos, en estos choques se desprende calor y este efecto se utiliza para construir estufas y bombillas eléctricas. Por otra parte, es bien sabido que existen máquinas eléctricas capaces de transformar la corriente en trabajo mecánico (motores). TRABAJO: Se denomina trabajo al desplazamiento de una fuerza en la propia dirección de la fuerza y su valor es precisamente el producto de la fuerza por el desplazamiento. ENERGIA: Es todo lo susceptible de transformarse en trabajo. Existen muchos tipos de energía: energía potencial, gravitatoria, cinética, química, eléctrica, nuclear, calorífica, luz, radiaciones, entre otras. POTENCIA: Un mismo trabajo puede desarrollarse en más o menos tiempo a esta velocidad con que se realiza dicho trabajo se le llama potencia.

2. 1 UNIDADES

En el sistema internacional de unidades: El Trabajo y la Energía se expresan en JULIOS o JOULES 1 Julio = 1 Newton x 1 metro (1 J = 1 N x 1 m) La potencia se expresa en Watios 1 Watio = 1 Julio / 1 segundo (1 W = 1 J / 1 s) 1 kilowatio = 1000 watios => 1Kw = 1000 w. Como estas unidades resultan relativamente pequeñas, existen otras de tipo práctico: Trabajo ó energía: KILOWATIO-HORA (Kwh) Es el trabajo realizado por un kilowatio durante una hora: 1 Kwh = 1000 watios x 3600 segundos = 3.600.000 Julios

Potencia: CABALLO DE VAPOR (C.V.) ó Horse Power (HP) 1 C.V. = 736 watios = 0,736 Kw. 1 Kw = 1 / 0,736 = 1,36 C.V. 2. 2 TIPOS DE POTENCIA ELÉCTRICA En líneas generales la potencia eléctrica se define como la capacidad que tiene un aparato eléctrico para realizar un trabajo o la cantidad de trabajo que el mismo realiza en unidad de tiempo. Su unidad de medida es el watt (W). Sus múltiplos más empleados son el kilowatt (kW) y el megawatt (MW), mientras el submúltiplo corresponde al miliwatt (mW), sin embargo, en los equipos que funcionan con corriente alterna y basados en los principios electromagnéticos, como los motores y los transformadores, existen tres tipos diferentes de potencia:

Potencia Activa.

Potencia Reactiva.

Potencia Aparente.

El triángulo de potencias esta formado por la potencia activa, la potencia reactiva y la potencia aparente. El ángulo que se aprecia entre la potencia aparente y la activa se denomina factor de potencia y lo crea la potencia reactiva. A mayor potencia reactiva, mayor será ese ángulo.

Figura 3. Triángulo de Potencia.

Fuente: Power Quality ISSues-Standards and Guidelines, IEEE Transactions on Industry Applications, vol 32, num. 3, mayo/jun 1996, pp. 625-632.

2. 2. 1 Potencia Activa La denominada potencia activa representa en realidad la potencia útil, es decir, la energía que realmente se aprovecha cuando funciona un equipo eléctrico y realiza un trabajo. Por ejemplo, la energía que entrega el eje de un motor cuando pone en movimiento un mecanismo o maquinaria. Por otra parte, la potencia activa es realmente la potencia contratada en la empresa eléctrica y que nos llega a la casa, la fábrica, la oficina o cualquier otro lugar donde se necesite a través de la red de distribución de corriente alterna. La potencia consumida por todos los aparatos eléctricos que utilizamos normalmente, la registran los contadores o medidores de electricidad que instala dicha empresa para cobrar el total de la energía eléctrica consumida cada mes. 2. 2. 2 Potencia Reactiva La potencia reactiva es la consumen los motores, transformadores y todos los dispositivos o aparatos eléctricos que poseen algún tipo de bobina o enrollado para crear un campo electromagnético. Esas bobinas o enrollados que forman parte del circuito eléctrico de esos aparatos o equipos constituyen cargas para el sistema eléctrico que consumen tanto potencia activa como potencia reactiva y de su eficiencia de trabajo depende el factor de potencia. Mientras más bajo sea el factor de potencia, mayor será la potencia reactiva consumida. Además, esta potencia reactiva no produce ningún trabajo útil y perjudica la transmisión de la energía a través de las líneas de distribución eléctrica. La unidad de medida de la potencia reactiva es el voltio amperio reactivo. 2. 2. 3 Potencia Aparente La potencia aparente o potencia total es la suma de la potencia activa y la aparente. Estas dos potencias representan la potencia que se toma de la red de distribución eléctrica, que es igual a toda la potencia que entregan los generadores en las plantas eléctricas. Estas potencias se transmiten a través de las líneas o cables de distribución para hacerla llegar hasta los consumidores, es decir, hasta los hogares, fábricas, industrias, etc.

2. 2. 4 Factor de Potencia El llamado triángulo de potencias es la mejor forma de ver y comprender de forma gráfica qué es el factor de potencia (Cos ) y su estrecha relación con los restantes tipos de potencia presentes en un circuito eléctrico de corriente alterna. En el triángulo de potencia, el factor de potencia representa el valor del ángulo que se forma al representar gráficamente la potencia activa y la potencia aparente, es decir, la relación existente entre la potencia real de trabajo y la potencia total consumida por la carga o el consumidor conectado a un circuito eléctrico de corriente alterna. Esta relación se puede representar también, de forma matemática, por medio de la siguiente fórmula: El resultado de esta operación será la unidad o un número fraccionario menor que la unidad en dependencia del factor de potencia que le corresponde a cada equipo o dispositivo en específico. Si el número que se obtiene como resultado de la operación matemática es un decimal menor que la unidad, dicho número representará el factor de potencia correspondiente al desfase en grados existente entre la intensidad de la corriente eléctrica y la tensión o voltaje en el circuito de corriente alterna. Lo ideal sería que el resultado fuera siempre igual a la unidad, pues así habría una mejor optimización y aprovechamiento del consumo de energía eléctrica, es decir, habría menos pérdida de energía no aprovechada y una mayor eficiencia de trabajo en los generadores que producen esa energía. En los circuitos de resistencia activa, el factor de potencia siempre es la unidad, debido a que no existe desfase entre la intensidad de la corriente y la tensión o voltaje; pero en los circuitos inductivos, como ocurre con los motores, transformadores de voltaje y la mayoría de los dispositivos o aparatos que trabajan con algún tipo de enrollado o bobina, el valor del factor de potencia se muestra con una fracción decimal menor que la unidad, lo que indica el retraso o desfase

que produce la carga inductiva en la sinusoide correspondiente a la intensidad de la corriente con respecto a la sinusoide de la tensión o voltaje. 2. 2. 5 Medida de la Potencia Eléctrica El instrumento utilizado para medir la potencia eléctrica es el vatímetro, el cual es la combinación de un voltímetro y un amperímetro. Al estar formado por los dos debe conectarse en serie y paralelo. 2. 2. 6 Medida de la Energía Eléctrica El instrumento utilizado para medir la energía eléctrica es el contador. En su interior incorpora un motor eléctrico, que gira en función de la intensidad absorbida, al final lo que hace es multiplicar las vueltas que ha dado por el tiempo que ha estado dándolas.

3. APLICACIÓN DE LOS TRANSFORMADORES A LAS MEDICIONES ELÉCTRICAS

En la aplicación de los transformadores para mediciones, se usan normalmente los siguientes símbolos convencionales:

Figura 4. Símbolos de Transformadores de Medida.

Fuente: http://ohm.utp.edu.co/paginas/docencia/labinstrem/practicas/practica3elec.html

De la figura anterior, la marca de polaridad en el transformador de potencial, indica que cuando un voltaje se aplica en el Terminal de polaridad a la Terminal de no polaridad del primario, un voltaje en fase con el voltaje primario y proporcional en magnitud a el, se presentará en el Terminal de polaridad a la de no polaridad del secundario. En los transformadores de corriente, las marcas de polaridad indican que cuando una corriente primaria, entra al Terminal de polaridad del primario, una corriente en fase con la del primario y proporcional a ella en magnitud saldrá por la marca de polaridad del secundario. Las marcas de polaridad formalmente definen una relación entre los devanados primario y secundario y en general no denotan una localización particular o relación con el circuito a conectar. Si se invierten las terminales primaria y secundaria simultáneamente, no se afecta la medición.

http://ohm.utp.edu.co/paginas/docencia/labinstrem/practicas/practica3elec.html

Figura 5. Símbolos de Transformadores de Medida de Corriente.


En la figura anterior, se observa un Transformador de corriente tipo ventana cuya corriente nominal esta afectada sobre la base del conductor sencillo en el primario a través de la ventana. Por lo tanto un transformador de corriente con relación 400/5 Amp, produce 5 Amp de corriente en el secundario, cuando un conductor sencillo a través de la ventana conduce 400Amp/e (400 amperios-espira). La relación de un transformador de corriente tipo ventana, se puede reducir enlazando el conductor más de una vez a través de la ventana. Por lo tanto, si el conductor primario pasa 2 veces en la misma dirección, requiere solo de 200 Amp para producir los 5 Amp. En el secundario de un transformador con relación nominal de 400/5 Amp, pero entonces tendrá relación efectiva de 200:5 Amp. 3. 1 MEDICIÓN DE TENSIÓN El devanado del transformador de potencial, se conecta al circuito en alta tensión y el devanado secundario al instrumento de medición, conectando al Terminal a tierra. Si se designa por RTP, la relación de transformación nominal del TP, KV la constante del voltímetro en volt/división y DV su indicación, en divisiones de la escala se tendrá en general:


Figura 6. Símbolos de Transformadores de Medida de Tensión.


3. 2 MEDICIÓN DE CORRIENTE El devanado primario del transformador de corriente se conecta al circuito en alta tensión o de alta corriente, el devanado secundario al instrumento de medición, conectando sus terminales a tierra. Nunca se debe energizar el circuito sin tener conectado el secundario del transformador de medida de corriente conectado, por seguridad.

Figura 7. Símbolos de Transformadores de Medida de Corriente.




Tratándose de instrumentos digitales alimentados por transformadores de instrumento, ya sea de potencial o de corriente, los términos KA, KV, DA y DV que se relacionan estrictamente con instrumentos analógicos (de lectura por deflexión de aguja) no intervienen al no presentarse errores por este concepto, ya que el error del instrumento es parte de la especificación o de la información del mismo. 3. 3 DIFERENCIAS TÍPICAS ENTRE TRANSFORMADORES DE CORRIENTE Y TRANSFORMADORES DE TENSIÓN

Tabla 1. Diferencia entre los Transformadores de Corriente y de Tensión.

Característica

Trafo de Corriente

Trafo de Tensión

Conexión Primario

Serie a la línea

Paralelo a la línea

Operación

En serie

En paralelo

Condición de

funcionamiento

Aproximado a la condición de corto

circuito, amplia variación de la corriente primaria

Aproximado a la condición de circuito

abierto, pequeña variación de la corriente

primaria

Secundario

Corto circuito

Circuito abierto

Elemento productor de

calor

Devanados

Núcleo

Fuente: Autores del Proyecto.

