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SELECCIÓN TÉCNICA ECONÓMICA
DEL EQUIPO DE MEDICIÓN EN UNA SUBESTACIÓN
Tesis de Grado previa a la obtención
del Título de Ingeniero Eléctrico en
la Especializacion de Potencia de la
Escuela Politécnica Nacional.
Germán Arrieta Escobar
Quito, Febrero de 1978
CERTIFICO: que esta Tesis ha sido
elaborada en su totalidad por el
Sr. Germán Arrieta Escobar.
zING. JULIO JUBÍDO
DIRECTOR DE TESIS
Quito, Febrero de 1978
A G R A D E C I M I E N T O
Me permito dejar constancia, con mi más profundo
agradecimiento, a: la Escuela Politécnica Nacio-
nal, a la Facultad de Ingeniería Eléctrica, al
Señor Director de Tesis y a los Funcionarios y
Empleados de INECEL, que gracias a su formación,
colaboración y esfuerzo he logrado llevar a cabo
este trabajo.
GSHMAtt A3EIETA ESCOBAD
D E D I C A T O R I A
A MIS PADRES, ejemplos
de amor y abnegación.
SELECCIÓN TÉCNICA .ECONÓMICA
BEL EQUIPO DS..MEDICIÓN EN UKA SUBESTACIÓN
ÍNDICE
KUMBRAL DESCRIPCIÓN PAGINA
C A P I T U L O I
GENERALIDADES
1.1 OBJETIVO Y ALCANCE DEL TEMA 1
1.2 ASPECTOS GENERALES DE LAS MEDICIONES ELÉCTRICAS 1
1*2.1 Generalidades y Conceptos 1
1.2.2 Aparatos de Medida en las Estaciones de Trans-
formación y Distribución 6
1.2.3 Clasificación de los Aparatos de Medida 7
C A P I T U L O II
EVALUACIÓN TÉCNICA DEL EQUIPO DE MEDICIÓN
2.1 TRANSFORMADORES PAfiA MEDICIONES 10
NUMERAL DESCRIPCIÓN PAGINA
Transformador úe Potencial
2.1»! Definiciones y Generalidades 10
2.1.2 Clasificación de los Transformadores de Poten
cial 11
2.1.3 Factores de Corrección y Clases de Precisión
de los Transformadores de Potencial 12
2.1.¿f Niveles de Aislamiento y Carga de los Transfor
Dadores de Potencial 15
Transformador de Corriente
2.1.5 Definiciones y Generalidades 19
2.1.6 Clasificación de los Transformadores de Co-
rriente . 22
2.1.7 Factores de Corrección y Clases de Precisión
de los Transformadores de Corriente 22
2.1.8 Niveles de Aislamiento y Carga en los Transfor
madores de Corriente 27
2.1.9 Capacidad de Resistencia de los Transformad^
res de Corriente a los Cortocircuitos 30
2.2 MEDICIÓN DE CORRIENTE, TENSIÓN Y FACTOR DE PO-
TEiNCIA 32
2*2.1 Medición de Corriente y Tensión 32
2.2.2 Medición del Factor de Potencia 41
2.3 MEDICIÓN DE POTENCIA
2.3»1 Medición de Potencia Activa 4¿f
NUMERAL DESCRIPCIÓN PAGINA
2*3.2 Medición de Potencia Reactiva 53
2.4 MEDICIÓN DE ENERGÍA
2.4.1 Medición de la Energía 56
2.4.2 Medición de la Demanda 68
2.5 MEDICIONES ESPECIALES 70
2.5»! Medición de Pérdidas y Compensadores 70
2.5*2 Registradores para. Inspección, de Carga 71
2.5-3 Totalización y Medición Remota 73
C A P I T U L O III
EVALUACIÓN ECONÓMICA DEL EduIPO D5 MEDICIÓN
3.1 ANÁLISIS ECONÓMICO DEL EQUIPO DE MEDICIÓN 79
3.2 LA INCIDENCIA ECONÓMICA DE LOS TRANSFORMADORES
DE MEDICIÓN 80
3*2.1 Transformadores de Medición 80
3*2,2 Consideraciones Económicas 93
3.3 LA MEDICIÓN DE CORRIENTE, TENSIÓN Y SU INCIDEN
CÍA ECONÓMICA 99
3.3»I Antecedentes y Generalidades 99
3.3»2 Amperímetros y Voltímetros 100
3*3*3 Comparación Económica 105
3.4 LA MEDICIÓN DE POTENCIA Y SU INCIDENCIA ECONÓ-
MICA 107
NUMERAL DESCRIPCIÓN PAGINA
3.4.1 Antecedentes 10?
3.4.2 Vatímetros y Varimetros 108
3.4.3 Comparación Económica 112
3.5 LA MEDICIÓN D£ ENERGÍA Y SU INCIDENCIA ECO-
NÓMICA 115
3.5.1 Contadores de Energía 115
3* 5- 2 Contadores de Demanda 116
3«5«3 Comparación Económica 120
C A P I T U L O IV
APLICACIÓN PRACTICA
4.1 DATOS Y CARACTERÍSTICAS DE UNA SUBESTACIÓN 124
4.2 SELECCIÓN TÉCNICA Y ECONÓMICA DEL EQUIPO
DE MEDICIÓN
C A P I T U L O V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 CONCLUSIONES141
5.2 RECOMENDACIONES 142
DESCRIPCIÓN PAGINA
REFERENCIAS (Cuadros Capitulo II) 61
REFERENCIAS (Cuadros Capitulo III) 123
BIBLIOGRAFÍA '
TABLAS
No, DESCRIPCIÓN
1.1 Limites de Error de Indicación, Registro e Influencia
2.1 Clasificación de los Transformadores de Potencial
2.2 Clasificación de Precisión para Transformadores según
las N"ormas Americanas
2.3 Clases Normales de Aislamiento, Relaciones de Transfor-
mación Normales y Pruebas Dieléctricas Normales para
Transformadores de Potencial
2.¿i Cargas Normales para Transformadores de Potencial según
las Normas ANSÍ C.57.13
2.5 Consumos de los Aparatos alimentados por Transformado-
res de Potencial
2.6 Valores Normalizados de la Corriente Nominal Primaria
en Transformadores de Corriente
2.7 Limites de los Factores de Corrección de Relación y del
Transformador para el Servicio de Medición
2.8 Niveles de Aislamiento y Pruebas Dieléctricas Normaliza
das de Transformadores de Corriente
2»9 Cargas Nominales para Transformadores de Corriente según
las Normas ANSÍ C.57.13
2.10 Consumos de los Aparatos alimentados por Transformado-
res de Corriente
3.1 Transformadores de Corriente para Instalación Exterior
5000, 8700, 15000V; 60, 75» 110KV BIL
jToA DESCRIPCIÓN
3.2 Transformadores de Corriente para Instalación Exterior
5000, 8700, 15000, 25000V; 60, 75, 110, 150KV BIL
3.3 Transformadores de Corriente para Instalación Exterior
25-69 KV; 150-350 KV BIL
3«¿f Transformadores de Corriente para Instalación Exterior
92 KV; 450 KV BIL
3*5 Tensiones Primarias Nominales, Conexiones Preferibles
de los Transformadores de Potencial
3.6 Transformadores de Potencial para Instalación Exterior
2400-25000V; 60-150KV BIL
3.7 Transformadores de Potencial para Instalación Exterior
HWOV; 150KV BIL
3.8 unidades de Medición (Overhead)
3.9 Comparación de Costos entre Transformadores para Medi-
ción
3.10 Amperimetros Indicadores de Corriente Alterna para uso
con Transformadores de Corriente, 5A Plena Escala
3.11 Voltímetros Indicadores de Corriente Alterna para uso
coa Transformadores de Potencial, 150V Plena Escala
3.12 Amperímetros Registradores de Corriente Alterna para
uso con Transformadores de Corriente
3»13 Voltímetros Registradores de Corriente Alterna para
uso con Transformadores d© Potencial
3»14 Comparación de Costos, para Amperimetros
No. DESCRIPCIÓN
3«15 Comparación de Costos para Voltímetros
3»16 Vatímetros Indicadores de Corriente Alterna para uso
con Transformadores de Medición (5A, 120V)
3»17 Varimetros Indicadores de Corriente Alterna para uso
con Transformadores de Medición (5A, 120V)
3»18 Vatímetros Registradores de Corriente Alterna para
uso con Transformadores de Medición
3«19 Varimetros Registradores de Corriente Alterna para
uso con Transformadores de Medición
3.20 Comparación de Costos, para Vatímetros
3«21 Comparación de Costos para Varimetros
3«22 Contadores de Energía
3*23 Contadores de Demanda Indicadores
3*24 Contadores de Demanda Registradores
3»25 Contadores de Demanda Registradores (otros tipos)
3*26 Costos y Características de Contadores.
FIGURAS
Hó. DESCRIPCIÓN
2.1 Clases de Precisión Normales para Transformadores de
Potencial utilizados en Medición
2.2 Clase Normal de Precisión Limite 1.2 para Transforma-
dores de Corriente utilizados en Medición
2.3 Mecanismo de Instrumento de Imán Permanente y bobina
Móvil
2.¿f Conexiones de Amperímetros de Bobina Móvil con Recti-
ficador
2.5 Instrumento de Hierro Móvil con Bobina Externa
2.6 Partes Principales de un Sistema Electrodinámico
2.7 Conexiones y Diagrama Vectorial en la Medición del
Factor de Potencia
2.8 Conexiones de un vatímetro dinaraométrico
2.9 Maneras de Conexión para Vatímetro
2.10 Conexiones de un Vatímetro
2.11 Medición de la Potencia
2.12 Medición de la Potencia Trifásica de k Hilos
2.13 Procedimiento de un sólo Vatímetro con Punto Neutro
Artificial
2.1¿f Conexiones de un Vatímetro de Potencia Activa de Co-
rriente Alterna de k y 3 Conductores, con Cargas E-
quilibradas
DESCRIPCIÓN
2.15 Procedimientos de dos Vatímetros
2.16 Conexiones de Vatímetros
2.17 Medición de la Potencia Reactiva con Trifásica de 4
Hilos
2.18 Medición de Potencia Reactiva empleando el Procedimi-
ento de dos Vatímetros
2.19 Conexiones Interiores de un Contador de Inducción
2.20 Típicas Curvas de Precisión del Vatiohorimetro de In-
ducción
2.21 Conexionados de Contadores Monofásicos
2*22 Conexionado de Contadores Trifásicos en Sistemas Tri-
fásicos de 3 y 4 Hilos
2.23 Conexionado de Contador Trifásico en Sistemas Trifási-
cos Desequilibrados de ¿f Hilos
2.24 Conexionado de Contador Trifásico con dos Sistemas de
Medida
2.25 Representación Esquemática de un Contador Monofásico
LANDIS GYR para Energía Reactiva
2.26 Conexionado de un Contador Monofásico CdC para Energir.
Reactiva
2.2? Conexionados de Contadores Trifásicos para Energía Réa£
tiva con dos Sistemas de Medida para Sistemas Equilibra.
dos de 3 Hilos
2.28 Conexionados de Contadores Trifásicos para Energía Reac
No, DESCRIPCIÓN
tiva con tres Sistemas de Medida para Sistemas Equili-
brados de 4 Hilos
2.29 Métodos Básicos de Totalización Eléctrica.
C A P I T U L O I
GENERALIDADES
1.1.- OBJETIVO Y ALCANCE DEL TEMA
iEl objetivo de este Tema es presentar en una misma obra, datos,
características, costos y toda la información precisa, sacada de
los diferentes tratados de mediciones y equipos eléctricos, sobre
aspectos técnicos y económicos de los aparatos de medición eléc-
trica utilizados en subestaciones.
En base a esta amplia información recopilada, se trata de encon-
trar criterios básicos y vertir comentarios que faciliten una se-
lección técnica-económica del equipo de medición en una subesta-
ción. En el capítulo cuarto, se analiza una aplicación práctica.
En el desarrollo de este trabajo, el campo que se discute, se li-
mita a instrumentos de corriente alterna empleados en cuadros de
distribución y que operan a través de transformadores de medición.
Estos transformadores tratados aquí, son únicamente aquellos que
funcionan en instalaciones exteriores.
Para efectuar la evaluación económica del equipo de medición, se
escoge arbitrariamente una firma constructora (Y/estinghouse) que
fabrique cada uno de los aparatos que conforman el equipo de ne-
dicióru SJ. se desea tener una idea nías concreta sobre el alcance
de este trabajo, es aconsejable revisarlo.
1.2.1.- Generalidades y Conceptos
-. p — •
-
Los instrumentos de medida eléctricos son empleados para medir
magnitudes eléctricas o de otra naturaleza. A continuación se in-
dican algunas de las reglas para aparatos eléctricos de medida s_e
gún las Normas VDE 0¿flO/8.6¿f.
Inscripciones generales.- Cada instrumento debe llevar las sigui-
entes inscripciones: a) El numero de fa
bricación y algunos instrumentos tienen -también el mes y el año
de fabricación b) Símbolo de procedencia c) Símbolo de la ten-
sión de prueba d) Unidad de la cantidad a medir e) Símbolo de
la clase de precisión f) Símbolo de la clase de corriente g)
Símbolo del elemento de medida h) Indicaciones sobre las condi-
ciones nominales y los alcances de influencia siempre que sea n_e
cesario i) En caso de instrumentos con accesorior3 se deberá in
dicar los valores eléctricos para el valor final de la escala sin
accesorio, o deberá existir una inscripción_que muestre que el
instrumento sólo se puede utilizar junto con un accesorio. Además
de las inscripciones indicadas, algunos instrumentos llevan según
el caco: símbolo de prevención, prescripciones de protección con-
tra gas grisú y explosiones, etc.
Aparatos de medida eléctricos sus componentes y accesorios.- En-
tre
sus componentes y accesorios tenemos:
a) Aparato de medida, según las Normas VDE, es un instrumento de
medida junto con la totalidad de los accesorios, incluyendo a a-
quellos que se puedan separar del instrumento
b) Instrumento de medida, es el elemento de medida junto con la
caja y, eventualmente, los accesorios incorporados. Uri instrumen
- 3 -
to de medida puede contener también varios elementos de medida
c) Un elemento de medida, consta de las piezas que producen un mo-
vimiento y de otras cuyo movimiento o posición lo determina la
cancidad a medir. La escala es un componente del elemento de medi-
da
d) Sistema móvil, es la parte del elemento de medida cuyo movimi-
ento o localización dependen del valor a la cantidad a medir.
Dentro de los componentes y accesorios de los aparatos de medida
eléctricos, tenemos además: circuito de corriente, circuito de
tensión, resistencia shunt, resistencia adicional, conductores de
.conexión., accesorio, accesorio intercambiable, accesorio no in-
tercambiable.
Escala en los aparatos de medida.- Se indica sólo los conceptos
más importantes referentes a
este punto. Así por ejemplo, tenemos: a) Longitud de la escala, o
el ancho de registro, que es la longitud en milímetros del campo
de indicación, medida por el punto medio de los trazos de menor
tamaño b) Una división de la escala, que es la distancia entre
dos trazos consecutivos c) Constante, que es el factor afectado
de dimensión- por el cual se debe multiplicar el valor numérico de
la escala en que se encuentra el índice a fin de obtener el valor
de medida d) Los valores inicial y final de una escala, que son
los valores pertenecientes a la primera y última raya divisoria
respectivamente e) El campo de indicación, que comprende la to-
talidad de la escala f) El campo de medida, que comprende sólo
aquella sección de la escala para la cual se cumplen las disposi-
ciones referentes a las clases de precisión g) Alcance del apa-
rato (del instrumento), que es el valor correspondiente a la ulti-
ma raya divisoria del campo de medida.
Disposiciones de seguridad.- En general, casi todos los aparatos
de medida deben cumplir las siguien-
tes pruebas de seguridad: i) Prueba de tensión 2) Trayectorias
de contorneo y trayectorias en el airs 3) Capacidad de carga y
de sobrecarga eléctricas permanentes k) Capacidad de sobrecarga
eléctrica a la corriente de choque 5) Alcance de la temperatura
de trabajo 6) Prueba de vibración y 7) Desistencia mecánica al
choque.
División en clases de precisión.- El símbolo de clase de precisión
debe garantizar el cumplimiento
de las disposiciones referentes a la clase respectiva, asi las
clases: 0.1, 0.2, 0.5 denominados generalmente a instrumentos o
aparatos de medida de precisión; 1.0, 1.5» 2*5i 5.0 denominados
generalmente a instrumentos o aparatos industriales.
Clases de errores e influencias.- Se indican a continuación los
conceptos referentes a este pun
to. a) Error, es la diferencia entre el valor indicado y el valer
correcto de la cantidad a medir. Se expresa en unidades de la can
tidad a medir o en divisiones de' la escala b) Corrección, es el
valor negativo del error c) Error de indicación, es el error de
un instrumento indicador, expresado en %• Este error se indica en
% del alcance del instrumento o de la longitud de la escala o del
valor correcto d) Error de registro, es el error de un instru-
mento registrador expresado en %. Este error se da en % del alean.
ce del instrumento o del ancho de registro o del valor correcto
- 5 -
e) La influencia, de una magnitud variable (magnitud de influen-
cia) que modifica la indicación de un aparato de medida es la va-
riación de la indicación del aparato de medida con respecto a la
indicación del mismo obtenida con el valor nominal de la magnitud
de influencia y producida únicamente por la desviación de esta
con respecto a su valor nominal, mientras que otras magnitudes va
riables conservan sus valores nominales. Si para la magnitud de
influencia se prevé un alcance nominal, en lugar de la indicación
correspondiente al valor nominal de la magnitud de influencia, se
tendrá en cuenta la indicación que se obtenga con 'el valor límite
del alcance nominal, que será rebasado al sobrepasarse la magni-
tud de influencia de su alcance nominal. La influencia se expresa
en % y se refiere al mismo valor que el error de indicación.
Condiciones nominales y alcance de influencia.- Las condiciones
nominales son to-
dos los valores que fija el fabricante para las diferentes magni-
tudes de influencia, con las cuales o dentro de las cuales el a-
parato de medida cumple con los requisitos referentes al error de
indicación. Una condición nominal puede ser un valor nominal o un
alcance nominal.
El alcance de influencia es aquel dentro del cual se permite la
variación de una magnitud de influencia, sin que la variación de
la indicación rebase los límites admisibles.
Límites de error de indicación, de registro e influencia.- El e-
rror
de indicación de los instrumentos indicadores obtenido con los va
lores j condiciones de prueba nominales, no deberá sobrepasar,
6 -
dentro del campo de medida, los límites dados en la tabla 1.1.
El error de registro de los .aparatos de medida registradores obte
nido con las condiciones nominales y de prueba, no deberá rebasar,
dentro del campo de medida los límites dados en la tabla 1.1. Al
verificar el cumplimiento de los límites referentes a las clases
de precisión, sólo se tendrá en cuenta el error de registro.
La influencia resultante al variar una magnitud de influencia den
tro de su alcance, no deberá exceder los límites fijados en la ta
bla 1.1 cuando se efectúen las pruebas referentes a influencias
de la posición, de la temperatura, de la tensión, de la corriente,
del calentamiento propio, de la frecuencia, del factor de poten-
cia, de campos extraños, de cargas asimétricas, del empotramiento
y del acoplamiento.
TABLA 1.1
Límites de Error de Indicación, de Registro e Influencia
Clase
Error de indica-ción o registro "t %
Influencia ± %
0.1
0.1
0.1
o.a
0.2
0.2
0.5
0.5
0.5
1.0
1.0
1 .0
U5
1.5
K5
2.5
2.5
2.5
5.0
5*0
5.0
1.2.2.- Aparatos de Medida en las Estaciones de Transformación y Distri-
bución .
En una subestación sea ésta de transformación o distribución
es necesario conocer las siguientes magnitudes eléctricas.
1. La intensidad de corriente que fluye por las líneas de distri-
bución y de mando
- 7 -
2. Las tensiones de servicio en las distintas partes de la insta-
lación
3. Las frecuencias de servicio
¿í. El factor de potencia en los diferentes circuitos
5. La potencia recibida de otras subestaciones o centrales y la
potencia distribuida a las diferentes lineas
6. La energía recibida y la energía que se distribuye.
1.2.3,- Clasificación de los Aparatos de Medida
Los aparatos de medida están clasificados en tres grupos:
a) Aparatos indicadores
b) Aparatos registradores
c) Aparatos totalizadores
Aparatos indicadores.- Como su nombre lo indica, en estos apara-
tos la medición es indicada mediante una
aguja que se mueve sobre una escala apropiada.
Aparatos registradores.- Cuando se desea tener un registro conti-
nuo y automático de magnitudes eléctri-
cas durante un intervalo de tiempo largo se recurren a lo-^ regis-
tradores. Estos, permiten vigilar el funcionamiento de una explo-
tación o para analizar fenómenos.eléctricos que varían rápidamen-
te e impiden una visualización directa, requeriéndose de curvas
que se analizan a posteriori.
El análisis de la variación de valores eficaces se hace utilizan-
do instrumentos registradores que dibujan curvas permanentes, mi-
entras que el análisis de la variación de valores instantáneos se
lo hacen mediante oscilógrafos.
Los registradores pueden utilizar a) Inscripción de lineas b)
Inscripción de puntos y c) Registro con índice luminoso,
a) Inscripción de lineas. El registro lo hace una plumilla situa-
da en la punta del instrumento, la cual pinta sobre una cinta de
papel que avanza a velocidad constante; sobre la cinta se dibuja
una línea continua.
Los registradores de potencia activa, potencia reactiva, tensión,
corriente, cosJry los de frecuencias en corriente alterna son en
general instrumentos electrodinámicos con circuitos magnéticos
que se cierran a través de hierro. Se fabrican además, registra-
dores de tensión y corriente para corriente alterna que utilizan
instrumentos de bobina móvil adicionados-rectificadores.
Se tiene también registradores de líneas múltiples y registrado-
res de perturbaciones, los primeros, registran a la vez varias
magnitudes sobre un mismo papel, mediante curvas contiguas que nc
llegan a cruzarse. Los registradores de perturbaciones registran
derivaciones a tierra, sobreintensidades, cortocircuitos, etc.
En estos la velocidad del papel en los momentos de la perturba-
ción sube muchísimo y de forma automática, permitiendo un análi-
sis detenido de la perturbación a posteriori.
b) Inscripción por puntos. Se emplean inscriptores por puntos cu-
ando el momento del dispositivo medidor no es suficiente para ac-
cionar uri registrador de tinta o cuando se debe inserí uir sobre
un mismo papel varias magnitudes, siempre y cuando estas varíen
con lentitud.
Se utiliza un inscriptor múltiple si se requiere registrar en el
mismo papel varias curvas a la vez; el registro emplea un sólo co
- 9 -
lor o varios colores, hasta 12, sobre una misma cinta,
c) Registro con índice luminoso. Se utilizan este tipo de regis-
tradores cuando hay que medir magnitudes que varían muy rápidameri
te, emplea un índice laminoso que resulta desviado por un espeji-
to unido al órgano móvil. Estos registradores tienen cinta de pa-
pel o de película sensibles a la luz que se mueve con velocidad
constante,
Oscilógrafos. En un oscilógrafo se observa y se registra con deta
lie el curso temporal de los valores instantáneos de procesos va-
riables. Se trata de un instrumento cuyas desviaciones son propor
cionales a los valores instantáneos de la corriente, tensión o p£
tencia, está complementado por un dispositivo para la observación
y otro para el registro del proceso.
Aparatos totalizadores.- En cuanto a este tipo de aparatos, revi-
sar el punto 2,5«3y ®n el que se da in-
formación al respecto.
C A P I T U L O II
EVALUACIÓN TÉCNICA DEL EQUIPO DE MEDICIÓN
2.1.- TRANSFORMADORES PARA MEDICIONES
Transformador de Potencial
2.1.1.- Definiciones y Generalidades
En un transformador de potencial la tensión secundaria es, den
tro de las condiciones normales de operación, prácticamente pro-
porcional a la tensión primaria, y defasada de ella un ángulo cer
cano a cero, para un sentido apropiado de,conexiones. El primario
de dicho transformador está conectado a los terminales entre las
que so desea medir la tensión, en tanto que el secundario esta c_o
nectado a circuitos de potencial de uno o varios aparatos de ined^i
da, relevadores o aparatos análogos, conectados en paralelo.
Instalación.- En general, los transformadores para medición pue-
den ser usados en instalaciones interiores o exte-
riores. Generalmente por razones de economía, las instalaciones
de baga tensión, hasta 25 KV, son diseñadas para servicio inte-
rior. Las instalaciones de tipo exterior son de tensiones desde
3 .5 a ¿4-00 KV, salvo en los casos donde, por condiciones particu-
lares se -hacen instalaciones interiores hasta 230 KV.
Conexión.- Los transformadores de potencial pueden ir conectados
ya sea entre fases, o bien, entre fase y tierra. La co
nexión entre fase y tierra se emplea normalmente con grupos de
tres transformadores monofásicos conectados en.estrella: a) Cuan-
- 11 -
do se trata de subestaciones con tensión de 45 KV o superior b)
Cuando se desea medir la tensión y la potencia de cada una de las
fases por separado c) Para eliminar algún indicador a tierra d)
Cuando el número de voltamperios suministrado por dos transforrna-i
dores de potencial es insuficiente.
Tensión nominal primaria.- Este valor se selecciona tomando la
tensión nominal más próxima a la ten-
sión de servicio.