3. 4 MEDICIÓN SEMI INDIRECTA En ocasiones, la carga que se desea medir toma una corriente elevada, pero su voltaje es bajo, la corriente elevada no se puede hacer circular directamente a los instrumentos, ya sean analógicos o digitales, esto hace necesario que la medición

se haga a través de transformadores de corriente, a este tipo de mediciones se les conoce como semi indirectas. En la figura siguiente se muestra esta conexión para alimentar instrumentos analógicos en circuito monofásico de dos hilos. Este es un ejemplo de la alimentación de instrumentos que tienen bobina de corriente, a través de un transformador de corriente:

Figura 8. Medición Semi Indirecta de Corriente.


P1 - P2 = Terminales del primario. S1 - S2 = Terminales del secundario. En este circuito la lectura de corriente de voltaje se toma directamente a partir de la lectura del voltímetro. La potencia activa que toma la carga se obtiene a partir de la lectura del wattmetro. 3. 5 MEDICIÓN DE POTENCIA EN CIRCUITOS MONOFÁSICOS En la siguiente figura, se muestra el diagrama de conexión para la medición de la potencia y de sus parámetros tensión y corriente, mediante el uso de transformadores de corriente y potencial2.

2 Fuente: http://ohm.utp.edu.co/paginas/docencia/labinstrem/practicas/practica3elec.html.



Figura 9. Medición de Potencia en Circuitos Monofásicos.



4. ANALIZADORES DE REDES ELÉCTRICAS 4. 1 INTRODUCCIÓN A LOS ANALIZADORES DE REDES ELÉCTRICAS Estructuralmente, las redes de energía eléctrica se componen de la generación, el transporte y los consumos. Por el transporte entendemos el traslado de toda la energía generada en las centrales hasta donde se encuentran los consumidores, por lo que es necesario crear redes que sean capaces de transportar grandes cantidades de energía a grandes distancias. Para ello, se emplean redes de transporte de alta tensión que conectan las centrales con las subestaciones de transformación y mediante redes de media tensión las subestaciones se conectan con los centros de transformación. En función del nivel de tensión empleado, se pueden considerar dos tipos de redes de distribución:

Redes de Media Tensión.

Redes de Baja Tensión.

Figura 10. Analizador de Redes Eléctricas.

Fuente: http://www.arqhys.com

Las redes de media tensión, se utilizan principalmente para realizar el suministro de energía a los clientes de tipo industrial y para acercar aun más la energía a los clientes de baja, a los que se distribuirá mediante las segundas redes, de baja

http://www.arqhys.com/

tensión desde los centros de transformación. Es evidente que, el diseño y operación de todo el sistema de energía eléctrica requiere una adecuada planificación para garantizar su correcto funcionamiento en todo momento y en el futuro. La planificación de redes de distribución implica la obtención del programa de actuaciones futuras a realizar en la red, de modo que permitan alcanzar unos determinados objetivos, para tener un funcionamiento adecuado de la red. El objetivo principal consiste en dar un suministro de calidad optimizando costos. En general, los modelos de planificación se basan en modelos de optimización de una función de costo que refleja los costos de la red (inversión, pérdidas,…) y unos costos asociados a la calidad del suministro, de forma que se puedan evaluar ambos términos conjuntamente. Básicamente, los costos considerados pueden clasificarse en: Costos de inversión: Correspondientes al material, la mano de obra, la realización del proyecto, etc. Se puede considerar que dicha inversión se realiza en el momento de la puesta en servicio o que se amortiza a lo largo de toda la vida de la instalación. Costos de pérdidas de energía: Son costos que se producen a lo largo de todo el período en estudio y su valor es proporcional al cuadrado de la carga, la cual puede permanecer constante o variar durante el período del plan, pero que es preciso estimar, puesto que no se puede conocer a priori. Costos de mantenimiento, son costos que se producen durante todo el período en estudio y en el caso de las líneas y cables se pueden considerar proporcionales a la dimensión de la red y función de los tipos de conductor empleados, el tipo de tendido (posado, tensado, subterráneo) o cuestiones geográficas (salinidad, heladas, arbolado). Es fundamental en un sistema eléctrico el mantenimiento de los valores de tensión y frecuencia. También es fundamental conocer la energía que transita en cada momento por cada punto, esto es especialmente importante en los países donde se ha ido paulatinamente liberalizando los distintos negocios relacionados con la energía eléctrica (generación, consumo, comercialización) y cada vez hay más actores que necesitan facturarse entre sí. Esto ha dado lugar a equipos de medida más precisos, más flexibles y con más posibilidades tarifarías. A su vez, la presión sobre los costos da especial valor a los equipos de robustez demostrada, que no precisan mantenimiento predictivo.

4. 2 CARACTERÍSTICAS DE LOS ANALIZADORES DE REDES ELÉCTRICAS Para los distintos despachos de control de las compañías de transporte y distribuidoras se emplean equipos de monitorización que comunican instantáneamente todos los parámetros medidos (tensión, corriente, potencia activa, reactiva, armónicos) en instalaciones de media y baja tensión generalmente con fines industriales, también existe esta posibilidad de monitorización de parámetros por medio de equipos similares denominados analizadores de redes. Los analizadores de redes miden los parámetros fundamentales de una red eléctrica trifásica: tensión, corriente, factor de potencia, frecuencia, potencias y energías; algunos también miden parámetros relacionados con la calidad de suministro como armónicos o distorsión. Actualmente existen analizadores de redes multi funcionales de nueva generación que mejoran sustancialmente las prestaciones. Precisión: Algunos equipos tienen una clase de precisión de 0,06%. Robustez: Avalada por 4 años de garantía. Conectividad: Se trata de los medidores con mayores opciones de conectividad del mercado, incluso plasma todos los parámetros leídos en una página web parametrizable. 4. 3 TIPOS DE ANALIZADORES DE REDES ELÉCTRICAS

Los analizadores de redes eléctricas son instrumentos que son utilizados para determinar la calidad, la cantidad y el flujo de las redes eléctricas. El instrumento es muy utilizado en la radiofrecuencia y en los amplificadores de elevadas potencias. Los tipos más comunes de analizadores de redes eléctricas son: 4. 3. 1 Analizador de Red Escalar SNA (Scalar Network Analyzer) El cual tiene como prioridad medir las cualidades y las propiedades de la amplitud. 4. 3. 2 Analizador de Redes Vectoriales VNA (Vector Network Analyzer)

El cual aparte de la amplitud mide la fase. Los analizadores de redes eléctricas más comunes en el mercado son los de dos puertos, aunque también existen algunos con pantallas sensibles al tacto y una plataforma de base Windows. 4. 3. 3 Analizador MTA (Microwave Transition Analyzer) Analizador de transición de microondas. 4. 3. 4 Analizador LSNA (Large Signal Network Analyzer) Analizador de redes de señales largas. 4. 4 CARÁCTERÍSTICAS DE CALIBARCIÓN DE LOS ANALIZADORES DE REDES ELÉCTRICAS En la calibración de un analizador de red eléctrica se debe de tener en cuenta en cuenta la impedancia y las condiciones en las cuales esta trabajando el equipo. Los parámetros existentes en impedancia son 50 Ohm para la telefonía celular y 75 Ohm para otras aplicaciones. Los dispositivos utilizados en el estándar de calibración son el Open o red abierta, Short o red en corto circuito y Thru o red conectada. También existe el modulo de calibración eléctrico, el cual lleva una ventaja ante los otros equipos de calibración y es que tiene una mayor precisión3.

5. ARMÓNICOS

3 Fuente: http://www.electronica2000.com/amperis/analizadores-redes.html

http://www.electronica2000.com/amperis/analizadores-redes.html

Los armónicos son distorsiones de las ondas sinusoidales de tensión y/o corriente de los sistemas eléctricos, debido al uso de cargas con impedancia no lineal, a materiales ferromagnéticos, y en general al uso de equipos que necesiten realizar conmutaciones en su operación normal. La aparición de corrientes y/o tensiones armónicas en el sistema eléctrico crea problemas tales como, el aumento de pérdidas de potencia activa, sobre tensiones en los condensadores, errores de medición, mal funcionamiento de protecciones, daño en los aislamientos, deterioro de dieléctricos, disminución de la vida útil de los equipos, entre otros. La forma de onda existente esta compuesta por un número de ondas sinusoidales de diferentes frecuencias, incluyendo una referida a la frecuencia fundamental. El término componente armónico o simplemente armónico, se refiere a cualquiera de las componentes sinusoidales mencionadas previamente, la cual es múltiplo de la fundamental. La amplitud de los armónicos es generalmente expresada en por ciento de la fundamental.

Figura 11. Armónicos.

Fuente: http://www.suomitec.com/suomitec/armonicos/html Los armónicos se definen habitualmente con los dos datos más importantes que les caracterizan, que son: Amplitud: Se refiere al valor de la tensión o intensidad del armónico, su orden hace referencia al valor de su frecuencia referido a la fundamental (60 Hz). Así, un armónico de orden 3 tiene una frecuencia 3 veces superior a la fundamental, es decir, 180 Hz. El orden el armónico, también referido como el rango del armónico,

http://www.suomitec.com/suomitec/armonicos/html

es la razón entre la frecuencia de un armónico y la frecuencia del fundamental (60 Hz). 5. 1 ORÍGEN DE LOS ARMÓNICOS En general, los armónicos son producidos por cargas no lineales, lo cual significa que su impedancia no es constante (está en función de la tensión). Estas cargas no lineales a pesar de ser alimentadas con una tensión sinusoidal adsorben una intensidad no sinusoidal, pudiendo estar la corriente desfasada un ángulo respecto a la tensión. Existen dos categorías generadoras de armónicos. La primera es simplemente las cargas no lineales en las que la corriente que fluye por ellas no es proporcional a la tensión. Como resultado de esto, cuando se aplica una onda sinusoidal de una sola frecuencia, la corriente resultante no es de una sola frecuencia. Transformadores, reguladores y otros equipos conectados al sistema pueden presentar un comportamiento de carga no lineal y ciertos tipos de bancos de transformadores multi fase conectados en estrella-estrella con cargas desbalanceadas o con problemas en su puesta a tierra. Diodos, elementos semiconductores y transformadores que se saturan son ejemplos de equipos generadores de armónicos, estos elementos se encuentran en muchos aparatos eléctricos modernos. Invariablemente esta categoría de elementos generadores de armónicos, lo harán siempre que estén energizados con una tensión alterna. Estas son las fuentes originales de armónicos que se generan sobre el sistema de potencia. El segundo tipo de elementos que pueden generar armónicos son aquellos que tienen una impedancia dependiente de la frecuencia. 5. 2 EQUIPOS QUE PRODUCEN ARMÓNICOS Convertidores Electrónicos de Potencia: Equipos de Computación, Control de Luminarias, UPS, Variadores Estáticos de Velocidad, PLC´s, Control de Motores, Televisores, Microondas, Fax, Fotocopiadoras, Impresoras, etc. Equipos con Arqueo de Electricidad: Hornos de Fundición, Balastros Electrónicos, Equipos de Soldadura Eléctrica, Sistemas de Tracción Eléctrica. Equipos Ferromagnéticos: Transformadores Operando Cerca del Nivel de Saturación, Balastos Magnético.