Tensión nominal secundaria.- Según las Normas ANSÍ es de 120 vol-
tios para transformadores de tensión
nominal de servicio hasta 25 KV, y de 115 voltios con aquellos de
34.5 -K-V o más. En transformadores conectados entre fase y tierra,
es normal también una tensión secundaria de 1 15/N/3" voltios. Los
transformadores de potencial son construidos casi siempre, con un
sólo bobinado secundario, que alimenta los aparatos de medición y
los de protección. Se preven normalmente dos bobinados secunda-
rios en el caso de que se desee alimentar relevadores de tierra.
Relación(es) nominal(es) de transformación.- Esta(n) expresada(s)
primero por la(s)
tension(es) nominal(es) primaria(s), en voltios y luego por la(s)
razon(es) entre la(s) primaria(s) y secundaria( s) tornando ésta co_
mo unidad. Por ejemplo: 14400 V, Relación 120:1
2.1*2.- Clasificación de los Transformadores de Potencial
Estos transformadores están clasificados según se muestra en
la tabla 2.1,
- 12 -
TABLA 2.1
Clasificación de los Transformadores de Potencial'
Métododeinstalación
Tipodeaislamiento
Tipo de
enfriamiento
Relación de
transformación
(1) Interior(2) Exterior(3) Exterior protegido
(1) Seco (aire, porcelana, materiales fibrosossintéticos)
(2) Rellenado compuesto (resina derritida consubstancias de relleno)
(3) Inmerso en liquido (aceite)
(1) Tipo seco auto-enfriado
(2) Tipo inmerso en aceite auto-enfriaJo
SimpleDoble
(1) Medición y Protección(2) Protección
2.1.3.- Factores de Corrección y Clases de Precisión de los Transformado-
res de Potencial
SI factor de corrección de relación (FCR) de un transformador
de potencial es aquel factor por el cual la relación nominal o in
dicada debe ser multiplicada para obtener la relación verdadera,
V /V , y esta dada por la ecuación 2.1.
FCR = VV2 (2.1)Relación líuminal
1 ángulo de fase (í) de un transformador de potencial es el ángu
lo comprendido entre V y -V , y es considerado positivo cuando
-V adelanta a V . El factor de corrección de ángulo de fase
(FCA?) de un transformador de potencial es aquel factor por el
cual el factor de potencia aparente debe ser multiplicado para ob
- 13 -
tener el verdadero factor de potencia del sistema.
Entonces, para una carga de^ factor de potencia en atraso el vercáa
dero ángulo de factor de potencia, 9 , es menor que el factor deP
potencia indicado. Asumiendo que no existe error de relación, el
factor de corrección de ángulo de fase para un transformador de
potencial esta dado por las ecuaciones 2*2.
Cos 0 Cos(9 - r) Cos0FCAF = - £_ = - § - = - E - (2.3)
Cos9 Cos 9 Cos(9 + 1Ms s p
donde:
2f = ángulo de fase del transformador de potencial
CosG = factor de DOtencia "primario (verdadero)P
Cos9 =r factor de ootencia secundario (aparente)s
Puesto que tf es generalmente muy pequeño del orden de ios minutos,
puede ser dacio en términos de 9 o 0 con suficiente exactituds p
por las ecuaciones 2.3 respectivamente.
2T tge ^ tg0
3438
donde y esta expresada en minutos.
El factor de corrección del transformador (FCT) es el factor por
el cual la lectura de un vatímetro o registro de un vatiohoríme-
tro debe ser multiplicado para corregir los efectos del error de
relación y el ángulo de fase del transformador de potencial. Es
numéricamente igual al producto del factor de corrección de reía
ciÓn (FCí?) y el factor de corrección de ángulo de fase (Ky) , re-
sultado que se obtiene haciendo la razón de la potencia verdade-
- H -
ra del sistema a la potencia indicada y esta dado por las ecuacio
nes 2.¿f*
rtS9 r tgGFCT = (FCR )(?:*) « FCR(1 + =-) » FCR(1 + 1-) (2.«
* 3438 3438
Clases de precisión.- Las clases de precisión normales para los
transformadores de potencial son: 0.1, 0.2,
0.3, 0.5, 0.6, 1.2, 3 y 5 dependiendo de las normas usadas.
La Norma ANSÍ designa a la clase de precisión por el máximo error
admisible, en %, que el transformador de potencial pueda introdu-
cir en la medición de potencia. Existen tres clase de precisión:
0.3, 0.6, y 1.2» La precisión se garantiza solamente si el factor
de potencia esta comprendido entre 1.0 y 0*6 atrasado.
La clase o clases de precisión se seleccionan de acuerdo con el ti
po de servicio que darán los aparatos conectados y dando una pre-
cisión similar a la de los mismos. Este criterio se aplica tanto
transformadores de potencial como a transformadores de corriente.
Las Normas ANSÍ establece la clasificación de precisión por sus
límites de FCR y de FCT (el factor de corrección del transforma-
dor se aplica a la lectura de un vatímetro). Los límites estable-
cidos para cada clase de precisión son válidos si se está dentro
de más menos 10% de la tensión nominal y a la frecuencia nomi-
nal y desde funcionando en vacío hasta carga nominal del transfor
mador de potencial.
La tabla 2.2 especifica los límites de FCR, FCT y del factor de
potencia (en atraso) de la carga. Los datos facilitados sobre las
características del transformador de potencial y los de calibra-
- 15 -
clon del misino suelen darse en términos del factor de corrección
de relación y ángulo de fase, por lo tanto, se puede interpretar-
lo en términos de la clasificación de precisión correspondiente a
la tabla 2.2. Para cualquier FCR conocido de un transformador de
relación dado, los valores limites positivo y negativo del ángulo
de fase T están dados por la ecuación 2.5-
= 2600 (FCT - FCR) minutos
TABLA 2*2
(2.5)
Clasificación de Precisión para Transformadores de Potencial se-gún las Normas Americanas2
PrecisiónClasificada
1.2
.0.6
.0.3
Límites
1..012 -
1.006 -
1.003 -
del FCT
0.988
0.994
0.997
Limitesla carga
O.ó
0.6
0.6
de í.o. de(atraso)
- 1.0
- 1.0
- 1.0
Es posible hacer un gráfico que representa las clases de precisión
como el de la figura 2.1, tomando el FCT sucesivamente como valor
máximo y mínimo del factor de corrección especificado en la tabla
2.2 y tomand'o el FCR del transformador de potencial en las condi-
ciones en que se está realizando el ensayo.
2.1.4.- Niveles de Aislamiento y Carga de los Transformadores de Potencial
Los transformadores de potencial al igual que los de corriente
aislan los circuitos secundarios de las tensiones del sistema, por
lo tanto, deberán tener niveles de aislamiento a impulso y baja
frecuencia adecuados para esta función. No es conveniente utili-
- 16 -
zar transformadores con niveles de impulso inferior al recomenda-
do por las Normas.
El valor máximo permisible de tensión a tierra para operaci6n con
tínua es el valor dado por la clase de aislamiento dividida porvT»
La tabla 2.3 muestra algunos valores de niveles de aislamiento ñor
malizados. Los transformadores de potencial del grupo 1 son dise-
ñados para operación linea a línea, línea a neutro, o linea a tie
rra. Los del grupo 2 son diseñados para operación línea a línea
solamente y los del grupo 3 son transformadores de tres devanados
para conexión entre línea y tierra, únicamente.
4. tO
4.OQ
O. JO
fR;«i
0.00
-0,60
^K - 4.00
^o ./*
\ a& precisión fá*
C. ¿e precisión QÁC ck precisión 0¿>
\
/ //7
\
rí\
/\^f
.\
\,
\
A orí •I-too*
4.00*
feo. 11 f b
O.lfV-
0-110
O.W
„ ¿rt — tf ~^0 ^ ^^ 1*0 »0
Atrasado Adelantado
Error de Ángulo, en Minutos
Fig, 2.1 Clases de Precisión Normales para Transformadores de Po-tencial utilizados en Medición
Carga.- Las Normas Americanas ANSÍ, en virtud de que la precisión
depende de la carga, ha establecido cargas normalizadas
- 17 -
designadas por W, X, Y, 2, ZZ que abarcan el margen normal de ser
vicio.
Para escoger la carga nominal o potencia nominal (expresada en
VA), se hace generalmente la suma de las cargas nominales de to-
dos los aparatos conectados al secundario. Se tienen en cuenta,
por otro lado, las caídas de tensión en las lineas, si las distan.
cias entre los transformadores y los instrumentos de medición son
importantes.
TABLA 2.3
Clases Normales de Aislamiento, Relaciones de Transformación Normales yPruebas Dieléctricas Normales para Transformadores de Potencial4
DATOS DE PLACA
Clasesnormalesde ai si aimiento
KV
Relacionesde trar.sforrnación nor-males
**********
Pruebanorrala fre-cuenciaindus-trial
KVrms
PRUEBAS DIELÉCTRICAS •ÍC3MALES
Pruebas de Impulso
Onda Cortada
Tensiónde Cresta
KVrms
Tiendo rníni-mo cié í'la..:eo
/teeg.
OndaP"1 o^aJ- .4, - ,j. ra.
1 .2x50/¿3.
KVcresta
Gpo.1: 0.6 a 15KV, aislara. completo, líruite tensión \-^ líniite tensicnA
0.6
1 .2
5-0
8.7
15- L
15- H
1,2/1
1,2,4,5/120/1
35,40/1
60,70/1
60,70/1
410
1926
34
34
12
36
6933
110
130
1.0
1.0
1.51.6
1.8
2.0
10
30
6o75
95110
Gpo.2:0.6 a 345" r, aislam. completo , limite tensión Y=límite tensión A.
0.6
2.5
5.0
8.7
15.L
15. H25-0
1 ,2,4,5/1
20/1
40/1
60/1
100,120/1
100,120/1200/1
4
^5
1926
34
3450
12
54
6988110
130175
1.0
1.251.501.601.80
2.003-00
10
4560
75
95no150
CONTINUACIÓN TABLA 2.3
34.5^6.069-0
115.0133.0161 .0230.0
345.0
300/1400/1
600/1
1000/1
1200/1
1400/1
2000/1
3000/1
70
95140
230
275
325460690
230290
400
630750
86*51210
1785
3.003-00
3.003.003.003.00
3.00
3.00
200
250
350
550
650
75010501550
Gpo.3"-25 a 345KV, aislara «reducido en el extreno neutro, solo aplicación^25.0
34.546.069.0
115.0
138.0
161.0
230.0345.0
iao -200/1175-300/1240-400/1
350-600/1
600-1000/1
700-1200/1
300-1400/1
1200-2000/1
1300-3000/1
5070
95HO230
275325460
690
175230
290
400
630
750
8o51210
1785
3.00
3.00
3.00
3*00
3.00
3.003.003.003.00
150
200
250
350
550
650"7 cri(_ s^-J
1050
i CLC;/-'1 ?>u
La tabla 2.4 muestra cargas normales para transformadores de
cial según las Normas ANSÍ C.57.13
TABLA 2,/t
Cargas Normales para- Transformadores de Potencial según las Normas ¿
CARGAS NOHMALES
Desig-nación
W
X
Y
Z
ZZ
V.A.
12.5
25.0
75.0
200.0
400.0
f .p.
0.10
0.70
0.85
O.S5
0.85
Características enbase a 1207 y 60 Kz
5ohmios
115.2
403.2
163.2
61 .2
30.6
Lhenrios
3-042
1.092
0.268
0.101
0.0554
Zohmios
1152
57619272
36
Características <?nbase a 69. 3V y 60 Hz5
ohmios-£.$. i._/ -j * "r
lütai
54-420.4
10,2
L•henrios
1.014
0.364
0.0394•°» 7. ,u . j¿\¿
O.Ü16S
z.ohmios354
19264p/.
12
- 19 -
A continuación se- muestra en la tabla 2.5 los consumos de los apa
ratos alimentados por transformadores de potencial.
TABLA 2.5
Consumos de los Aparatos alimentados por Transformadores de Potencial3
APARATOS
VoltímetrosVatímetrosMedidores de faseFrecueciómetrosVatio horlme trosRelevadores de tensiónRelevadores selectivosRelevadores direccionalesSíncrono scopiosReguladores de tensión
Consumo aproximado en V.A.
Indicadores Registradores
3.5 a 15 15 a 256,0 a 10 5 a 127.0 a 20 15a 201.0 a 15 7 a 15
3 a 1510 a 152 a 10
25 a ifO6 a 2530 a 250
Transformadores de Corriente
2.1.5.- Definiciones y Generalidades
El transformador de corriente es un aparato en donde la corri-
ente secundaria es, dentro de las condiciones normales de opera-
ción, prácticamente proporcional a la corriente primaria y está
defasada de ésta en un ángulo cercano a cero, para un sentido a-
propiado de conexiones. El primario de este transformador está
conectado en serie con el circuito que se desea controlar, en tají
to que el secundario esta conectado a los circuitos de corriente
de uno o varios aparatos de medición, relevadores o aparatos ana
logos, todos ellos conectados en serie.
- 20 -
Instalación.- Al igual que los transformadores de potencial, los
transformadores de corriente pueden ser instalados
en instalaciones interiores o a la interperie. Cuando se trata de
seleccionar un transformador de corriente, una vez elegido el ti-
po de instalación, hay que considerar también, factores que son
importantes, tales como: posición, mantenimiento previsto, altura,
etc.
Circuitos magnéticos»- Los transformadores de corriente son cons-
truidos con uno o varios circuitos magnéti
eos según las necesidades particulares de su utilización.
Debe preveerse transformadores dotados de un solo circuito magné-
tico, cuando alimentan un solo aparato, teniendo una función bien
definida, por ejemplo: medición o protección, o cuando las exigen
cias de la explotación permitan conectar, sobre el mismo circuito
magnético, aparatos con funciones diferentes, pero donde las in-
fluencias mutuas entre ellas no tengan consecuencias, por ejemplo:
un amperímetro indicador y un relevador de sobrecorriente.
Debe preveerse transformadores con núcleos separados cuando se a-
limentan aparatos con diferentes funciones definidas o cada cir-
cuito magnético alimenta los aparatos que tengan una función,
por ejemplo: un transformador que tenga tres circuitos magnéticos
separados puede alimentar: el primero, la medición de precisión
empleada'en facturación; el segundo, una protección diferencial
y el tercero, mediciones industriales y relevadores.de sobrecorrien
te.
Corriente nominal primaria*- La tabla 2.6 muestra valores nórmalo.
zados de la corriente nominal -crida-
ría en transformadores de corriente» Cuando se tiene que selecci£
nar este dato se toma el valor normalizado superior a la corrien-
te nominal de la instalación. 3n ciertos tipos se realiza una do-
ble o una triple relación primaria, ya sea por medio de conexio-
nes serie paralelo del bobinado primario, o por medio de tomas en•
los bobinados secundarios.
TABLA 2.6
Valores Normalizados de la Corriente Nominal Primaria en Transformadores de Corriente5
Simple
51015¿02530405075
Doble
2 x2 x2 x2 x2 x2 x
Relación
Relación
51015¿55075
de
100150150300
400600300
de
Transformación
1200150015003000
4000
Transformación
222222
x 100x 150x 200x 300x 400x 600
Corriente nominal secundaria.- El valor normalizado es 5 amperios;
en ciertos casoc c.uando, el alam-
brado del secundario puede representar una carga importante, se
puede seleccionar el valor de 1 amperio.
Relacion(es) nominal(es) de transformación.- esta(n) exoresada(s)
- 22 -
en términos de: corriente(s) nominal(es) primaria(s) a corrien-
te(s) aomiaal(es) secundaria(s).
2.1.6,- Clasificación de los Transformadores de Corriente
La clasificación indicada para los transformadores de potencial
sirve también para los de corriente, y además, a estos transferiría
dores se les clasifica según su construcción mecánica en los si-
guientes tipos:
(1) Primario bobinado. Se lo emplea cuando se necesita suficiente
número de amperios vueltas y son necesarias más de una espira*
(2) Barra central. Para corrientes superiores a 1200 amperios, se
dispone de suficiente número de amperios vueltas con una ba-
rra que pasa a través del núcleo y los arrollamientos secun-
darios
(3) Ventana* Análogos a los del tipo barra, .pero en vez de barra
se utiliza un conductor que pasa a través del núcleo y del a
rrollamiento secundario
(4) Borne. Construido para adaptarse en un manguito atravesador
de transformador de potencial, interruptor de aceite u otro
dispositivo para que el conductor que atraviesa dentro del
manguito actúe de primario
(5) Núcleo dividido. Emplean núcleos articulados por charnela que
permiten cerrarlos alrededor de un conductor. Se utilizan sin
interrrmpir el circuito primario.
2.1.7.- Factores de Corrección y Clases de Precisión de los Transformado-
res de Corriente
- 23 -
El factor de corrección de relación (FCP) de un transformador
de corriente es aquel factor por el cual la relación nominal de-
be ser multiplicada para obtener la relación verdadera, I /I , y
esta dada por la ecuación 2.6.
1,/IpFCE = - ! - - - X (2.6)
Relación Nominal
El ángulo de fase (¡3) de un transformador de corriente es aquel
ángulo entre la corriente que abandona el terminal secundario i-
dentificado y la corriente primaria que entra por el terminal m3.r
cado.
El factor de corrección de ángulo de fase (FCAF) de un transfor-
mador de corriente, es aquel factor por el cual el factor de po-
tencia indicado en el lado secundario debe ser multiplicado para
obtener el verdadero factor de potencia del sistema. El FCAF de
un transformador de corriente esta dado por las ecuaciones 2.7.
CosGFCAF = - 2 - z:
Cosd Cosa Cos(0 - ñ)s s p v
donde:
fí = ángulo de fase del transformador de corriente
Cos O = factor de potencia real* del sistemaP
CosG = factor de potencia aparente (en atraso) del sistema
Con un análisis similar al realisado para los transformadores de
potencial se tiene la siguiente expresión aproximada para FCAF y
está indicada -por las ecuaciones 2.8»
D) « (1 1 5-) * (2.3)
3433
donde (3 esta expresada en minutos.
El factor de corrección del _ transformador (FCT) para un transfor-
mador de corriente se define por el producto de FCR y FCAF, y se
lo expresa por las ecuaciones 2.9*
FCT = (FCR) (Kft)»FCR{1 -- S-^FCRd -- ¿ - ) (2.9){
. ptse^FCRd -- ¿ - )
Clases de precisión.- Las clases de precisión normales para los
transformadores de corriente son: 0.1, 0.2,
0.3, 0.5» 0.6, 1.2, y 5 dependiendo de las normas empleadas.
Al igual que los transformadores de potencial las Normas ANSÍ de-
fine la clase de precisión como el error máximo admisible, en %
que el transformador puede introducir en la medición de potencia.
Estas normas definen también tres clases de precisión 0.3j 0*6,
y 1.2. La precisión se garantiza únicamente si el factor de poten
cia esta comprendido entre 1.0 y 0.6 atrasado.
Los transformadores de corriente son ubicados, dentro de su clasj.
ficación normalizada de precisión, en base a limites de factor de
corrección de relación y del factor de corrección del transforma-
dor.
Los límites del factor de corrección del transformador como se mu
estra en la tabla 2.7 se han establecido con la condición de que
el factor de potencia de la carga medida esté dentro de los limi-
tes fijados en esta tabla. El FCT del transformador estará fuera
del margen especificado si el factor de potencia del circuito pri
mario está fuera de este margen. Para cualquier FCR conocido de
un determinado transformador de corriente, los valores limites po
- 25 -
sitivo y negativo del ángulo de fase ñ se les expresa correctamen
te así:
= 2600 (FCH - FCT) minutos (2.10)
Si se utiliza esta fórmula, el FCT se toma sucesivamente con los
valores máximo y mínimo del factor de corrección del transforma-
dor especificados en la tabla 2.7» y el factor de corrección de
relación del transformador de corriente en las condiciones en que
se realiza el ensayo. Esta relación es aplicada en la figura 2.2
para la clase de precisión de 1.2.
Las normas de precisión se aplican para todas las corrientes del
10 al 100/o de la corriente nominal. Por consiguiente, el FCR y S
estarán dentro de los paralelogramos interior y exterior a 100 y
10% de la corriente nominal, respectivamente, como puede verse en
la figura 2.2.
TABLA 2.7
Límites de los Factores de Corrección de Relación y del Transfor-mador para Servicio de Medición*
Clase de
Precisión
1 .2
0.6
0.3
100%I . Nominal
Mln.
0-983
0.994
0.997
Max.
1.012
1 .006
1 .003
10%I. Nominal
:-í.n.0.976*
0.983
0.994
Max.
1 .0241 .012
1 .006
1
Límites de f.p. (re-tardado) de la cargade potencia medida
0.6 - 1 .0
0.6 - 1.0
G.6 - 1 .0
La precisión para protección según las Normas ANSÍ (1968) es la
siguiente:
1) Clase C y 001779
2) Clase T
La primera, cubre a todos los transformadores que tienen los deva
nados uniformemente distribuidos, y por lo tanto, el flujo de di_s
persión en el núcleo no tiene ningún efecto apreciable en el erro:
de relación. La relación de transformación en ellos, puede ser
calculada por métodos analíticos.
3.10
4.00
4*0
0-fo
Q.W
a.oo
-o.ro-/izo
-J.tO
-LÍO
i
/11
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//
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A - Pant 10% ¿77
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^
¿>-í?í Sairz
aw' ^^*« £50.1 ro C
ana-ÍÍO -tQ -W O W ¡Q iZO
Atrasado Adelantado
Error de Ángulo, en Minutos
Fig. 2.2 Clase Normal de Precisión Límite 1.2 para Transformado-res de Corriente utilizados en Medición
La segunda, -cubre a todos los transformadores que tienen los deva
nados no distribuidos de manera uniforme, y por lo tanto, el flu-
jo de dispersión en el núcleo, tiene un afecto apreciable en el e
rror de relación. La relación de transformación en los misinos, de
be ser determinada por prueba.
Ambas clasificaciones deben ser complementadas por la tensión no-
minal secundaria que el transformador puede suministrar a una car
ga normal (B 0.1 a B 8.0) a 30 veces la corriente nominal secunda
- 27 -
ría, sin exceder en 10/o el error de relación. Este error, además
deberá estar limitado a 10% a cualquier corriente entre 0.1 y 20
veces la corriente nominal, y a cualquier carga inferior a la no
minal. Así, por ejemplo, un transformador clase C100 deberá tener
un error de relación menor a 10/a a cualquier corriente entre 1 y
20 veces la corriente nominal secundaria, si su carga no es mayor
a (1 ohir. x 20 veces x 5 amperes = ) 100 voltios. La nueva clasifi
cación C o T equivale a la antigua clasificación L»
2,1.8.- Niveles de Aislamiento y Carga en los Transformadores de Corriente
Una de las funciones de los transformadores de corriente es a-
islar los circuitos secundarios de las tensiones del sistema de
potencia, por lo tanto se necesita niveles de aislamiento a impul
so y baja frecuencia convenientes, que cumplan a cabalidad esta
función no siendo aconsejable utilizar transformadores de corri-
ente con niveles de impulso inferiores a los exigidos por las ñor
mas.
La tabla 2.3 muestra los niveles de aislamiento normalizados por
ANSÍ y se puede ver que el nivel de aislamiento no esta dado por
la tensión al neutro, siendo la máxima tensión continua de traba-
jo el nivel de aislamiento dado porVJ.
Carga.- La tabla 2.9 muestra cargas normalizadas para 5 amperios
secundarios de transformadores de corriente a 60 ciclos.
La carga en voltamperios es aquella carga impuesta por una impe-
2dancia Z a la corriente nominal secundaria o es I Z. Estas cargas
son válidas para sevicio de medición.
- 23 -
TABLA 2.8
Niveles de Aislamiento y Pruebas Dieléctricas Normalizadas de Trans ferinadores de Corriente1
Clasede aislamientonorma-lizado
Col.l
. XV
0.6
1 .2
2.55.08.7
15. L
15- H
25-0
34.546.069.092.0*
115.0
133.0
161 .0196.0*
230.0
287.0*
• 345.0*
Máxima
tensión
entre
lineas
Col. 2
KV
0 . 60
1.20
2-50
L: 00_/ • W '-/
8 £&!„' • \J •— '
15-00
15.00
25.00
34-50
46.00
69.00
92.00
115-00
133.00
161 .00
196.00
230.00
287.00
345.00
PRUEBAS DIELÉCTRICAS NORMALIZADAS
Tensiónde prue-ba a ba-ja fre-cuencia
Col. 3
KVrrr.s
4
10
15
1926
34
345070
95UfO
140230275
3251 •"» C5460
575690
Pruebas de Impulso formalizadas
Onda Cortada
Tensión decresta
Col. 4
KV cresta
12
36
54 __
6988no130175230
290
400
400
630750
365
10351210
1500
1787
Tiempo mínimode flameo
Col. 5
/¿Segundos
' 1.00
1.00
1.251.501.60
1.80
2.00
3.00
3.00
3.00
3.003.003.003.003-003.00
3.003.00
3-00
Onda
Plena
Col. 6
KV crespa
10
30
4560
75
95i 10
150
200
250
350
350550
650
750
900
1050
1300
1550* Aún no ha sido normalizado
La potencia o carga nominal de los transformadores de corriente
esta dada por la potencia aparente secundaria bajo corriente no-
minal determinada, considerando las prescripciones relativas a
los límites de errores. Está expresada, generalmente en la placa
de características por su valor en VA o algunas veces en ohms.
Para seleccionar la carga nominal de un transformador de corrien
te, es necesario hacer la suma de las cargas o potencias de to-
dos los aparatos conectados en serie con su devanado secundario
y tener en cuenta la pérdida por efecto joule de los cables de a
linientación. Una vez hecho esto, se toma el valor inmediato sup^e
rior al valor obtenido.