5. 3 EFECTOS DE LOS ARMÓNICOS Los armónicos crean problemas sólo cuando interfieren con la operación propia del equipo, incrementando los niveles de corriente a un valor de saturación o sobrecalentamiento del equipo o cuando causan otros problemas similares. También incrementan las pérdidas eléctricas y los esfuerzos térmicos y eléctricos sobre los equipos. Los armónicos lo que generalmente originan son daños al equipo por sobrecalentamiento de devanados y en los circuitos eléctricos, esta es una acción que destruye los equipos por una pérdida de vida acelerada, los daños se pueden presentar pero no son reconocidos que fueron originados por armónicos. El nivel de armónicos presente puede estar justamente abajo del nivel que pueden causar problemas, incrementar este valor límite puede presentarse en cualquier momento y pasar a un valor donde no se pueden tolerar. 5. 4 LÍMITE DE DISTORSIÓN La CEI (Comisión Electrotécnica Internacional) y el CENELEC (Comité Europeo de Normalización Electrotécnica) han establecido normas que limitan perturbaciones de baja frecuencia en redes industriales y domésticas, como las normas IEC 61000 y EN 61000. Los parámetros manejados por la normativa para establecer los límites de la perturbación por armónicos son: Orden de un armónico (n): Relación entre la frecuencia del armónico (fn) y la frecuencia fundamental (f1). Tasa de distorsión individual (%U ó %I): Relación entre el valor eficaz de la tensión o corriente armónica (Un ó In) y el valor eficaz de la correspondiente componente fundamental. Distorsión Armónica Total (THD%U ó THD%I): Relación entre el valor eficaz de las componentes armónicas de tensión o intensidad y el correspondiente valor fundamental. En EEUU ya está vigente la normativa IEEE 519 que limita la cantidad de corriente armónica inyectada a la red general y responsabiliza al cliente por la misma. En España, el límite aceptado por UNIPEDE (Unión de productores y distribuidores de energía eléctrica) es de THD(U) = 5% para redes industriales en

baja tensión, mientras que en alta tensión el nivel máximo recomendado por los organismos internacionales es de THD(U) = 3%. 5. 5 EQUIPOS DE MEDIDA Cuando se habla de valores de corriente alterna deben referirse al valor RMS (valor cuadrático medio) o calentamiento efectivo. Esta magnitud es equivalente al valor de una corriente continua con el mismo calentamiento que el producido por la corriente alterna que está siendo medida. La manera más habitual de medir este valor RMS con un voltímetro es rectificar la corriente alterna, determinar el valor medio de la señal rectificada y multiplicar este valor por 1.1, este factor es la constante que relaciona el valor medio y el valor RMS de una señal sinusoidal perfecta. Sin embargo, si la forma de la señal está distorsionada esta relación es falsa. Esta es la razón por la cual los medidores que están basados en el valor medio dan lecturas incorrectas en presencia de armónicos. 5. 6 CRECIENTE DEMANDA DE ENERGÍA La nueva sociedad que nació de la Revolución Industrial trajo también nuevas demandas de energía. Con la máquina de vapor aparecieron inventos revolucionarios que mejoraron los medios de transporte, como la locomotora que George Stephenson construyó en 1825. Sin embargo, a pesar de que este sistema de locomoción era seguro y eficaz, consumía grandes cantidades de carbón para convertir la energía calorífica en mecánica; el rendimiento que producía era inferior a un 1%. Aún hoy día se consume gran cantidad de energía para producir un rendimiento muy inferior; por ejemplo, una central eléctrica que utilice carbón o petróleo rinde menos del 40%, y en el caso de un motor de combustión interna incluso menos del 20%. Esta pérdida de rendimiento es a causa de las leyes físicas, la energía que no utilizamos (o no somos capaces de aprovechar) no se pierde sino que se transforma; en los casos de combustión interna, por ejemplo, el resto de energía que no aprovechamos se disipa en forma de calor. Por ello, una lucha tecnológica constante es la de mejorar el rendimiento de las máquinas para aprovechar al máximo la energía. 5. 7 PARÁMETROS A CONTROLAR EN LA ENERGÍA ELÉCTRICA

5. 7. 1 Factor de Potencia En un sistema eléctrico, uno de los factores a controlar es el factor de potencia, este factor resulta de la comparación de la potencia aparente (KVA) con la potencia real (KW). El censado se lleva a cabo por medio de un medidor de desfasamiento entre voltaje y corriente. El actuador consiste en un sistema de conmutación que conecta y desconecta bancos de capacitores. El sistema de control que puede ser analógico o digital interpreta los datos del sensor, calcula la manera como deben conectarse estos bancos de capacitores y también cuenta con un sistema de temporizadores que evita la oscilación y el mal funcionamiento. 5. 7. 2 Demanda (KW) Otro parámetro importante a controlar es el pico de demanda máxima de potencia, esta medición se hace continuamente por parte de la compañía suministradora y se registra el valor más alto de la demanda de todo el mes. En base a este valor máximo se calcula la facturación. El censado se lleva a cabo con un transductor de potencia que calcula la potencia instantáneamente o en instalaciones con tarifa horaria por medio de conteo de pulsos del medidor instalado por la compañía suministradora. 5. 7. 3 Energía (KWh) El método de control de energía más usado consiste en encender y apagar cargas por medio de un temporizador. La complejidad y flexibilidad del temporizador dependerá de su precio. Este "controlador" tendrá la tarea de eliminar el encendido y apagado manual de cargas, asegurando la precisión4.

6. DESCRIPCIÓN MULTÍMETRO SENTRON PAC3200

4 Fuente: http://www.cfe.gob.mx/aplicaciones/ccfe/tarifas

http://www.cfe.gob.mx/aplicaciones/ccfe/tarifas

6.1 CARACTERÍSTICAS SENTRON PAC3200 El SENTRON PAC3200 es un multímetro tipo central de medida para la visualización de todos los parámetros de red relevantes en la distribución de energía eléctrica en baja tensión. Puede realizar mediciones monofásicas, bifásicas y trifásicas, y puede utilizarse en redes (sistemas) en esquema TN, TT e IT de dos, tres o cuatro conductores. Gracias a su diseño compacto en formato 96 x 96 mm representa un sustituto ideal para los instrumentos analógicos convencionales. Gracias a su amplio rango de tensión medida, el SENTRON PAC3200 con fuente de alimentación multirrango puede conectarse directamente a cualquier red de baja tensión con una tensión nominal de hasta 690 V (máx. 600 V para UL). Para la variante con fuente de alimentación de muy baja tensión está permitida la conexión directa a redes de hasta 500 V. Pueden medirse tensiones superiores si se usan transformadores de tensión, para la medida de corrientes se pueden utilizar transformadores de corriente x/1 A o x/5 A. La gran pantalla gráfica de cristal líquido permite la lectura incluso a grandes distancias. El SENTRON PAC3200 dispone de una retroiluminación regulable para garantizar una lectura óptima incluso en condiciones lumínicas desfavorables. Ofrece un manejo intuitivo para el usuario gracias a cuatro teclas de función, e información multilingüe en texto claro. Adicionalmente, el usuario experimentado dispone de una navegación directa, la cual permite realizar una selección rápida del menú deseado. El SENTRON PAC3200 dispone de una serie de útiles funciones de monitoreo, diagnóstico y servicio técnico, un contador de tarifa doble de energía activa y reactiva, un contador universal y un contador de horas de funcionamiento para monitorear el tiempo de servicio de consumidores conectados. Para la comunicación se puede utilizar la interfaz Ethernet integrada o un módulo de interfaz opcional. Además, el SENTRON PAC3200 dispone de una entrada y una salida digitales multifuncionales. La parametrización puede realizarse directamente en el dispositivo o a través de una interfaz de comunicación. Para evitar accesos no autorizados se ha integrado un sistema de protección por clave en la parte frontal del dispositivo. Variantes de dispositivo

El dispositivo está disponible en las siguientes variantes:

Tabla 2. Variantes del Dispositivo.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200.

Medición

Obtención de más de 50 magnitudes medidas a partir de las magnitudes básicas con valores máximos y mínimos (función de indicador de arrastre), así como valores medios para tensiones simples y compuestas y corrientes. Además de los valores medios se muestran también sus correspondientes mínimos y máximos.

Dotado de fuente de alimentación multirrango, el SENTRON PAC3200 puede conectarse directamente redes industriales de 690 V (máx. 600 V para UL) (categoría de medición III, grado de ensuciamiento 2). Mayores tensiones si se usan transformadores de tensión.

Equipado con fuente de alimentación de muy baja tensión, el SENTRON PAC3200 puede conectarse directamente a redes de hasta 500 V.

Para transformadores de corriente x/1 A y x/5 A. Relación del transformador y sentido de corriente programables.

Para redes de 2, 3 y 4 conductores. Apto para redes TN, TT e IT.

Alta precisión de medida 0,5% del valor medido para energía.

MULTÍMETRO SENTRON PAC3200

REFERENCIA

NOMBRE

7KM2112-0BA00-2AA0

SENTRON PAC3200 con fuente de alimentación multirrango y conexiones para terminales de ojal.

7KM2112-0BA00-3AA0

SENTRON PAC3200 con fuente de alimentación multirrango y bornes de tornillo.

7KM2111-1BA00-3AA0

SENTRON PAC3200 con fuente de alimentación de muy baja tensión y bornes de tornillo.

Contadores y valores medios (demanda) de potencia

Un total de 10 contadores de energía totalizan la energía activa, reactiva y aparente para tarifas bajas y altas, energía importada y exportada.

Determinación y memorización del último valor medio del periodo de demanda de la potencia activa y reactiva, para la generación sencilla de perfiles de carga mediante software. Periodo de demanda programable de 1 a 60 minutos.

Contador universal configurable para contar violaciones de límites, modificaciones de estado en la entrada o salida digital, o para visualizar la energía activa o reactiva entregada vía generador de impulsos.

Contador de horas de funcionamiento para el monitoreo del tiempo de servicio de un consumidor conectado.

Funciones de monitoreo

Monitoreo de 6 valores límite. Se pueden vincular lógicamente los valores límite mediante operadores lógicos Y / O. Un operador O permite generar un aviso agrupado que indicará la violación de al menos un límite.

Monitoreo del sentido de giro.

Monitoreo del estado de la entrada digital.

Monitoreo del estado de servicio del SENTRON PAC3200. Visualización y manejo

Gran pantalla gráfica retroiluminada de cristal líquido para una lectura óptima incluso a grandes distancias.

Parametrización y manejo a través de menús en pantalla en texto claro.

Selección de idioma para la visualización de menús y textos en pantalla.