TABLA 2.9
Cargas Nominales para Transformadores de Corriente segün las Ñormas ANSÍ C.57-133
Designa.
ción
B 0.1
3 0.2
3 0.5p 1 0" i • w
3 2.0
B ¿¡..0
B 3.0
Características
Rohmios
0.09
0.18
0.45
0.501 .00
2.00
íf.OO
Lrcilihenrios
0 .116
0.232
0.550
2.300
¿1.600
9.200
1 8 . VOO
Características para 60 Hz ycorriente secundaria de 5 A
Zohmios
0.1
0.2
0.51.0
2.0
¿1.0
3.0
VA
a. 55.0
12.525-0
50.0100.0
200.0
f.p.
0.9
0.9
0.9
0.5
0.5
0.50.5
A continuación se da en la tabla 2.10 los consumos propios de los
aparatos alimentados por transformadores de corriente.
TABLA 2.10
Consumos de los Aparatos alimentados por Transformadores de Co-rriente"*
Aparatos ModeloConsumo en VA
para la Inominal
VatiohorlmetrosVatímetros de ta-blero
Vatímetros regis-tradores
Vatímetros portatilesVatímetros de la-boratorioMedidores de de-fasajeFasómetrosRelevadores
a inducciónelectrodinámico
a inducciónelectrodinámico
electrodinámico
Reguladores
de corriente máxima conatraso independienteespeciales de corrientemáxima , con atraso ir. iependientede máxima instantánea •direccionaldiferencial compensado 'diferenciala mínima impedanciade distanciade acuerdo a modelo
0.5 a 1.5
1.5 a 3-04.0 a 5.0
1,5 a 2.06.0 a 8.0
1.0 a 4.0
1.5 a 3-0
6.0 a 16.010.0 a 13.0
3*0 a 10.0
15.0 a 25.0KO a 10.01.5 a 10.01.6 a 10.03-0 a 12.00,5 a 2.06.0 a 20.010.0 a 150.0
2.1.9." Capacidad de Resistencia de los Transformadores de Corriente a
los Cortocircuitos
Por el hecho de que ellos van conectados en serie con las li-
neas de alimentación, los transformadores de corriente están su
jetos a las mismas sobretensiones y sobrecorrientes que las li-
neas*
Estas sobrecorrientes provocadas generalmente por cortocircui-
- 31 -
tos, no son solamente función de la potencia tomada por un alimeri
tador, sino que dependen de la potencia de la central o del sis-
tema y de la impedancia de los circuitos que se encuentran entre
las fases de energía y el lugar de la falla.
El incremento considerable de las potencias de las centrales e-
lértricas, ha dado como resultado efectos ce cortocircuito de una
importancia capital, que es absolutamente indispensable tenerla
en cuenta para la selección de los aparatos, con objeto de evitar
gravee interrupciones y accidentes en caso de falla.
La resistencia de los transformadores de corriente a los corto-
circuitos, esta determinada por las corrientes limites térmica y
dinámica, definidas por las Normas ANSÍ como sigue:
Corriente limite térmica, es el valor eficaz de la corriente pri
maria nías grande que el transformador de corriente pueda soportar
por efecto joule, durante 1 segundo, sin sufrir deterioros y te-
niéndose el circuito secundario en cortocircuito. Esta corriente
límite térmica se expresa en KA eficaces o en n veces la corrían
te nominal del primario.
La elevación de temperatura admisible en el transformador es de
150 *C, para la clase A de aislamiento y dicha elevación se obtie
2ne en un segundo, con una densidad de corriente de 1^3 amp/rnm .
_. . „ /»,.» \a de Cortocircuito (MVA) / - - , -,I térra, e f. (KA) = — (.¿•\\)
Tensión (KV) V3
La corriente Límite Dinámica, es el valor de cresta de la primera
amplitud de corriente que un transformador puede soportar por e-
fectos mecánicos, sin sufrir deterioros, teniendo su circuito s_e
cundario en cortocircuito. Su amplitud se expresa en KA cresta.
*/<
Idin.cresta = 1.8 s/2" Itérm. = 2.5*t Iterrn. (2.1a)
2.2.- MEDICIÓN DE CORHIENTE, TENSIÓN Y FACTOR DE POTENCIA
2.2.1.- Medición de Corriente y Tensión
Generalidades.- A los aparatos de medida se los designa según el
sistema electrométrico, .que no es otra cosa que
la disposición empleada para producir y medir el movimiento de la
aguja. De acuerdo al sistema electrometrico empleado se tiene: a)
Instrumentos de "bobina o cuadro móvil b) Instrumentos de hierro
móvil c) Instrumentos electrodinámicos d) Instrumentos de induc
ción e) Instrumentos de medida térmico o bimetálico f) Instru-
mentos electrostáticos g) Instrumentos de vibración.
La fabricación de amperímetros, voltímetros y ohmiómetros utiliza
mecanismo de bobina móvil, sólo para corriente continua. En el ca
so de intercalar un dispositivo rectificador delante del mecania
mo de bobina móvil, se pueden hacer mediciones de corriente y ten
sión en alterna; el mecanismo de hierro móvil sirve para corrien-
te continua y alterna en la utilización como amperímetros y volt!,
metros; el mecanismo electrodinámico sirve para corriente conti-
nua y alterna en la utilización, de preferencia, co:r;o vatímetro;
el mecanismo de inducción,- sirve sólo para corriente alterna en
la utilización de preferencia, como contador; el mecanismo bime-
tálico sirve para corriente continua y alterna en la utilización,
de preferencia, amperímetro; el mecanismo electrostático, sirve
para corriente continua y alterna en la utilización como voltíme-
tro; el mecanismo de vibración, sólo para (A*) en la utilización,
- 33 -
de preferencia, frecuencímetros.
Mecanismo de imán permanente y bobina móvil»- El instrumento de j.
man permanente y bo
bina móvil (D'Arsonval) es el que más se emplea para medir la co-
rriente continua. Su mecanismo que se muestra en la figura 2.3»
está conformado fundamentalmente de* un imán permanente, una bobi-
na móvil, muelles de control o regulación, una aguja indicadora,
y una escala calibrada. Si a través de los muelles se hace pasar
una corriente por el arro-
llamiento, la bobina queda
sometida a un momento de gi.
ro, entonces, se desplaza
hasta que el momento anta-
gonista producido por los
muelles establezcan el e-
quilibrio. El consumo de e_s
te sistema es reducido, tie
ne gran sensibilidad, su e_§
cala es completamente lineal;
el sentido de desviación de
la aguja depende del sentido
Fig. 2.3 Mecanismo de instrnmen.to de imán permanentey bobina móvil
de circulación de la corrien
te. El amortiguamiento tiene
lugar mediante un pequeño mar
co de cortocircuito (soporte
de la bobina) y con el arrollamiento de la misma. A fin de redu-
cir la influencia de la temperatura en los instrumentos de expío-
tación se conecta" en serie con el arrollamiento una resistencia
de manganina, que no es influenciada por la temperatura*
Ecuación de equilibrio.- Como por las espiras de la bobina pasa
una corriente I, tiende esta bobina a
desviarse debido a un par electromagnético Crs cuya magnitud es
proporcional a la corriente 1.
Cm = Kjl (2.13)
K. depende del numero de espiras de la bobina, de sus dimensiones
7 de la intensidad del campo magnético. La reacción de los resor-
tes crece cuando aumenta el ángulo de giro de la bobina, giro
que continúa hasta que se produzca el equilibrio entre el par te
y el par antagonista de los resortes Cr. Este par, es proporcio-
nal al ángulo de giro 0, consiguientemente:
Cr = K29 (2.1U)
K depende de las características de los muelles.
En el estado de equilibrio, se tiene:
Cm = Cr ; K}I = K^S (2.15)
I = K2A,9 ; I . K0 (2.16)
K = constante del instrumento
Amperímetros.- Los campos de medida para los amperímetros de bo-
bina móvil van desde 10 ¿LA hasta 100 A. Para inten
sidades mayores se emplea resistencias en derivación independien-
tes.
Voltímetros.- La ampliación del campo de medida sólo se realiza
mediante resistencias en serie. Estas pueden ir fu e
- 35 -
ra o dentro del aparato según la ampliación sea grande o pequeña.
El alcance de medida directa esta comprendido entre 60 mV y 600 V.
Instrumentos con rectificador.- Con el objeto de aprovechar tam-
bién en mediciones de corriente
alterna las ventajas del mecanismo de (D!Arsonval) y poder deter-
minar, además, corrientes inferiores a ¿fO mA, se intercalan delan
te de la bobina móvil, unos rectificadores secos de selenio, óxi-
do de cobre o gerraanio. Sn la figura 2.¿t se indican algunos monta
jes típicos: para bajas intensidades se emplea la conexión Graetz
(fig. 2.4a); para mayores intensidades, puede utilizarse una co-
nexión Graets con resistencias en derivación (fig. 2.¿s-b); para
consumos propios muy reducidos se utiliza el montaje con transfor
madoi de intensidad y conexión en el punto central (fig. 2.¿fc).
Los amperímetros con rectificador tienen zonas de medida desde
1 mA a 5 A para frecuencias hasta 10000 Hz, siendo la escala prá_c
ticamente lineal. En los voltímetros se coloca la resistencia re-
ductora Rv (serie) en el circuito de corriente alterna antes del
rectificador. En lo referente a las características de estos apa
ratos son aplicables las de los amperímetros de bobina móvil con
rectificador*
La lectura de las tensiones entre fases de un sistema trifásico
exige la instalación de tres voltímetros, pero esto puede evitar-
se mediante la instalación de un conmutador de voltímetro de tres
posiciones.
La instalación de conmutadores tanto para voltímetro como para an
perímetro es muy corriente en los cuadros de distribución.
(ai
Flg. 2.4 Conexiones de amperímetros de bobina raÓvll con rectificador: a) Amperímetro secilio b) Amperímetro con shuntc) Amperímetro con transformador de corriente. I) -DM Re£tificadores. M, Sistema de bobina móvil. 8v, Resistenciaen serie. 5n, Resistencia shunt. T, Transformador de co-rriente
Mecanismo de hierro móvil y bobina fija.- Esta conformado por uno
o varios órganos girat-2
rios de hierro en el interior de una bobina de c.mpo fija y q'ie
son desviados por efecto electromagnético al pasar la corriente
por la bobina. Este mecanismo permite hacer mediciones con corri-
ente alterna y continua.
Coso se puede apreciar en la figura 2.5» en el hueco cilindrico
de la bobina de campo se hallan dos láminas de hierro, una de e-
llas esta unida con la bobina y la otra con el eje del índice gi-
ratorio. Estas des chapas están arqueadas coaxialrr.ente con el eje
C fia* 2«5s)? c también pueden consistir en dos chapas rectangula-
res aproximadamente del mismo tamaño colocadas radialmente•(fig.
2.pb). SI amortiguamiento se consigue con una aleta en cámara de
aire; el sentido del momento es independiente del de la corriente
que se va a medir. La división de la escala puede ser influida a
- 37 -
preciablemente modificando la forma de la bobina de campo, de las
chapas de hierro, variando la situación de las partes de hierro
en el campo no homogéneo de la bobina, con otra clase de hierro,
modificando la saturación.
LrH|
r-\ *
(tt
Fig, 2.5 Instrumento de hierro móvil con bobina externa 1) Lámi-na móvil 2) Lámina fija 3) Bobina de campo
Funcionamiento.- Las chapas de hierro se imanan en el mismo senti
do y se repelen, sus campos, son aproximadamente
proporcionales a la intensidad del campo imanador. La fuerza de
repulsión y su momento (Me) son proporcionales al producto de los
campos de las dos láminas y, luego, al cuadrado de la intensidad
de corriente.
Me = K f(I2) (2.17)
K depende de la distribución de campo, forma de las chapas de
hierro, etc. SI momento antagónico es producido por la torsión de
un muelle en espiral, y haciendo un análisis similar al anterior,
se tiene el equilibrio cuando:
= K2e (2.18)
O = i\ 0 = (2.19)
- 38 -
9, desviación del índice
K, constante del instrumento
Amperímetros.- Se emplean normalmente aparatos de hierro móvil,
tanto para corriente continua como para corriente
alterna ya que son económicos y robustos, su escala es práctica-
mente lineal y en casos especiales emplea la escala de sobrecarga
con zona de indicación de hasta el doble de su valor nominal. Mi-
den directamente corrientes desde 40 mA hasta 100 A, para intensi-
dades mayores, se utilizan aparatos de 5 A, conectados a través
de un transformador de corriente. En estos aparatos no son utili-
zables las resistencias en derivación.
Voltímetros.- En conexión directa se utilizan para campos de medí
da comprendidos entre 10 y 600 V. Para tensiones a.1
ternas mayores se emplean aparatos con un alcance de medida de
100 V y transformador de potencial.
Dentro de los instrumentos que emplean mecanismo de hierro móvil
existen además otros tipos, entre otros, el tipo de bobina incli-
nada (Instrumento Thomson) que puede verse en los amperímetros y
voltímetros de alta calidad, portátiles y para tablero. Consiste
en una bobina de campo inclinada unos 45*con la horizontal y un
elemento móvil con respecto a la* cual el aspa magnética esta igu-
almente inclinada.
Otro tipo, el de repulsión-atracción, el cual se usa tanto en am
perímetros y voltímetros y que puede producir un par mayor por va
tio que otros instrumentos de corriente alterna de este grupo.
Su funcionamiento consiste en el desarrollo del sistema de atrac-
ción-repulsión de este aparato.
- 39 -
Instrumentos electrodinámicos,- Constan de una o más "bobinas fi-
jas, con núcleo de aire y una o
más bobinas giratorias, muelles de control, una aguja, una escala
y las partes sustentadoras. Con instrumentos dinamométricos pue-
den medirse tanto corrientes continuas corno alternas. Según la c o
nexiÓn de las bobinas, tales instrumentos funcionan como: amperí-
metros, voltímetros o vatímetros, aunque el empleo más frecuente
es para medir la potencia de corrientes alternas. El funcionamien
to del instrumento esta basado en la acción mutua entre las fuer-
zas generadas por las corrientes que circulan a través de las bo
binas. La figura 2,6 ilustra un esquema de medida electrodinámico.
\. wov*l
Fig. 2,6 Partes principales de un sistema electrodinámico
Ecuaciones de equilibrio. ~ Cada una de las dos bobinas produce un
campo magnético, que en el aire, es
proporcional al número de amperios vueltas.
X, =Wi
Sobre las bobinas actúa un momento eléctrico que es proporcional
al producto de los dos campos y al seno del ángulo ex que forman
. ¿f O -
las dos bobinas entre si:
Me = K,0 Ó.sencx: - K,K N.I, K.N.I sen <x = K I I senoc (2.21)y\¿ ¿ i i i ¿ 2 2 ¿ f i e
Como la bobina de campo tiene forma aplanada, se consigue que la
bobina móvil, que generalmente gira 90 se encuentre siempre en
un campo aproximadamente de la misma dirección mutua e intensi-
dad. Asíjoces uaa constante y se tiene:
Me a K5ItI2
Cuando se produce el equilibrio entre el momento eléctrico y el
momento antagonista Ma, se tiene:
Me = Ma K..I.I-, = K 9 .". 9 = KI1I0 (2.23)2 \ a i ¿i
Cuando por ambas bobinas circulan corrientes alternas sinuosoida-
les con una diferencia de fase 2f los valores instantáneos del mo-
mento son:
Me = K-Iw1senat Iuosen(íOt + JT ) (2.21f)y rí\
Por inercia, elÓrgano móvil se coloca en la posición respectiva
al valor medio Me, correspondiente a un período T, entonces:
TMe = 1/T K-IM1IM0senut sen(o>t + r)dt =/ y MI W¿
Tsenwt
= K
T 2 VJ Va"
K ItI2cos¿r (2-25)
La desviación del índice es:
K 0 a Ke-I-Ia 5 t
A 0 = KI^cosí (2.26)
Voltímetros y amperímetros.- En la utilización como voltímetro
las dos bobinas se conectan en serie,
do modo que por ellos circula la misma corriente con la misma fa
se. Se tiene:
I1 = I2 = I ; lf= O (Z.27)
Puesto que la intensidad de la corriente es proporcional a la ten
sión V, según 2.26 tenemos:
0 = KV2 (2.28)
En la utilización como amperímetro, si la corriente es poco in-
tensa (hasta 0.5 A), las bobinas van conectadas en serie. Para
corrientes mayores hasta 10 A, se conecta la bobina móvil en pa-
ralelo con la fija, para que por ella pase sólo parte de la co-
rriente total. Además, se conectan con cada bobina resistencias
en serie, de manganina, con lo que, se consigue que la corriente
total I permanezca constante; la ecuación de escala es:
0 = KI2 - (2.29)
Otra variante del sistema electrodinámico es el sistema de medida
ferrodinamico, en el que el campo magnético se halla fundamental-
mente en el hierro y al igual que el sistema electrodinámico su
principal aplicación es la de los vatímetros.
2.2.2.- Medición del Factor de Potencia
En general, la determinación del factor de potencia de una ins
talación se lo hace: 1) Mediante un amperímetro, voltímetro y va-
tímetro 2) Mediante indicación directa 3) Mediante vatímetros
de potencia activa y rectiva.
Es importante considerar la medición del factor de potencia en
circuitos monofásicos, trifásicos equilibrados y desequilibrados
y para cubrir estos casos, existen algunos métodos que solamente
se mencionarán y se describirá lo básico para entender la medi-
ción del factor de potencia.
La medición del factor de potencia con mecanismo electrodinámico
de bobinas cruzadas es una forma de medición muy utilizada y es
algo parecida a los mecanismos electrodinámicos empleados en los
vatímetros, con algunas diferencias, entre ellas: que el elemen-
to móvil tiene dos bobinas orientadas perpendicularmente entre
si y además se alimenta la corriente al elemento móvil a través
de espirales conductoras que ejercen un mínimo par de torsión.
Funcionamiento.- Este medidor adquiere su posición de equilibrio
bajo la influencia de dos momentos de rotación
contrarios. La figura 2.7 permite aclarar los fundamentos de su
funcionamiento, y se puede observar que las dos bobinas B y B-
forman un ángulo 0 que coincide con la desviación del índice. Los
campos de estas bobinas 9 y 8.. son proporcionales a las corrien-
tes leí..
Considerando que y sea el defase entre V e I y además conectan-
do en serie con B una gran resistencia antiinductiva R- de modo
que ¿ esté en fase con V o sea con $ , se tiene que, entre <# y
$ (ésta ultima en fase con p) hay un defase en el tiempo ¿f y se-
gun las ecuaciones 2*21 y 2.26, se establece:
M , as K4I-I.cos¡fsen001 1 s (2.30)
Las bobinas B y B y sus campos magnéticos están dispuestos per-
pendicularmente entre el. Los campos jZL y é forman un ángulo de
90°- 0.
o
Fig. 2.7 Conexiones y diagrama vectorial en la medición del fac-tor de potencia
Para conseguir que <p e f se defase en el tiempo 90° respecto a
^ se utiliza una reactancia inductiva, de valor resistivo suma-
mente bajo, de este modo prácticamente $- presenta un atraso de
90° con respecto a V y $ y entre $? y $ el defase es de 90°- f .
Luego, el defase entre las bobinas B y EL es:
(2.30)= K2I I2cos(90°- J )sen(90°- 9) = I^enJfcose
Las bobinas B y B están unidas de tal manera que cada una pro-
porciona un momento antagónico para la otra bobina. Analizando
para la posición de 9 en la que M = M _ tenemos:e i ed
K.I I cosífsenQ = K I I senteos©
senQ K_I I= — = — ; tg9=:Ktgir (2.3D
cos9 K I I coso
De aquí que, la desviación del índice es el defase entre $ y V.
Si se hace K = K e I = I , se tiene 0 = í , obteniéndose tina
división uniforme en la escala, enerados de ángulo, es decir, un
fasimetro. Ya que, en la explotación, el coseno de la diferencia
de fase es más importante que el defase mismo, ordinariamente so-
bre la escala se anotan los valores de dicho coseno.
En caso de corriente trifásica la bobina serie se conecta a una
fase y las dos bobinas en derivación a las otras dos fases por
medio de resistencias. Entre otros tipos de medidores de factor
de potencia, se fabrican, el indicador con aspa polarizada mono-
fásico y trifásico, el indicador de dos elementos (dos mecanis-
mos de bobinas cruzadas montadas sobre un eje comün); método em-
pleando vatímetros para el cálculo de factor de potencia en un
circuito trifásico desequilibrado, métodos de puente y faslmetros
electrónicos.
2.3.- MEDICIÓN DE POTENCIA
2.3.1.- Medición de Potencia Activa
La medición de potencia activa se obtiene empleando, ya sea,
un vatímetro electrodinámico o un ferrodinámico, un vatímetro de
gancho, un vatímetro térmico, un vatímetro electrónico, un vatí-
metro de inducción, etc.
Vatímetro electrodinámico.- Con anterioridad se ha ilustrado en
la figura 2.6 las partes escenciales
de un sistema electrodinámico cuyo funcionamiento y característi-
cas permiten que la mayor aplicación lo constituya un voltímetro
electrodinámico. La conexión de este tipo de vatímetro, mostrado
en la figura 2.8 facilita el análisis de la ecuación de escala.
Se conecta la bobina de campo en el circuito de corriente, de mo-
do que circule por él la intensidad I , así mismo, se conecta la
bobina móvil con la tea-
OI*
Fig. 2.8 Conexiones de un vatímetrodinamométrico
sión V a través de una re
sietencia en serie R •ad*
por la bobina móvil pasa
una corriente I = K^V;
debido a que el circuito
de la bobina de tensión a
través de la resistencia
H . es prácticamente óhmi
co, se tiene que, I es proporcional a V y de la misma fase. Ad-
mitiendo que entre V e I existe una diferencia de fase í, entonces
se tendrá que esta diferencia de fase permanece entre las inten-
sidades y campos de las bobinas. Según esto, por la ecuación 2.26
se tiene:
9 = K-IKgVcosí = KVIcosJT = KP (2.32)
Entonces, la desviación del índice es proporcional a la potencia
activa.
El mecanismo de vatímetro emplea usualmente un sistema amortigua-
dor magnético para obtener las características dinámicas que se
deseen. Los vatímetros están especificados no solamente en fun-
- 46 -
clon de su alcancé de plena escala en vatios, sino también en fun
ción de la tensión y la corriente. Los vatímetros tienen comunmen
te los valores nominales hasta 750V y 50A. Pasados estos limites,
es común emplear transformadores de medida. La precisión nominal
de los vatímetros electrodinámicos es del orden del ]% para mode
los de cuadros de distribución, 0.2 a 0.25 para modelos portáti-
les y 0.1 para instrumentos de laboratorio.
El vatímetro electrodinámico puede ser conectado de dos maneras
según muestra la figura 2.9* £a la figura 2.9a, en la indicación
del vatímetro está incluida la pequeña cantidad de potencia consu
mida en las bobinas de corriente; en la figura 2.9b, en la indica
ción está incluida la pérdida de potencial del circuito. Estas
pérdidas toman importancia cuando la potencia es pequeña o cuando
el factor de potencia de la carga es bajo.
B,
B
Camaa
o OT*-
Carga
(a)
a
L Carga
v f Bcompdora.
(C)
Fig. 2.9 Maneras de conexión para vatímetro
Los vatímetros se emplean a tensión nominal y bajo esta condición
la pérdida en el circuito de potencial es constante, como unos 2
vatios, cualquiera que sea la carga. La calibración del instru-
mento está corregida de conformidad con la figura 2.9b. Algunos
vatímetros tienen una compensación para aminorar la influencia de
las pérdidas en el circuito de potencial, asi, en la figura 2*9c
se muestra un método de compensación que consiste en una bobina
compensadora que tiene el mismo número de espiras que la bobina
de corriente y que esta arrollada de modo que su flujo se reste
del de la bobina de corriente. Entonces el flujo efectivo de la
bobina de corriente esproporcional a la corriente de carga y la
indicación da únicamente la potencia consumida en la carga.
La indicación es influenciada también, aunque muy poco, por la in
ductancia del circuito de potencial y por la inductancia mutua en
tre las bobinas de potencial y de corriente. En mediciones prác-
ticas ordinarias estas influencias son insignificantes, no asi,
en las medidas de alta precisión.
Conexiones de los vatímetros.- La medición de la potencia puede
realizarse con tres tipos de cone-
xión: directa, semiindirecta e indirecta. En la conexión directa
se une directamente el circuito de corriente a la bobina de corrí.
ente y se aplica la tensión a la bobina de tensión o móvil, si es
necesaria a través de una resistencia serie; en la conexión semi-
indirecta, en el circuito de corriente va un transformador de co-
rriente cuyo arrollamiento secundario e/stá unido a la bobina de
corriente, la tensión se aplica • directamente a la bobina de ten-
sión. Con la finalidad de evitar diferencias de potencial entre
las bobinas de corriente y tensión del vatimetro, se unen entre
si un extremo del primario con uno del secundario del transforma-
dor de corriente y con un extremo de la bobina de tensión. En la
conexión indirecta, los dos arrollamientos secundarios tanto del
transformador de corriente como del de tensión, se conectan direc-
-Ba-
tánente a las bobinas de corriente y de tensión respectivamente.
Los arrollamientos secundarios de los transformadores y sus cajas
van conectados a tierra* La figura 2.10 muestra los tres tipos de
conexiones.