Identificadores de fases seleccionables (L1, L2, L3 <=> a, b, c). Alimentación

Fuente de alimentación multirrango AC/DC: Alimentación con 95 a 240 V AC ±10 % / 50 / 60 Hz ó 110 a 340 V DC±10%.

Fuente de alimentación DC de muy baja tensión: Alimentación con 24 V, 48 V y 60 V DC ±10 % ó 22 a 65 V DC ±10 %.

Interfaz

Interfaz Ethernet integrada.

Ampliable con módulo opcional (p. ej. módulo de ampliación PAC PROFIBUS DP).

Ampliable con módulo opcional (p. ej. módulo de ampliación PAC RS485). Entrada y salida

Entrada digital multifuncional para cambio de tarifa, sincronización del periodo de demanda, control de estado o totalización de impulsos de energía entregados por otros dispositivos.

Salida digital multifuncional, programable a modo de salida de impulsos de energía activa o reactiva, indicación del sentido de giro, visualización del estado operativo del SENTRON PAC3200, para indicación de violaciones de límites o como salida lógica para telecontrol vía PC.

Protección Sistema de protección por clave en el dispositivo mediante código de 4 dígitos. 6. 2 ENTRADAS DE MEDIDA

Medición de corriente PRECAUCIÓN: Únicamente para medición de corriente alterna. El dispositivo no es apto para la medición de corriente continua. Finalidad del SENTRON PAC3200:

Corriente de medición de 1 A o 5 A para la conexión de transformadores de corriente estándar. Cada entrada de medición de corriente puede soportar permanentemente 10 A (máx. 300 V). Sobrecarga de choque soportable para corrientes de hasta 100 A y 1 s de duración.

Medición de tensión PRECAUCIÓN: Únicamente para la medición de tensión alterna. El dispositivo no es apto para la medición de tensión en corriente continua Finalidad del SENTRON PAC3200:

Medición directa o a través de transformador de tensión. Las entradas voltimétricas del dispositivo miden directamente a través de impedancias de protección. Para medir tensiones superiores a las nominales de entrada admisibles es necesario utilizar transformadores de tensión externos.

Tensión medida hasta 400 V/690 V (máx. 347 V / 600 V para UL) con fuente de alimentación multirrango. El dispositivo está diseñado para soportar tensiones de entrada de hasta 400 V respecto al neutro y 690 V entre fases.

Tensión medida hasta 289 V/500 V con fuente de alimentación de muy baja tensión. El dispositivo está diseñado para soportar tensiones de entrada de hasta 289 V respecto al neutro y 500 V entre fases.

Tipos de conexión Hay 5 tipos de conexiones previstas para la conexión a redes de dos, tres o cuatro conductores con carga balanceada (simétrica) o desbalanceada (asimétrica).

Tabla 3. Tipos de Conexiones Previstas.


6. 3 MAGNITUDES DE MEDIDA La siguiente tabla contiene todas las magnitudes medidas por el dispositivo o deducidas de las magnitudes base.

Tabla 4. Magnitudes Medidas.

Valores Eficaces

Descripción

Val

Ins

Mín

Máx

Valor

medio de

todas las

fases

Valor

medio

de la

deman

da

Valor

Total

Unid

Tensión fase-

neutro

UL1-N/

UL2-N/

UL3-N

√

√

√

√1)

V, kV

Tensión entre

fases

(compuesta)

UL1-L2/

UL2-L3/

UL3-L1

√

√

√

√1)

V,kV

Corriente IL1 / IL2 / IL3 √ √ √ √1) A,kA

Abreviatura

Tipo de Conexión

3P4W

3 fases, 4 conductores, carga desbalanceada

3P3W


3P4WB

3 fases, 4 conductores, carga balanceada

3P3WB


1P2W

Corriente Alterna Monofásica

Potencia aparente

de cada fase

SL1 / SL2

/SL3

√

√

√

VA,

kVA,

MVA,

GVA

Potencia activa de

cada fase

±PL1 / ±PL2 /

±PL3

√

√

√

W,

kW,

MW,

GW

Potencia reactiva

de cada fase

±QL1 / ±QL2

/ ±QL3

√

√

√

var,

kvar,

Mvar,

Gvar

Potencia aparente

total

Stotal

√

√

√

VA,

kVA,

MVA,

GVA

Potencia activa

total

±Ptotal

√

√

√

√2)

W,

kW,

MW,

GW

Potencia reactiva

total

±Qtotal

√

√

√

√2)

var,

kvar,

Mvar,

Gvar

Factor de potencia

PFL1/

PFL2/

PFL3

√

√

√

[%]

Factor de potencia

total

PFtotal

√

√

√

√

[%]

Frecuencia de red f √ √ √ Hz

THD en tensión

THD-UL1/

THD-UL2/

THD-UL3

√

√

[%]

THD en corriente

THD-IL1/

THD-IL2/

THD-IL3

√

√

[%]

Energía activa3)

±WL1...3

√

Wh,

kWh,

MWh,

GWh

Energía

reactiva4)

±WqL1..3

√

varh,

kvarh

Energía

aparente

±WsL1...3

√

VAh,

kVAh

Contador 5)

Bh (tiempo

Contador de horas

de funcionamiento

de

funcionamie

nto del

consumidor)

√

[h]

Desbalance de

tensión

Desbal.U

√ [%]

Desbalance de

corriente

Desbal.I

√ [%]


1. Valor instantáneo, mínimo y máximo. 2. Valor medio de la potencia total del sistema/la instalación. 3. La tarifa actual se muestra en la pantalla. El signo "+" indica "energía activa

importada" El signo "-" indica" energía activa exportada". 4. La tarifa actual se muestra en la pantalla. El signo "+" indica "energía reactiva

importada" El signo "-" indica" energía reactiva exportada". 5. La unidad depende de los ajustes: sin unidad o "kWh" o "kvarh" para la función

de recuento de impulsos. Límite inferior de medición de corriente El límite inferior de medición de corriente se puede ajustar a través de la interfaz en un rango entre 0% y 10% del fondo de escala del rango (valor por defecto 0,0 %). Las corrientes comprendidas dentro de este rango se visualizan en pantalla con el valor "0" (cero). Sentido de corriente El sentido de circulación de la corriente puede cambiarse en el dispositivo o vía la interfaz conjuntamente para todas las fases. De esta forma, en caso de conexión equivocada no es necesario permutar posteriormente las conexiones del transformador de corriente. Visualización de magnitudes medidas en función del tipo de conexión

El alcance total de las magnitudes medidas representables está limitado por el tipo de conexión del dispositivo. Las magnitudes medidas no representables a causa del tipo de conexión se muestran en la pantalla mediante una raya "----". Tabla 5. Visualización de Magnitudes Medidas en Función del Tipo de Conexión.

Tipo de conexión Magnitud medida

3P4W

3P3W 3P4WB 3P3WB 1P2W

Tensión L1-N √ √ √

Tensión L2-N √

Tensión L3-N √

Tensión media L1-N, L2-N, L3-N

√

Tensión L1-2 √ √ √



Tensión media L1-2, L2-3, L3-1

√ √ √

Corriente L1 √ √ √ √ √

Corriente L2 √ √

Corriente L3 √ √

Corriente media L1, L2, L3

√ √

Potencia aparente L1 √ √ √

Potencia aparente L2 √

Potencia aparente L3 √

Potencia activa L1 √ √ √

Potencia activa L2 √

Potencia activa L3 √

Potencia reactiva L1 √ √ √

Potencia reactiva L2 √

Potencia reactiva L3 √

Potencia aparente total √ √ √ √ √

Potencia activa total √ √ √ √ √

Potencia reactiva total √ √ √ √ √

Factor de potencia L1 √ √ √

Factor de potencia L2 √

Factor de potencia L3 √

Factor de potencia total √ √ √ √ √

Frecuencia √ √ √ √ √

THD en tensión L1 √ √ √

THD en tensión L2 √

THD en tensión L3 √

THD en corriente L1 √ √ √ √ √

THD en corriente L2 √ √

THD en corriente L3 √ √

Energía activa importada √ √ √ √ √

Energía activa exportada √ √ √ √ √

Energía reactiva positiva √ √ √ √ √

Energía reactiva √ √ √ √ √

Energía aparente √ √ √ √ √

Desbalance de tensión √

Desbalance de corriente √

Contador universal √ √ √ √ √

Contador de horas de funcionamiento

√ √ √ √ √


6. 4 VALORES MEDIOS DE POTENCIA Y CONTADORES Totalización de los valores medios (demandas) de potencia Valores legibles: El SENTRON PAC3200 suministra los valores medios de potencia del último periodo de demanda finalizado:

Valores medios de potencia activa y potencia reactiva, importada y exportada.

Valor mínimo y máximo durante el periodo.

Extensión del periodo de demanda en segundos. El periodo puede resultar más corto en caso de sincronización externa.

Tiempo en segundos desde la última sincronización o desde la conclusión del último periodo.

Contadores de energía El SENTRON PAC3200 dispone de contadores de energía para tarifa baja y alta de los siguientes tipos de energía (en total 10 contadores):

Energía activa importada.

Energía activa exportada.

Energía reactiva positiva.

Energía reactiva negativa.

Energía aparente. Contador universal configurable La unidad SENTRON PAC3200 dispone de un contador configurable. Permite contar, a elección:

Impulsos a través de la entrada digital para kWh/kvarh.

Cambios de estado en la entrada digital (únicamente flanco creciente).

Cambios de estado en la salida digital (únicamente flanco creciente).

Violaciones de límite. Contador de horas de funcionamiento El contador de horas de funcionamiento vigila el tiempo de servicio de un consumidor conectado. (Sólo cuenta para totalización de energía). 6. 5 TARIFAS

El SENTRON PAC3200 admite 2 tarifas para contadores de energía integrados (tarifa alta y baja). Control del cambio de tarifa El cambio de tarifa (tarifa alta/baja) se puede controlar a través de la entrada digital o las interfaces de comunicación. Una conmutación en función de la hora únicamente puede realizarse mediante un sistema de rango superior. El SENTRON PAC3200 no dispone de reloj propio. Cambio de tarifa tras la sincronización En la sincronización de los valores medios (demanda) de potencia a través de una de las interfaces de comunicación o la entrada digital, el cambio de tarifa es efectivo una vez concluido el periodo. Sin la sincronización, el cambio de tarifa es efectivo inmediatamente. El telegrama de sincronización contiene la duración del periodo de demanda en minutos. El comando de sincronización no se tiene en cuenta si junto con el telegrama de sincronización se envía al dispositivo una duración de periodo distinta a la configurada en el dispositivo. 6. 6 LÍMITES El SENTRON PAC3200 dispone de una función para monitorear hasta 6 límites. Es posible monitorear violaciones de límites superiores y inferiores. Se pueden programar determinadas acciones en caso de violación de los límites. Adicionalmente, los límites pueden vincularse entre sí mediante una función lógica. El resultado lógico puede utilizarse, al igual que los distintos límites, para provocar determinadas acciones. Las violaciones de los límites se muestran en la pantalla. Definición de límites Para definir la violación de límites se precisan los siguientes datos para cada uno de los seis límites:

Monitoreo de límite activado/desactivado.