Rad
(cu (bl te)
Fig. 2,10 Conexiones de un vatímetro a) Directa b) Semiindire^ta y c) Indirecta
Medición de potencia activa en circuitoc monofásicos.- En un cir-
cuito de
corriente alterna la medición de potencia, cuando la corriente no
excede 50 amperios y las tensiones no son superiores a unos 600
voltios, se realiza de" acuerdo a la figura 2.10a, 2.11a y 2.11b.
Con corrientes mayores se utiliza la conexión semiindirecta (fig.
2.10b) y con altas tensiones, la conexión indirecta (fig. 2.10c).
Medición de potencia activa en circuitos trifásicos, con cargas
equilibradas.- Esta medición puede realizarse mediante algunos
procedimientos:
a) Procedimiento de los tres vatímetros. Este procedimiento permi
te observar y medir separadamente los procesos eléctricos en
cada una de las fases. Resulta muy provechoso para el caso de
potencias pequeñas y defases grandes, por lo demás, resulta
UR,od
Fig. 2.11 Medición de la potencia a) Los circuitos de tensióndelante de la bobina de corriente b) Los circuitosde tensión después de la bobina de corriente
costoso e innecesario un
circuito trifásico con
cargas equilibradas. Se
utiliza cuando el siste-
ma posee hilo neutro. La
figura 2.12 ilustra este
procedimiento de medi-
ción. La potencia total
es la suma de las poten-
R Prr~~ "t;s
T
)IL
\
V."Tp
Js^
ptrv W ÍU
7U
Fig» 2.12 Medición de la potenciacon trifásica de ¿f hilos
cias que indican los tres vatímetros.
b) Procedimiento de un sólo vatímetro. Cuando las tensiones y las
intensidades de cada fase, así como sus defases entre la ten-
ción y la corriente, son iguales, las potencias de las tres fa
ees P son iguales entré si. La potencia total trifásica, será
el triple de la potencia de cada fase:
P+ = 3P = 3VI eos* (2.33)w
Este procedimiento presenta una conexión que intercala en una fa-
se un vatímetro tal como se indica en la figura 2.12 para uno,
cualquiera de sus vatímetros. El presente caso, implica que sea
un sistema trifásico de cuatro hilos. Cuando se tiene el caso de
corriente trifásica de 3 hilos se emplea la medición, monofásica
con punto neutro artifi-
r 1 ]r cial, en la que. la bobiW/"""\' R ~
j . M3 le na e corriente se Ínter
• cala en una fase, y la
„ „ _ . bobina de tensión de re-R, R.•od R,
Fig. 2.13 Procedimiento de un solovatímetro con punto neu-tro artificial
sistencia R se conecta
entre dicha fase y el
punto neutro artificial
a través de una resisten
cia en serie R a (fig. 2.13)- Las otras dos 'fases se unen con elaa
neutro a través de las resistencias
R =R =R + R
y R^ Debe cumplirse que:
,. La potencia medida es igual a la potencia de1 2 u aa
una fase, y la potencia trifásica es tres veces mayor. Como exten
sión del presente análisis se muestra en la figura 2.1¿f conexio-
nes semiindirectas para el caso de circuitos con y sin neutro ac-
cesible, de cargas equilibradas, que emplean un sólo vatímetro.
Medición de potencia activa en circuitos trifásicos con cargas de
sequilibradas.- Se tiene los siguientes procedimientos:
a) Procedimiento de los tres vatímetros. La conexión directa de
tres vatímetros, a un circuito trifásico de cuatro hilos es
similar a la mostrada en la figura 2.12. En la conexión semiin
directa cada fase incluye un transformador de corriente. La co
- 51 -
R
T
w w
Fig. 2.1'+ Conexiones de un vatímetro de potencia activa de corriente alterna trifásica de 4 y 3 conductores, con car-gas equilibradas
nexión indirecta dispone de un transformador de corriente en
cada uno de los tres conductores de trifásica y e*\tre cada _u
no y el conductor central se une un transformador de tensión.
Para el caso, de los tres vatímetros para trifásica de tres
hilos, los tres circuitos de tensión se unen en un hilo neu-
tro artificial (fi'g. 2.13)> las resistencias de los tres cir
cuitos de tensión han de ser iguales entre si, con el objeto
de que la distribución de tensiones sea uniforme. El montaje,
se reduce a la conexión de la figura 2.12» La potencia trifá
sica total para circuitos trifásicos de tres hilos o cuatro
hilos sometidos a consumos desiguales es igual a la suma de
las potencias de las tres fases.
Pt = = CW(6R + 9S + V
b) Procedimiento de los dos vatímetros. Este método se muestra
en la figura 2.15'> se le conoce como el método de Behn-Eschen-
burg y Aron.
La potencia en el primer vatímetro es:
(2.35)
(2.36)X i*J J. <L ti A
La suma de las dos potencias medidas es la potencia trifásica to-
tal:
La potencia en el segundo vatímetro es:
f - -zr? \ f -»•I rn -/u / — ^«1^01
total 0T} (2.37)
Ir W/
W,
|Rad
!Rad
R
T
(crt
Fig. 2.15 Procedimientos de los dos vatímetros a) Conexxón trjlángulo b) Conexión estrella
Del análisis vectorial correspondiente a este método se concluye
que, para ángulos comprendidos entre +60° y -6cf, los productos de
la tensión entre fases por la intensidad son positivas, los vatl
metros muestran valores positivos. Si es ¡f= 60°, los vectores men
clonados son perpendiculares: cos(60° + 30° ) = O, y las desviacio
nes se anulan. Cuando las inductancias son grandes se tiene
- 53 -
.íf >60*, y para reactancia capacitiva elevada es íf<-60°. El coseno
es negativo y el índice presentará una desviación negativa. Para
fijar el signo que hay que atribuir a la desviación, se conectan
los dos vatímetros de manera que cuando el circuito de consumo no
produce defase o cuando este es pequeño, los dos vatímetros pre-
senten desviaciones positivas, o legibles. Sí en la medición, uno
de los instrumentos tiene una desviación negativa se invierte la
polaridad de la bobina de tensión y se resta la potencia mayor de
la menor. En general la conexión con dos vatímetros vale:
Pt = PR * PT = CW(0R ± V (2.38)
En la figura 2.15 se indicó la conexión directa, la conexión se-
miindirecta se ilustra en la figura 2.16, para el caso de circui-
tos trifásicos desequilibrados de 3 y 4 conductores, además una
conexión indirecta en el método de los dos vatímetros.
2.3»2.- Medición de la Potencia Reactiva
El vatímetro dinamométrico de potencia activa, puede llegar a
ser un medidor de potencia reactiva o varímetro cuando se consi-
gue que la corriente y con ello el campo de la bobina de tensión
tenga un defasaje de 90° respecto a la tensión» Este corrimiento
se obtiene mediante una conexión llamada: conexión a 90°. Si el djs
fasaje exterior entre la corriente y la tensión es í el ángulo de
fase entre los campos de las bobinas debe ser B = 90° + $ . De a-
cuerdo a la ecuación 2.32 se deduce que:
6 = KVIcos p = KVIcos(90° + í )
6 = KVI sení (2.39)
En general, es poco frecuente la medición directa de la potencia
reactiva mediante vatímetro, pues, debe provocarse un defase ar-
tificial de 90°en el circuito de tensión del aparato.
Tie
-R-S
-4OBB-SS3H
(a)
u¿3 D
•R
-T
D
(b)
Fig. 2,16 Conexiones de vatímetros a)Circuito trifásico dese-quilibrado sin neutro b) Circuito trifásico desequilibrado con neutro c) Conexión indirecta en el mét£do de los dos vatímetros
pedición de potencia reactiva en circuitos monofásicos.- La medi-
ción di-
recta se consigue utilizando un varlmetro, no asi, para una medi-
ción indirecta que se consigue a partir de la potencia activa, la
corriente I y la tensión V, en base a un procedimiento matemático
que utiliza estos datos. Este procedimiento es frecuente.
- 55 -
Medición de la potencia reactiva en circuitos trifásicos .- La me,
al-
ción de la potencia reactiva puede realizarse directamente, sin
ninguna dificultad, debido a que se dispone de tensiones mutua-
mente defasadas 90° • Aquí sus procedimientos:
a) Procedimiento de los tres vatímetros. Para el caso de un cir-
cuito trifásico con
neutro que no está
sometido a un consu-
mo uniforme, se hace
las conexiones empl_e
ando tres vatímetros
de potencia activa y
ajustes en el valor
Ir
Fig. 2.17 Medición de la potencia re-activa con trifásica de lfhilos
de las resistencias,
a continuación se
expone el procedimiento mediante el gráfico 2.17.
b) Procedimiento de los dos vatímetros. En el caso de un circui
to trifásico de tres hilos con cargas desequilibradas, se em
plea el método de dos vatímetros de potencia activa, según
la figura 2.18» empleando un neutro artificial y asustando
las resistencias a ua valor adecuado.
c) Procedimiento de un solo vatímetro. Cuando se presenta el
caso de corriente trifásica con cargas equilibradas con neu
tro accesible o sin él, la potencia reactiva es la misma pa
ra cada fase, consecuentemente, vasta conectar un solo vati
metro de acuerdo a la figura 2.17.
A lr nfvpi — ~ -y^
r(M
¡s 5
^ Í- T
«oíRs-)-
Fig. 2.18 Medición de potencia reactiva empleando el procedimiento de dos vatímetros
2.4.- MEDICIÓN DE ENERGÍA
2.4.1.- Medición de la Energía
Generalidades.- Para medir la energía eléctrica suiaistrada a un
usuario se emplean aparatos contadores o totali
zadores llamados normalmente contadores eléctricos. En corriente
alterna se tienen los siguientes tipos generales de contadores:
a) Contadores de energía activa b) Contadores de energía rea£
tiva c) Contadores de energía aparente»
Existen varios tipos de contadores que emplean diversos princi-
pios en la medición de la energia eléctrica, asi: contadores ele
trollticos de mercurio, de hidrógeno; contadores de motor, conta
dores electrodinámicos, contadores oscilantes, contadores de in
ducción, contadores especiales. Merece un análisis aparte los
contadores de demanda.
Por dificultades de tipo técnico-económico que- presentan los con-
- 57 -
tadores electrodinámicos, en la actualidad, estos han sido despla
zados totalmente por los contadores de inducción debido a que,
son más sencillos de construcción y manejo, su coste y su manteni
miento son menores. Su construcción se ha perfeccionado hasta ob-
tener, actualmente, una precisión de medida superior al 99 « ?or
su uso generalizado, importancia y consideraciones anteriores, se
analizará mas adelante a los contadores de inducción exclusiva-
mente. Es fundamental comprender la diferencia entre los contad£
res instalados a loe consumidores y los instalados en estaciones
de transformación y distribución, pues, estos últimos presentan
diferente configuración., sobre todo cuando hay que contar con en
trega y adquisición de energía. Loe juegos de medida se ajustan
de forma que midan en ambas direcciones de la energía, tanto la
energía activa como la_enorgía reactiva, inductiva o capacitiva.
Contador de inducción.- un contador ordinario, de este tipo, rea
liza la integración de potencia con respecto al tiempo para medir
la energía, con gran precisión, en margenes amplios de carga, fa_c
tores de potencia, tensión y temperatura* Este contador tiene los
siguientes elementos básicos: Estator o electroimán, rotor o dis-
co, imán o imanes de retardo y el mecanismo registrador.
En el estator se encuentran dos bobinas, una en serie (bobina de
corriente) con el conductor por el que circula la corriente prin-
cipal y otra bobina en derivación (bobina de tensión) sobre los
dos conductores. En la figura 2.19 se puede ver un diagrama es-
quemático de las conexiones interiores de un contador de induc-
ción. La tensión de línea y la corriente de carga excitan al es-
tator, el cual, produce en el disco un par motor proporcional a
- 58 -
linea
Canga
Fig. 2,19 Conexiones interio-res de un contadorde inducción
la potencia que se consume en
la carga. Este par motor hace
que el disco gire, a la vez
que es frenado por los imanes
de retardo, de lo que resulta
uaa velocidad del disco que
también es proporcional a la
potencia. Existe una analogía
entre la generación del par
en el rotor por el estator del
medidor de inducción y la acción que se produce en un motor de in
ducción bifásico. El rotor está sometido, en posiciones mecánica-
mente desplazadas, a dos flujos defasadosj cada uno de estos flu-
jos induce corrientes de Foucault en el disco, en una posición
tal que los campos magnéticos creados por estas corrientes de FOTI
cault reaccionan con los flujos resultando un par motor en el ro-
tor o disco. El mecanismo registrador va contando el numero de re
voluciones que efectúa el disco, de tal forma que una indicación
de consumo de 1 Kilovatio-hora es registrado por el correspondi-
ente número de revoluciones del disco.