Magnitud monitoreada.

Violación de límite superior o inferior.

Límite.

Retardo.

Histéresis. 6. 7 COMPRTAMIENTO EN CASO DE FALLO Si la red falla, el dispositivo comienza a calcular desde cero los valores medios (demandas) de la potencia activa total y la potencia reactiva total. Los datos de los contadores y los valores extremos (máx./mín.) se escriben desde la memoria volátil en la memoria no volátil. 6. 8 ENTRADAS Y SALIDAS DIGITALES El SENTRON PAC3200 dispone de:

una entrada digital multifuncional.

una salida digital multifuncional. Salida digital A la salida digital se pueden asignar las siguientes funciones:

Salida de impulsos de energía, programable para impulsos de energía activa o reactiva

Visualización del sentido de giro.

Indicador del estado de servicio del SENTRON PAC3200.

Indicación de violación de límites.

Salida lógica para telecontrol a través de la interfaz. Entrada digital

Se pueden asignar las siguientes funciones a la entrada digital:

Cambio de tarifa para contador de tarifa doble de energía activa y reactiva.

Sincronización del periodo de demanda a través del impulso de sincronización de un telemando centralizado u otro dispositivo.

Monitoreo de estado: Captación de estados y avisos de emisores de señales conectados.

Entrada de impulsos de energía activa o reactiva (interfaz S0). La transmisión de los datos se realiza con impulsos ponderados, por ejemplo, por cada kWh se transmite una cantidad parametrizable de impulsos.

La entrada digital soporta una tensión máxima de 24 V. Para tensiones superiores se precisa un divisor de tensión externo. 6. 9 INTERFAZ ETHERNET 6. 9. 1 Ethernet Conexión eléctrica ATENCIÓN Parámetros de configuración de red incorrectos pueden mermar e interferir las funciones de otros nodos de la red. Los parámetros de configuración de red para Ethernet son fijados por el administrador del sistema y configurados en el dispositivo conforme a los mismos. No conecte el cable de parcheo (latiguillo) si desconoce los datos de configuración. El SENTRON PAC3200 dispone de un conector RJ45 en la parte superior. El dispositivo puede ser conectado a Ethernet a través de un conector RJ45, del tipo T-568B. 6. 10 CONEXIONES SENTRON PAC3200

Designación de las conexiones para el modelo con bornes de tornillo:

Figura 12. Modelo con Bornes de Tornillo.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. 1. Entradas y salidas digitales, tierra funcional. 2. Conexión ciega. ¡No utilizable como ranura. 3. Entrada de alimentación L/+, N/-. 4. Entradas de medida tensión V1, V2, V3, VN. 5. Entradas de medida corriente IL1, IL2, IL3. 6. Ranura para módulos de ampliación opcionales. 7. Módulo de ampliación opcional, no incluido en el volumen de suministro. 8. Conexión Ethernet, RJ45. Designación de las conexiones para el modelo con bornes de tornillo:

Figura 13. Modelo con Terminales de Ojal.


Tabla 6. Designación de Conexiones.

Número Borne Función

1 IL1 (K) Corriente de fase, IL1 entrada.

2 IL1 (l) Corriente de fase, IL1 salida.





7 V1 Tensión de fase UL1



10 VN Tensión de neutro UN

11 L/+ AC: Conexión conductor de fase DC: Conexión +

12 N/- AC: Conexión conductor neutro DC: Conexión -

13 GND Tierra funcional.

14 DI- Entrada digital -

15 DI+ Entrada digital +

16 DO- Salida digital -

17 DO+ Salida digital +

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. 6. 11 EJEMPLOS DE CONEXIÓN A continuación se muestran algunos ejemplos de conexión. Muestran la conexión en:

Redes de dos, tres o cuatro conductores.

Con carga balanceada o desbalanceada.

Con/sin transformador de tensión.

Con transformador de corriente. El dispositivo puede utilizarse hasta los valores máximos permitidos de tensión con o sin transformadores de tensión. Las corrientes sólo pueden medirse por intermedio de un transformador de corriente. Todos los bornes de entrada o salida no necesarios para la medición permanecen libres. Se debe indicar en el dispositivo el tipo de cableado a través de los parámetros de ajuste. Los tipos de conexión indicados a continuación se refieren a la parametrización del dispositivo. 1. Medición trifásica, cuatro conductores, carga desbalanceada, sin transformador de tensión, con tres transformadores de corriente. Tipo de conexión 3P4W

Figura 14. Conexión 3P4W.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. * Los fusibles deben preverse en la instalación. ** Conexión de la tensión de alimentación. 2. Medición trifásica, cuatro conductores, carga desbalanceada, con transformador de tensión, con tres transformadores de corriente. Tipo de conexión 3P4W


Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. * Los fusibles deben preverse en la instalación. ** Conexión de la tensión de alimentación. 3. Medición trifásica, cuatro conductores, carga balanceada, sin transformador de tensión, con un transformador de corriente.

Tipo de conexión 3P4WB

Figura 16. Conexión 3P4WB.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. * Los fusibles deben preverse en la instalación. ** Conexión de la tensión de alimentación. 4. Medición trifásica, cuatro conductores, carga balanceada, con transformador de tensión, con un transformador de corriente. Tipo de conexión 3P4WB



* Los fusibles deben preverse en la instalación. ** Conexión de la tensión de alimentación. 5. Medición trifásica, tres conductores, carga desbalanceada, sin transformador de tensión, con tres transformadores de corriente.

Tipo de conexión 3P3W


Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. * Los fusibles deben preverse en la instalación. ** Conexión de la tensión de alimentación. 6. Medición trifásica, tres conductores, carga desbalanceada, con transformador de tensión, con tres transformadores de corriente. Tipo de conexión 3P3W


Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. * Los fusibles deben preverse en la instalación. ** Conexión de la tensión de alimentación. 7. Medición trifásica, tres conductores, carga desbalanceada, sin transformador de tensión, con dos transformadores de corriente.




* Los fusibles deben preverse en la instalación. ** Conexión de la tensión de alimentación 8. Medición trifásica, tres conductores, carga desbalanceada, con transformador de tensión, con dos transformadores de corriente. Tipo de conexión 3P3W


Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. * Los fusibles deben preverse en la instalación. ** Conexión de la tensión de alimentación. 9. Medición trifásica, tres conductores, carga balanceada, sin transformador de tensión, con un transformador de corriente.

Tipo de conexión 3P3WB


Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. * Los fusibles deben preverse en la instalación. ** Conexión de la tensión de alimentación. 10. Medición trifásica, tres conductores, carga balanceada, con transformador de tensión, un transformador de corriente. Tipo de conexión 3P3WB


Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. * Los fusibles deben preverse en la instalación. ** Conexión de la tensión de alimentación. 11. Medición bifásica, tres conductores, carga desbalanceada, sin transformador de tensión, con dos transformadores de corriente.



Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. * Los fusibles deben preverse en la instalación. ** Conexión de la tensión de alimentación. 12. Medición monofásica, dos conductores, sin transformador de tensión, con un transformador de corriente. Tipo de conexión 1P2W


Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. * Los fusibles deben preverse en la instalación. ** Conexión de la tensión de alimentación. 13. Medición trifásica, cuatro conductores, carga desbalanceada, con transformador de tensión, con tres transformadores de corriente.



Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. * Los fusibles deben preverse en la instalación. ** Conexión de la tensión de alimentación.

7. PUESTA EN SERVICIO SENTRON PAC3200

Comprobar las conexiones, una conexión incorrecta puede ocasionar funcionamientos anómalos y la falla del dispositivo. Antes de la puesta en servicio del SENTRON PAC3200, compruebe todas las conexiones para cerciorarse de su correcta ejecución. 7. 1 RESUMEN Requisitos: 1. El dispositivo debe haberse montado. 2. El dispositivo se ha conectado conforme a los tipos de conexión posibles. 3. Se ha montado un módulo de ampliación opcional. Si el SENTRON PAC3200

va a utilizarse con un módulo de ampliación, el montaje de dicho módulo se debe realizar antes de la puesta en servicio del SENTRON PAC3200.

Pasos para la puesta en servicio del dispositivo: 1. Aplicar la tensión de alimentación. 2. Parametrizar el dispositivo. 3. Aplicar la tensión de medición. 4. Aplicar de la corriente de medición. 5. Comprobar los valores medidos mostrados. 7. 2 APLICAR LA TENSIÓN DE ALIMENTACIÓN Para el servicio del dispositivo se precisa de una tensión de alimentación, consulte el tipo y la magnitud de la alimentación posible en los datos técnicos o la placa de características. Procedimiento: Conecte la tensión de alimentación a los bornes L/+ y N/-.

Tabla 7. Conexión de la Tensión de Alimentación.


7. 3 PARAMETRIZAR EL DISPOSITIVO Procedimiento de parametrización: Para la puesta en servicio del dispositivo es necesario ajustar en sus menús los parámetros de servicio que se muestran a continuación:

Tipo de conexión.

Tensión: - Medición directa en red o a través de transformador de tensión. - Tensión de entrada para medición directa en la red. - Tensión primaria y secundaria para medición a través de trafo tensión.

Corriente: - Corriente primaria y secundaria. Aparte se consideran de utilidad los siguientes ajustes:

Idioma.

Designación de bornes

Conexión

L/+

AC: Conexión: Conductor (tensión de fase)

DC: Conexión: +

N/-

AC: Conexión: Conductor neutro

DC: Conexión: -

Clave de acceso. 7. 4 IDIOMA/REGIONAL 7. 4. 1 Ajustar el Idioma Ajuste primero el idioma de los mensajes de texto en pantalla. Los idiomas disponibles se muestran:

Durante la primera puesta en marcha.

Después de realizar un reset de los ajustes de fábrica.

Después de la actualización del firmware. Inglés seleccionado por defecto.

Figura 27. Selección de Idioma.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. Elija el idioma deseado con las teclas “F2 ▲” o “F3 ▼”, confirma el idioma deseado con la tecla “F4 OK”. Cambio de idioma: 1. Salga de la indicación de valores medidos y visualice el menú "MENÚ

PRINCIPAL", tecla “F4 MENU”. 2. En el menú principal seleccione la opción "AJUSTES", tecla “F2 ▲” o “F3

▼”.

3. Entre en el menú "AJUSTES", tecla “F4 ENTER”. 4. En el menú "AJUSTES" seleccione "IDIOMA/REGIONAL", tecla “F2 ▲” o

“F3 ▼”. Figura 28. Menú Ajustes.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. 5. Active el menú "IDIOMA/REGIONAL", tecla “F4 MENU”. La pantalla muestra

el ajuste válido. 6. Abra el modo de edición del menú "IDIOMA" con la tecla “F4 EDIT”.

Figura 29. Modo de Edición de Idioma.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. 7. Recorra los diferentes valores posibles con la tecla “F2 +”. 8. Acepte el idioma deseado con la tecla “F4 OK”. El idioma se guardará de

forma permanente y se activará al instante. La pantalla regresa al modo de visualización.

9. Regrese a uno de los menús de selección o al indicador de medida con la tecla “F1 ESC”.

7. 5 PARÁMETROS BÁSIC 7. 5. 1 Entradas Tensión 7. 5. 1. 1 Ajustar Tipo de Conexión Indique al dispositivo el tipo de conexión realizado. Para ello, indique la abreviatura del tipo de conexión en los parámetros de ajuste del dispositivo. El tipo de conexión realizado y el indicado en los parámetros de ajuste del dispositivo deben coincidir.

Tabla 8. Tipos de Conexiones Previstas.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. Procedimiento: 1. Salga de la indicación de valores medidos y visualice el menú "MENÚ

PRINCIPAL": tecla “F4 MENÚ”.

Abreviatura

Tipo de Conexión

3P4W


3P3W


3P4WB


3P3WB


1P2W

Corriente Alterna Monofásica

2. En el menú principal seleccione la opción "AJUSTES": tecla “F2 ▲” ó tecla “F3 ▼”.

3. Entre en la opción de menú "AJUSTES": tecla “F4 ENTER”. 4. En el menú "AJUSTES" vaya a la opción "PARÁMETROS BÁSIC.": tecla “F2

▲” ó tecla “F3 ▼”. 5. Seleccione la opción de menú "PARÁMETROS BÁSIC.": tecla “F4 ENTER”. 6. En el menú "PARÁMETROS BÁSIC." active la opción "ENTRADAS

TENSIÓN": tecla “F4 ENTER”. La pantalla muestra el ajuste actual válido.

Figura 30. Parámetro Ajustable “Tipo de Conexión”.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. 7. Abra el modo de edición del parámetro ajustable "TIPO DE CONEXIÓN": “F4

EDIT”. 8. Recorra los diferentes valores posibles con: tecla “F2 +”. 9. Acepte el tipo de conexión deseado: tecla “F4 OK”. El tipo de conexión se

guardará de forma permanente y se activará al instante. La pantalla vuelve al modo de visualización.

10. Regrese a uno de los menús de selección o al indicador de medida: tecla “F1

ESC”. 7. 5. 1. 2 Ajuste de la Medición a través de Transformador de Tensión En el estado de suministro del dispositivo, la medición está ajustada para medición directa en red. En la primera puesta en servicio se deben realizar los siguientes pasos si se desea medir a través de un transformador de tensión.

Procedimiento: 1. En el menú "AJUSTES", active la opción "PARÁMETROS BÁSIC.". 2. En el menú "PARÁMETROS BÁSIC." abra la opción "ENTRADAS

TENSIÓN": tecla “F4 ENTER”. La pantalla muestra el ajuste actual válido. 3. Seleccione el menú "USAR TRAFOS TENSION?": tecla “F2 ▲” ó tecla “F3

▼”.

Figura 31. Menú “Usar Trafos Tensión?”.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. 4. Active/desactive la medición a través de transformador: tecla “F4”

Activado: medición a través de transformador de tensión. Desactivado: medición directa en la red de baja tensión.

El parámetro de ajuste queda registrado de forma permanente y resulta efectivo de inmediato. La pantalla permanece en el modo de visualización. 5. Regrese a uno de los menús de selección o al indicador de valores medidos:

tecla “F1 ESC”. 7. 5. 1. 3 Ajuste del Cociente de Transformación de Tensión En el estado de suministro del dispositivo, la medición está ajustada para medición directa en red. En la primera puesta en servicio se deben realizar los siguientes pasos si se desea medir a través de un transformador de tensión. El ajuste de la relación del transformador únicamente es posible si se ha activado la medición a través de transformador de tensión en los parámetros de ajuste del

dispositivo. Sólo así se mostrarán en pantalla los campos de la tensión primaria y secundaria.

Figura 32. Menú “Usar Trafos Tensión?”.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. Procedimiento:

1. En el menú "AJUSTES", active la opción "PARÁMETROS BÁSIC.".

2. En el menú "PARÁMETROS BÁSIC." seleccione la opción "ENTRADAS TENSIÓN": tecla “F4 ENTER”. La pantalla muestra el ajuste actual válido. Si no se muestran los campos "U EN PRIMARIO" y "U EN SECUNDARIO", significa que está ajustada la medición directa en red. Cambie la opción de medición directa a medición a través de transformador de tensión.

3. Seleccione el menú "U EN PRIMARIO": tecla “F2 ▲” ó tecla “F3 ▼”.

4. Abra el modo de edición de la opción "U EN PRIMARIO": tecla “F4 EDIT”.

5. Seleccione el valor deseado: tecla “F2 +” ó tecla “F3 -”.

6. Acepte el valor: tecla “F4 OK”. El valor de la tensión primaria se guardará

de forma permanente y se activará al instante. La pantalla regresa al modo de visualización.

7. Seleccione el parámetro de ajuste "U EN SECUNDARIO: tecla “F2 ▲” ó

tecla “F3 ▼”. Proceda de la misma manera que para la introducción de la tensión primaria. El valor de la tensión secundaria se guardará de forma permanente y se activará al instante. La pantalla regresa al modo de visualización.

8. Regrese a uno de los menús de selección o al indicador de valores medidos: tecla “F1 ESC”.

Ejemplo: Desea realizar una medición en una red de 10 kV a través de un transformador de tensión 10000 V/100 V. Para ello indique: 1. USAR TRAFOS TENSIÓN?: activado 2. U EN PRIMARIO: 10000 V 3. U EN SECUNDARIO: 100 V

Figura 33. Menú “Entradas de Tensión”.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. 7. 5. 1. 4 Ajustar Tensión de Medición En el estado de suministro, la tensión de referencia para medidas está ajustada a 400 V. La primera vez que vaya a ponerlo en servicio, realice los siguientes pasos si la tensión de medición ajustada es otra. Procedimiento: 1. En el menú "AJUSTES", active la opción "PARÁMETROS BÁSIC.". 2. En el menú "PARÁMETROS BÁSIC." abra la opción "ENTRADAS

TENSIÓN": tecla “F4 EDIT”. La pantalla muestra el ajuste actual válido.

3. Seleccione el menú "ENTRADA TENSIÓN": tecla “F2 ▲” ó tecla “F3 ▼“

Figura 34. Menú “Entradas de Tensión”.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. 4. Abra el modo de edición del menú "ENTRADA TENSIÓN": tecla “F4 EDIT”. 5. Seleccione el valor deseado: tecla “F2 +” ó tecla “F3 -“. 6. Acepte el valor: tecla “F4 OK”. El valor de la tensión de medición se guardará

de forma permanente y se activará al instante. La pantalla regresa al modo de visualización.

7. Regrese a uno de los menús de selección o al indicador de valores medidos:

tecla “F1 ESC”. 7. 5. 2 Entradas Corriente 7. 5. 2. 1 Ajuste del Cociente de Transformación de Corriente De fábrica viene ajustada la opción de medición a través de transformador de corriente. Cuando la medición se deba realizar a través de transformador de corriente, habrá que ajustar la relación del transformador durante la primera puesta en servicio.

Figura 35. Parámetro Ajustable “Entradas Corriente”.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. Procedimiento: 1. En el menú "AJUSTES", abra la opción "PARÁMETROS BÁSIC.". 2. En el menú "PARÁMETROS BÁSIC." abra la opción "ENTRADAS

CORRIENTE": tecla “F4 ENTER”. La pantalla muestra el ajuste actual válido. 3. Abra el modo de edición del parámetro ajustable "I EN PRIMARIO": tecla “F4

EDIT”. 4. Seleccione el valor deseado para la corriente primaria: tecla “F2 +” y tecla “F3

–“. 5. Acepte el valor: tecla “F4 OK”. El valor de la corriente primaria se guardará de

forma permanente y se activará al instante. La pantalla regresa al modo de visualización.

6. Seleccione el parámetro ajustable "I EN SECUNDARIO": tecla “F2 ▲” ó tecla

“F3 ▼”. Introduzca el valor deseado para la corriente secundaria: Proceda exactamente de la misma manera que para la corriente primaria. El valor de la corriente secundaria se guardará de forma permanente y se activará al instante. La pantalla vuelve al modo de visualización.

7. Regrese a uno de los menús de selección o al indicador de medida: tecla “F1

ESC”.

Ejemplo: Desea medir la corriente a través de un transformador de corriente para 5000 A/5 A. Para ello indique: 1. I EN PRIMARIO: 5000 A 2. I EN SECUNDARIO: 5 A

Figura 36. Parámetro Ajustable “Entradas Corriente – Usar Trafos Corriente?”.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. 7. 6 APLICAR LA TENSIÓN DE MEDICIÓN El SENTRON PAC3200 con fuente de alimentación multirrango ha sido diseñado para la medición en redes con tensiones alternas asignadas de hasta:

400 V entre fase y neutro (máx. 347 V para UL).

690 V entre fases (máx. 600 V para UL). El SENTRON PAC3200 con fuente de alimentación de muy baja tensión ha sido diseñado para la medición en redes con tensiones alternas asignadas de hasta:

289 V entre fase y neutro.

500 V entre fases.

PRECAUCIÓN: Respetar los valores límite. Los valores límite indicados en los datos técnicos y en la placa de características no deben ser rebasados; tampoco durante la puesta en servicio o comprobación del dispositivo. No es posible realizar la medición de tensión continua. Para medir tensiones superiores a las nominales de entrada admisibles es necesario utilizar transformadores de tensión externos. 7. 7 APLICAR LA CORRIENTE DE MEDICIÓN El dispositivo ha sido concebido para la conexión de transformadores de corriente con corrientes secundarias de 1 A y 5 A. Únicamente es posible realizar mediciones de corrientes alternas. Las entradas de medición de corriente soportan cargas permanentes de 10 A (máx. 300 V) y de 100 A durante 1 segundo. PELIGRO: Cortocircuitar las conexiones secundarias de los transformadores de corriente El no respeto de estas consignas tendrá como consecuencia la muerte, lesiones o daños materiales considerables. Choque eléctrico y riesgo de aparición de arcos eléctricos en caso de circuitos abiertos asociados el transformador de medición. Las corrientes sólo pueden medirse por intermedio de un transformador de corriente. ¡En este cado los circuitos NO deberán protegerse mediante un fusible! No abra nunca el circuito secundario del transformador de corriente bajo carga. Antes de desmontar el aparato, cortocircuite los bornes secundarios del transformador de corriente. ¡Observe las consignas de seguridad de los transformadores de corriente usados! Sentido de circulación de corriente Tenga en cuenta el sentido de circulación de la corriente al conectar las entradas de medición de corriente. En caso de conexión en sentido opuesto, los valores medidos se invertirán y presentarán signo negativo. Para corregir el sentido de circulación de la corriente no es necesario cambiar los bornes de las entradas. En su lugar, cambie la interpretación del sentido a través de los parámetros de ajuste del dispositivo.

8. MANEJO SENTRON PAC3200 8. 1 INTERFAZ DE USUARIO 8. 1. 1 Elementos de Mando e Indicación Elementos de mando e indicación El frente del SENTRON PAC3200 contiene los siguientes elementos de mando e indicación:

Figura 37. Interfaz de Usuario.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. 1. Visualización de los valores medidos, parámetros de ajuste del dispositivo,

menús de selección.

1

2

4 3

2. Título de la pantalla. 3. Asignación de las teclas de función. 4. Teclas de función. Pantalla: visualización – título de la pantalla – asignación de las teclas La pantalla está estructurada de la siguiente manera:

Área de visualización: muestra los valores medidos actuales, los parámetros de ajuste del dispositivo y los menús de selección.

Encabezado: indica el tipo de información que se muestra en el área de visualización.

Área inferior: muestra las funciones asignadas a las teclas de función. Teclas de Función: asignación y ubicación de las teclas Las cuatro teclas de función F1 a F4 permiten manejar el dispositivo:

Navegación a través de los menús.

Selección de los indicadores de medida.

Visualización y edición de los parámetros de ajuste del dispositivo. Las teclas poseen asignación múltiple. La asignación de las funciones cambia en función del contexto de manejo del dispositivo. El nombre de la función (asignación) actual de la tecla se muestra encima del número de la tecla, en el área inferior de la pantalla. La tecla se activa una vez mediante una breve pulsación de su superficie. Una pulsación prolongada de la superficie de la tecla activa al cabo de 1 segundo la función de auto repetición. La función de la tecla se repite constantemente mientras se mantiene pulsada. La función auto repetición es útil, por ejemplo, para el avance rápido de valores durante la parametrización del dispositivo. Organización de la información En la pantalla la información se organiza representada de la siguiente manera:

Magnitudes Medidas

Visualización de las magnitudes medidas: La pantalla muestra los valores medidos de la magnitud actual seleccionada.

Menús

Menú "MENÚ PRINCIPAL": La pantalla muestra una lista de las magnitudes visualizables.

Menú "AJUSTES": La pantalla muestra los diversos ajustes del dispositivo. El menú "AJUSTES" es un submenú del "MENÚ PRINCIPAL". El menú "AJUSTES" contiene otros submenús. Parámetros Ajustables

Visualización de los parámetros de ajuste del dispositivo: La pantalla muestra los valores de los ajustes actuales efectivos del dispositivo.

Modo de edición de los ajustes: La pantalla permite editar los parámetros de ajuste del dispositivo.

Navegación a través de las Diferentes Vistas

La navegación a través de las magnitudes medidas, menús y ajustes de dispositivo se puede realizar en todo momento a través de las teclas de función F1 y F4.

F1 ESC: Cancela la última acción del usuario. Abandona la visualización de los parámetros de ajuste del dispositivo y regresa a la visualización del menú.

F4 MENÚ: Accede al menú principal.

F4 ENTER: Accede a la opción de menú seleccionada.

F4 EDIT: Abre el modo de edición de los parámetros de ajuste del dispositivo. En la siguiente figura se muestran las rutas de navegación. La visualización de las magnitudes medidas es el punto inicial y final de la navegación. Si se pulsa repetidas veces la tecla de cancelación F1 se accede a la visualización de las magnitudes medidas.

Tenga en cuenta que la tecla F4 dispone de funcionalidad adicional. F4 OK: Almacena permanentemente el último valor ajustado y pasa del modo de edición al modo de visualización. Si no se realiza ninguna edición, la tecla cierra la pantalla y regresa a la selección de menús.

Figura 38. Estructura de la Información y Navegación.


Elementos de visualización especiales Símbolo de protección del dispositivo El símbolo en forma de candado que aparece junto al nombre de la pantalla indica si los parámetros ajustables se encuentran protegidos contra modificación involuntaria o no autorizada. Cuando la protección se encuentra activada el dispositivo solicita la introducción de la clave correcta. Se puede establecer o modificar la clave a través del parámetro ajustable "AVANZADO > CLAVE DE ACCESO". Número de pantalla Cada pantalla tiene asignado un número. El número figura a la derecha, en el encabezado de la pantalla. Barra de desplazamiento Las pantallas de menú disponen de una barra de desplazamiento en el borde derecho. El botón de desplazamiento de la barra muestra la posición relativa de la barra en la lista de menús.

Botón de desplazamiento en la parte superior: comienzo de la lista.

Botón de desplazamiento en la parte inferior: fin de la lista. Barra selectora La barra selectora muestra la opción de menú accesible a través de la tecla F4 ENTER. Las teclas F2 ▲ y F3 ▼ desplazan la barra selectora a través de las opciones del menú.

Si todas las opciones del menú visualizado en pantalla se pueden representar simultáneamente, la barra selectora se moverá a través de las opciones de menú fijas.

Si la lista dispone de más opciones de las que se pueden representar en la pantalla, se activará el modo de desplazamiento. La barra selectora permanecerá centrada. La lista de menús avanza o retrocede "bajo" la barra selectora.

En todos los menús, el final de la lista está conectado con el comienzo de la lista. Tecla F3 ▼ salta del final al comienzo de la lista. Tecla F2 ▲ salta del comienzo al final de la lista. Una línea marca la separación entre el final y el comienzo de la lista cuando la lista de menús dispone de más opciones de las que se pueden representar en la pantalla. Barra de desplazamiento de la tecla de función F1 La barra de desplazamiento horizontal situada encima de la tecla de función F1 muestra la asignación múltiple de la tecla de función. La asignación de la tecla varía cada vez que ésta se pulsa. Símbolo "valor extremo" Cuando se muestran los valores extremos se asigna a cada magnitud medida un símbolo para la designación del valor máximo o mínimo:

▲ Máximo.

▼ Mínimo. Cuando se visualiza el valor medio, el símbolo de valor extremo indica:

(sin símbolo) Valor medio actual.

▲ Máximo del valor medio.

▼ Mínimo del valor medio.

Figura 39. Símbolos de Valores Extremos.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. 1. Símbolo de Máximo. 2. Símbolo de Mínimo. 8. 1. 2 Visualización de las Magnitudes de Medida

Figura 40. Título de la Pantalla.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. 1. Título de la Pantalla:

a) Nombre de la magnitud medida.

1

2

1

1a 1b 1c

b) Nombre de la propiedad del valor medido.

c) Número de pantalla de la magnitud medida.

Figura 41. Indicación de Valores Medidos.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. 2. Indicación de valores medidos:

a) Identificador de fase.

b) Valor medido.

c) Unidad de la magnitud medida.

Figura 42. Teclas de Función.


2

2a 2b 2c

3a 3b

3. Teclas de función: a) Asignación de teclas. b) Barra de desplazamiento de la tecla de función F1. Título de la pantalla El título de la pantalla en el encabezado contiene la siguiente información:

Nombre de la magnitud medida.

Nombre de la propiedad del valor medido.

Número de pantalla de la magnitud medida. Nombre de la propiedad del valor medido En el título de la pantalla aparece en segundo lugar la propiedad del valor medido actual. En la siguiente tabla se enumeran las propiedades de los valores medidos y sus nombres.

Tabla 9. Nombre de la Propiedad del Valor Medido.

Nombre de la propiedad del valor medido

Propiedad del valor medido de la magnitud

INSTANTÁNEO Valor instantáneo medido

MÁXIMO Valor máximo medido

MÍNIMO Valor mínimo medido

MEDIA Valor medio calculado

IMPORTADO Importación de energía/energía

EXPORTADO Exportación de energía/energía

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. Teclas de función Las teclas de función poseen asignaciones múltiples en el indicador del valor medido. Las teclas F2 ▲ y F3 ▼ únicamente se encuentran disponibles para la visualización del valor instantáneo.

Tabla 10. Teclas de Función.


Función de las teclas

F1

F2

F3

F4

Muestra el valor instantáneo

► INST

Muestra el valor máximo

► MÁX

Muestra el valor mínimo

► MÍN

Muestra el valor medio

► MED

Muestra la importación de energía/energía positiva

► IMP

Muestra la exportación de energía/energía negativa

► EXP

Restablece el valor extremo o medio, y adopta el valor instantáneo

BORR

Sube dentro de la lista de selección

▲

Baja dentro de la lista de selección

▼

Va a la selección de menús

MENÚ

8. 1. 3 Visualización del Menú "MENÚ PRINCIPAL" El "MENÚ PRINCIPAL" muestra las magnitudes medidas disponibles. La opción de menú adicional "AJUSTES" permite modificar los parámetros del dispositivo.

Figura 43. Pantalla del Menú Principal.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. (1) Título de la pantalla: a) "MENÚ PRINCIPAL". b) Símbolo de protección del dispositivo. c) Número de pantalla. (2) Lista de las magnitudes medidas visualizables: a) Línea de separación comienzo de lista/fin de lista. b) Barra selectora. c) Barra de desplazamiento. d) Cambia al menú de parámetros de ajuste del dispositivo. (3) Teclas de función: a) Asignación de teclas.

Título de la pantalla El título de la pantalla es en todo momento "MENÚ PRINCIPAL". Número de pantalla de la magnitud medida El menú principal no dispone de un número propio de pantalla visible. El número de pantalla mostrado se refiere a la magnitud medida actual seleccionada. Teclas de función

Tabla 11. Asignación de las Teclas de Función en el Menú Principal.

Función de las teclas F1 F2 F3 F4

Cancela la selección de menú y regresa a la última magnitud medida mostrada

ESC

Sube dentro de la lista de selección ▲

Baja dentro de la lista de selección ▼

Muestra la magnitud medida seleccionada ENTER


8. 1. 4 Visualización del Menú "AJUSTES" El menú "AJUSTES" muestra los parámetros ajustables del dispositivo. Las opciones de menú representan grupos de ajustes relacionados, mostrados en una misma pantalla. Una opción de menú puede contener otros submenús.

Figura 44. Visualización del Menú Ajustes.


(1) Título de la pantalla: a) "AJUSTES". b) Símbolo de protección del dispositivo. c) Número de pantalla del ajuste del dispositivo. (2) Lista de los parámetros ajustables del dispositivo: a) Línea de separación comienzo de lista/fin de lista. b) Barra selectora. c) Barra de desplazamiento. (3) Teclas de función: a) Asignación de teclas. El menú "AJUSTES" contiene los mismos elementos de mando que el menú "MENÚ PRINCIPAL". Teclas de función

Tabla 12. Asignación de las Teclas de Función en el Menú Ajustes.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. 8. 1. 5 Visualización de los Parámetros de Ajuste del Dispositivo Los parámetros de ajuste de una misma categoría se muestran debajo del título de la pantalla. Se representan los parámetros de ajuste válidos en el momento actual.


Cancela la selección de menú y regresa al "MENÚ PRINCIPAL"

ESC



Muestra los parámetros ajustables del dispositivo seleccionados

ENTER

Figura 45. Visualización de los Parámetros de Ajuste del Dispositivo.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. (1) Título de la pantalla: a) Nombre del grupo de parámetros de ajuste seleccionado. b) Símbolo de protección del dispositivo. c) Número de pantalla del ajuste del dispositivo. (2) Lista de los parámetros de ajuste del dispositivo: a) Barra selectora. b) Ajuste actual. (3) Teclas de función: a) Asignación de teclas. Título de la pantalla Muestra el grupo de parámetros de ajuste seleccionado en el momento actual.

Teclas de función

Tabla 13. Asignación de las Teclas de Función en la Pantalla de Parámetros de Ajuste.


Regresa a la selección de menús ESC



Cambia al modo de edición ENTER

Activa/desactiva el parámetro de ajuste ◘ ◙

Regresa a la selección de menús OK Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200.

La tecla F4 EDIT, activa el modo de edición. El modo de edición permite realizar cambios en los parámetros de ajuste del dispositivo. La tecla F4 ◘ ◙, es un interruptor de activación/desactivación. Sus efectos son inmediatos. Se omite el modo de edición. La tecla F4 OK, se encuentra disponible cuando el parámetro de ajuste se muestra pero no puede ser editado. La tecla F4, al igual que F1, permite regresar al menú "AJUSTES". 8. 1. 6 Modo para la Edición de los Parámetros de Ajuste Para poder editar los parámetros de ajuste del dispositivo es necesario activar el modo de edición. La activación se realiza en el modo de visualización a través de la tecla F4 EDIT. Se puede reconocer el modo de edición por que se acorta la barra selectora, que pasa a ocupar el ancho del valor seleccionado.

Figura 46. Modo para la Edición de los Parámetros de Ajuste.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. (1) Título del grupo. (2) Lista de los parámetros de ajuste del dispositivo: a) Parámetro de ajuste en el modo de edición. Teclas de función Tabla 14. Asignación de las Teclas de Función en la Modo de Edición.


Cancela los cambios y regresa al modo de visualización

ESC

Incrementa el valor numérico en "1" O muestra el siguiente ajuste seleccionable

+

Reduce el valor numérico en "1" -

Salta una posición a la derecha en un valor numérico de varios dígitos

→

Guarda los cambios y regresa al modo de visualización

OK


8. 2 PASOS DE MANEJO 8. 2. 1 Pasos de Manejo en la Pantalla de las Magnitudes de Medida Seleccionar la magnitud medida Cuando se muestra el valor instantáneo es posible cambiar a otras magnitudes medidas. La tecla F2 ▲ cambia a la magnitud medida precedente. La tecla F3 ▼ cambia a la siguiente magnitud medida. El orden de las magnitudes medidas es el mismo que en el menú principal. Cuando se muestra el valor extremo o la media, las teclas F2 ▲ y F3 ▼ no son accesibles. En este caso, cambie primero a la pantalla del valor instantáneo. Visualización de los valores instantáneo, extremo o medio La tecla F1 muestra el siguiente valor: F1 ► MÁX: visualización del valor máximo. F1 ► MÍN: visualización del valor mínimo. F1 ► INST: visualización del valor instantáneo. F1 ► MED: visualización del valor medio.

Figura 47. Visualización de los Valores Instantáneo, Extremo o Medio.

Fuente: Manual Multímetro SENTRON PAC3200. 8. 2. 2 Pasos de Manejo en el "MENÚ PRINCIPAL" Seleccionar la magnitud medida La barra selectora muestra la opción actual de menú seleccionada (texto blanco sobre fondo negro). La tecla F2 ▲ desplaza la barra selectora hacia arriba en la lista de menús. La tecla F3 ▼ desplaza la barra selectora hacia abajo en la lista de menús. Visualización de magnitudes medidas La barra selectora muestra la opción actual de menú seleccionada (texto blanco sobre fondo negro). La tecla F4 ENTER activa la visualización de las magnitudes medidas seleccionadas. Cancelar la selección de menús La tecla F1 ESC cancela la selección de menús y regresa a la última magnitud medida mostrada.

Acceso al menú "AJUSTES" El menú "AJUSTES" accede al menú para la modificación de los parámetros de ajuste del dispositivo. 8. 2. 3 Pasos de Manejo del Menú "AJUSTES" Seleccionar la magnitud medida La barra selectora muestra la opción actual de menú seleccionada (texto blanco sobre fondo negro). La tecla F2 ▲ desplaza la barra selectora hacia arriba en la lista de menús. La tecla F3 ▼ desplaza la barra selectora hacia abajo en la lista de menús. Mostrar ajuste La barra selectora muestra la opción actual de menú seleccionada (texto blanco sobre fondo negro). La tecla F4 ENTER activa la visualización de los parámetros de ajuste seleccionados.

Figura 48. Mostrar Ajuste.


8. 2. 4 Pasos de Manejo en la Pantalla de los Parámetros de Ajuste del Dispositivo

Activación del modo de edición La tecla F4 EDIT activa el modo de edición. El modo de edición permite realizar cambios en los parámetros de ajuste del dispositivo. Se puede reconocer el modo de edición por que se acorta la barra selectora, que pasa a ocupar el ancho del valor seleccionado.

Figura 49. Activación del Modo de Edición.


9. APLICACIONES PRACTICAS DEL ANALIZADOR DE REDES ELECTRICAS SIEMENS PAC3200

Se procede a realizar tres practicas en las cuales se conectara el Analizador de Redes Eléctricas SIMENES PAC3200, el cual medirá los parámetros de corrientes y voltajes que demandan la carga conectada a la red eléctrica. Dichos valores que se extraerán del analizador se compraran con los valores obtenidos con un amperímetro y voltímetro. En la siguiente figura se expresa de manera general el conexionado del analizador con la carga:

Figura 50. Conexionado General del Analizador de Redes y la Carga.


De manera mas especifica, en la siguiente figura se observa la conexión correcta del analizador y la carga, además de los transformadores de corriente:

Figura 51. Circuito de Analizador y Carga.


9. 1 PRACTICA N-1: “CARGA: TRES LAMPARAS EN DELTA 150W/220V” Conectar el analizador de redes a la carga formada por tres lámparas en conexión delta de 150W/220V:

Figura 52. Tres Lámparas en Conexión Delta.


De la carga mostrada en la figura anterior se deben medir los siguientes parámetros:

Corrientes de cada línea.

Corrientes de cada fase.

Voltajes de cada línea.

Voltajes de cada fase.

Tabla 15. Parámetros de la Carga de Tres Lámparas en Delta de 150W/220V.


Figura 53. Conexión en el Laboratorio.


Parámetros

Instrumentos de Medida

Analizador de

Redes PAC3200

Amperímetro

Voltímetro

Corriente de

línea

IL1 1 A 1,14A -

IL2 1 A 1,14A -

IL3 1 A 1,13A -

Corriente de

fase

IF1 - 0,66 A -

IF2 - 0,66 A -

IF3 - 0,65 A -

Voltajes de

línea

VL12 219 V - 223 V

VL23 218 V - 226 V

VL31 214 V - 226 V

Voltajes de

fase

VF1 125 V - 125 V

VF2 127 V - 126 V

VF3 125 V - 127 V

9. 2 PRACTICA N-2: “CARGA: TRES LAMPARAS EN DELTA Y TRES LAMPARAS EN ESTRELLA 150W/220V” Conectar el analizador de redes a la carga formada por tres lámparas en conexión delta y tres lámparas en conexión estrella de 150W/220V:

Figura 54. Tres Lámparas en Conexión Delta y Tres Lámparas en Conexión Estrella.







Tabla 16. Parámetros de la Carga de Tres Lámparas en Delta y Tres Lámparas en Estrella de 150W/220V.




Parámetros


Analizador de

Redes PAC3200

Amperímetro

Voltímetro

Corriente de

línea

IL1 2 A 1,68A -

IL2 2 A 1,66A -

IL3 2 A 1,68A -

Corriente de

fase

IF1 - - -

IF2 - - -

IF3 - - -

Voltajes de

línea

VL12 219 V - 220 V

VL23 219 V - 220 V

VL31 215 V - 222 V

Voltajes de

fase

VF1 125 V - 125 V

VF2 127 V - 125 V

VF3 125 V - 126 V

9. 3 PRACTICA N-3: “CARGA: DOS MOTORES, TRES CONDENSADORES Y SEIS LAMPARAS” Conectar el analizador de redes a la carga formada por dos motores, tres condensadores y seis lámparas de 150W/220V:

Figura 56. Dos Motores, Tres Condensadores y Seis Lámparas.







Tabla 17. Parámetros de la Carga de Dos Motores, Tres Condensadores y Seis Lámparas.




Parámetros


Analizador de

Redes PAC3200

Amperímetro

Voltímetro

Corriente de

línea

IL1 3 A 3,17A -

IL2 3 A 3,1A -

IL3 3 A 3,06A -

Corriente de

fase

IF1 - - -

IF2 - - -

IF3 - - -

Voltajes de

línea

VL12 219 V - 220 V

VL23 219 V - 220 V

VL31 215 V - 222 V

Voltajes de

fase

VF1 126 V - 125 V

VF2 127 V - 125 V

VF3 126 V - 126 V

10. CONCLUSIONES

Los aspectos de la calidad de la energía eléctrica son muy importantes controlarlos para evitar equipos averiados en el hogar o peor aun producir un paro de producción en la industria. Se utilizan ciertos dispositivos eléctricos, como transformadores de medida cuando las condiciones del circuito eléctrico impiden medir de manera directa la variable deseada. Cuando se desea implementar cualquier dispositivo electrónico, antes de interactuar con el, se debe tener en cuenta el manual de funcionamiento para evitar errores en conexiones o en voltajes de alimentación que pudieran averiar dicho dispositivo. NUNCA se debe energizar un transformador de medida de corriente, sin que su secundario se encuentre en corto circuito; debido a que se produciría una corriente en el primario muy elevada de magnetización que ocasionaría la explosión del instrumento y la muerte al usuario o personas que se encuentren alrededor. Para que los valores medidos en el analizador sean confiables, se deben ajustar los parámetros del dispositivo como lo son el tipo de conexión y las entradas de tensión y de corriente. La utilización de bancos de condensadores en la industria es muy buena en cuanto se debe mejorar el factor de potencia de la carga, pero su gran desventaja es la producción muy elevada de armónicos.

11. BIBLIOGRAFIA

CAÑON VEGA Nora. Coordinadora Área de Información y Documentación. Universidad de la Salle. Guía para la Elaboración y Presentación de Trabajos Escritos.

Power Quality ISSues-Standards and Guidelines, IEEE Transactions on Industry Applications, vol 32, num. 3, mayo/jun 1996, pp. 625-632.

CEAC, Electrotecnia General ENCICLOPEDIA CEAC DE ELECTRICIDAD, Ediciones CEAC, S.A., España, 1980. Breijo, Sivera y Sánchez.

SIEMENS SENTRON. Multimetro SENTRON PAC3200. Manual de Producto.

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