En un contador de inducción monofásico el par motor M. es propor-
cional a la potencia activa, o sea:
M, = K VIcos¿T1 P
donde:
V = tensión aplicada a la carga
I = corriente que circula por la carga
(2.40)
- 59 -
í s= ángulo de factor de potencia de la carga
Factores que influyen en la precisión de los contadores de induc-
ción.- Su precisión esta influenciada por:
a) Corriente de carga. Los errores introducidos en la medida por
este factor se deben, sobre todo, a los rozamientos en engrana
jes, cojinetes, etc. Hay un mayor error por este concepto, cu-
ando las cargas son pequeñas, no asi para cargas grandes en
que los errores disminuyen. Además existen otros factores de
menor importancia que dependen de la carga, asi: flujos magné
ticos del imán permanente, de las bobinas de tensión y de co-
rriente. La Comisión Electrotécnica Internacional admite un _e
rror de ± 2.5% para cargas muy pequeñas o muy grandes y ± 2.0#
para las cargas medianas.
b) Variaciones de tensión de la red. Teóricamente, las indicacio-
nes del contador deben ser proporcionales a la tensión de la
red. Realmente esta proporcionalidad subsiste cuando las va-
riaciones de tensión están comprendidas entre ± 2Q% del valor
de la tensión nominal. Pasada esta tolerancia el error ya es
apreciable.
c) Variaciones de la frecuencia de la red. La desviación de la
frecuencia nominal produce numerosos efectos, especialmente
cuando hay la presencia de armónicos. Sin embargo, las frecu
encias de un sistema comercial son lo suficientemente constan
tes que el problema no es grave.
d) Temperatura ambienta. Se ha comprobado que si el disco sufre
un aumento de unos diez grados centígrados, no se afecta la
precisión de la medición. En cambio si tiene una pequeña
- 60 -
influencia la temperatura sobre la permeabilidad del material
del imán permanente, produciendo error. Un modelo de vatioho-
rlmetro con compensador de temperatura da un registro satis-
factorio dentro de las tolerancias requeridas de -10°F a 125
"F.
En la figura 2.20 se muestra las típicas curvas de precisión del
vatiohorimetro, sometido a variaciones de carga, tensión , fre-
cuencia, temperatura»
Contadores provistos de transformadores de medida.- Para esta si-
tuación, pue
den ser de tres clases:
a) Contadores con sistema totalizador de primario
b) Contadores con sistema totalizador de semiprimario
c) Contadores con sistema totalizador de secundario
Los contadores con totalizadores primarios registran directamente
el consumo primario, en KWh, El sistema totalizador del contador
incluye las relaciones de transformación de los transformadores
de medida. Se tiene una indicación correcta del contador sólo cu-
ando la conexión a la red se ha realizado a través de los trans-
formadores aeñalados en la placa del contador.
Los contadores con totalizadores semiprimarios tienen en cuenta
la relación de transformación del transformador de tensión, no a-
si, la del transformador de corriente. Se tiene una indicación c£
rrecta del contador sólo con la tensión de la red señalada en la
placa de características del contador. El consumo verdadero del
contador es: datos del sistema totalizador x relación nominal del
transformador de corriente.
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orím
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de
ind
ucci
ón
- 62 -
Los contadores con totalizadores secundarios no tienen en cuenta
a las relaciones de transformación de los transformadores de medó.
da, para obtener el consumo primario, la energia indicada por el
contador déte multiplicarse por la relación de transformación no-
minal de los correspondientes transformadores de medida.
Conexionados de los contadores de corriente alterna para energía
activa.- En esta parte, se consideran solamente algunas conexio-
nesj de las tantas posibles, utilizando estos contadores.
Contadores de corriente alterna monofásica. Se aplican cuando es
necesario registrar el consumo de energia de una carga conectada
a una red monofásica o a un circuito entre dos fases o entre fa-
se y neutro de un sistema trifásico. La figura 2.21a, muestra
un conexionado de un contador monofásico en ua circuito trifásico,
conexión estrella con neutro y la figura 2.21b, muestra un cone-
xionado de un contador monofásico, con transformadores de medida.
la)
n
R
N
ii
ti i)
-B-
tb)
Fig. 2*21 Conexionados de contadores monofásicos
- 63 -
Contadores de corriente alterna trifásica. La energía total de un
circuito trifásico se puede registrar, sumando simultáneamente la
energía de los tres circuitos monofásicos que lo conforman, utili
zando un contador de tres sistemas de medida, O también, se pue-
de medir la energia total utilizando contadores de sólo dos sis te
nías de medida. Estos últimos emplean la conocida conexión de Befan
-Eschenburg y Aron, ya descrita para el caso de vatímetros.
2n la medición de energía activa en sistemas trifásicos equilibra
dos se tiene sistemas de ¿f hilos y sistemas de 3 hilos. La figura
2.22 ilustra en (a) un contador trifásico con dos sistemas de me-
dida, en conexión con bobina a caballo, en sistemas de ¿f hilos;
en (b) ilustra un conexionado de un contador trifásico con dos
sistemas de medida, en conexión Aron, en sistemas de 3 hilos, em-
pleando transformadores de medida. Este conexionado sirve para
sistemas trifásicos equilibrados o desequilibrados.
En sistemas trifásicos desequilibrados con conductor neutro, se u
tiliza universalmente el contador trifásico de tres sistemas de
medida. La energía total es la suma de las energías de cada fase,
asi:
Hf . W i. W i W
Wtotal ~ WR * WT * WS <2.1f1)
En la figura 2.23 se muestra un conexionado ds un contador de tres
sistemas de medida, para corriente a-iterna trifásica, de ¿t hilos,
utilizando transformadores de medida.
Esta conexión es aplicada generalmente para el caso de que el con
tador este alejado del sitio donde están los transformadores de
medida.
r•s-
-B-
ffsr
Fig. 2.22 Conexionado de contadores trifásicos en sistemas trifásicos aquilibrados de 3 7 4 kilos
CJ
[3
gjrri;.^
Fig. 2.23 Conexionado de contador trifásico en sistemas trifásjLeos desequilibrados de ¿f hilos
En lo que respecta a sistemas trifásicos desequilibrados de 3 hilos
los contadores con dos sistemas de medida en conexión Aron dan me-
didas bastante precisas siempre que coseno sea mayor que 0.3 (pa-
ra valores de X" superiores a 70°). En la práctica, casi en todos
los casos, se tienen defases menores de 70°, por lo que el contador
de dos sistemas de medida es empleado con frecuencia. En la figura
2.24 se aprecia un conexionado de este tipo; los valores de ener-
gía medidos por el contador 1 y 2 son:
W2 =
30° )
" 3°*
J(2.42)
La potencia es:
(2.44)"total ~ 1 - 2
Para defases comprendidos entre í= +60° y T=-60°, los productos de
las tensiones entre fases por las corrientes correspondientes son
positivos, lo que significa que los discos del contador giran en
el mismo sentido. Pa-
ra un defase de
los vectores menciona-
dos son perpendiculares,
y las desviaciones se
anulan. Para inductan-
— cias grandes, lf > 60; pa-
- 60,
Fig. 2.24 Conexionado de contadortrifásico con dos sist_emas de medida
ra reactancias capaciti
vas elevadas lT<-600. En
estos dos casos el cose
no negativo (la proyección del vector de corriente tiene sentido
opuesto al del vector de tensión) y en el sistema de medida afe£
tado se invierte la polaridad de los polos de su bobina de tensión.
Medición de energía reactiva*- Los contadores de energía reactiva
registran el consumo de una corri-
ente defasada 90* eléctricos, en adelanto o en atraso, respecto a
la tensión, durante cierto tiempo; estos contadores se fabrican
generalmente con dispositivos medidores de inducción para corriejí
te trifásica, y poquísimas veces para corriente monofásica.
La medida de vars-hora suele realizarse del mismo modo que la de
potencia reactiva, o sea, defasando 90° eléctricos la corriente en
el circuito de potencial de un contador normal" de vatios-hora. Es
to, se consigue utilizando varios procedimientos que cumplen con
la condición indicada. En contadores monofásicos, se han desarro-
llado dos procedimientos, el primero desarrollado por la firma
LAND1S GYR que viene a ser un perfeccionamiento de los métodos
comunes, su diagrama esquemático se muestra en la figura 2,25.
Resis. ajasie
fiesfe. regulación
Rest's, adicional
a corriente
- Boiixa tensión
Fig. 2»25 Representación esquemátlca de un contador monofasico (LANDIS GYR) para energla reactiva
El segundo procedimiento
ha desarrollado la firma
COMPAGNIE DES COMPTEURS
(CdC), ésta firma obtie-
ne el defasado utilizan-
do una resistencia óhmica
en serie con la bobina de
tensión y la producción
de flujos complementarios
de tensión y corriente.
- 67 -
La figura 2.26 muestra el conexionado a la red de un contador de
energía monofásico (CdC) para energía reactiva. En un sistema tri
fásico equilibrado de tres hilos se puede medir la energía reacti
va valiéndose de un contador de dos sistemas de medida, utilizando
una conexión artificiosa (fig. 2.2?a). Esto es válido sólo cuando
se tiene sistemas perfectamente equilibrados y cuando se ha respje
tado estrictamente el or
den de sucesión de fases.
Otro método aunque de con
sumo icayor, es emplear
contadores trifásicos pa
—í. ra energía reactiva, de
d
Fig. 2.26 Conexionado de un contador monofásico (CdC) para energía reactiva
dos sistemas de medida
de las firmas LANDIS GYR
(fig. 2*27b) o CdC. La
ventaja de estos contacio
res es que son válidos para mediciones en sistemas equilibrados o
desequilibrados, incluyendo para contadores de tres sistemas de
medida, y además la precisión del contador depende de las conexio
nes interiores y no es dependiente del orden de sucesión de fases,
ni del desequilibrio de las tensiones en la línea.
En un sistema trifásico equilibrado de 4 hilos, al igual que en
el caso anterior, se puede medir la energía reactiva utilizando
una conexión artificiosa (fig. 2.28a) o procedimientos expuestos
por las firmas CcC (fig. 2.28b) y LANDIS GYR.
En sistemas trifásicos desequilibrados de 3 o *f hilos se puede em
plear los contadores trifásicos para energía reactiva de la LAN-
- 68 -
DIS GYH o/y de la CdC con dos y tres sistemas de medida respecti-
vamente. Los conexionados de las figuras 2.27b y 2.23b son váli-
das también, en sistemas desequilibrados.
JL5
Fig. 2.2? Conexionados de contadores trifásicos para energia re-activa con dos sistemas de medida para sistemas equilibrados de 3 bilos
2.¿f.2,- Medición de la Demanda
La demanda de un sistema o instalación es la carga en los ter
minales de recepción promediados sobre un intervalo de tiempo es-
pecifico. La demanda es expresada en las mismas unidades que la
carga, asi: puede estar dada en kilovatios, voltamperios, voltam-
perios reactivos o amperios. Los intervalos más comunes que se em
plean en mediciones comerciales son 15 y 30 minutos, sin embargo
en algunos casos se utilizan intervalos de 5 o 60 minutos.
La máxima demanda en una instalación es la demanda mayor entre to
das aquellas que han ocurrido en un. intervalo de tiempo dado. La
- 69 -
demanda máxima que se requiere es generalmente en un mes o en el
período de cobro al cliente.
ñ
s
r
(a)
Fig. 2.28 Conexionados de contadores trifásicos para energía rjeactiva con tres sistemas de medida para sistemas equilibrados de k hilos
En un contador de demanda de intervalos de tiempo, al moverse su
rotor hace que se desplace en sentido ascendente de la escala
(generalmente de arco circular) una pluma, una aguja o un estil e
te o pieza propulsora. Cuando finaliza el tiempo especificado del
contador de demanda, usualmente un motorcito sincrónico, libera
del rotor a la pieza marcadora y ésta regresa a la posición de ce
ro donde queda nuevamente en contacto con el rotor para el sigui-
ente intervalo de demanda. Se registra el desplazamiento del ele-
mento marcador sobre un gráfico circular o de cinta que se mueve
también lentamente, accionado también por un motorcito sincrónico,
para el registro de los tiempos correspondientes a las demandas
- 70 -
sucesivas.
Tipos y clases de contadores de demanda.- Estos contadores se
clasifican de acuerdo
al modo en que se mide la demanda y de acuerdo a la presentación
de la medición,asi:
Clase I, para contadores de demanda registradores
Clase II, para contadores de demanda integrados (integrated- de
mand meters)
Clase IIIj para contadores de demanda retrasados (lagged-demand
meters)
En la clase I encontramos a los contadores de demanda registrado-
res; los contadores de demanda indicadores (indicating-demand me-
ters) pueden ser de demanda integrada (Clase II) o de demanda re-
trasada (Clase III) ; los contadores de demanda acumulativa o re-
gistradores pertenecen a la Clase II (Demanda integrada).
Los contadores con demanda integrada son contadores que indican
o registran la demanda obtenida a través de integración. La inte-
gración se efectúa sobre específicos periodos de intervalos de
demanda.
Los contadores de demanda retrasada, son aquellos en los cuales
la respuesta del elemento medidor esta sujeto a un atraso de ti-
empo característico ya sea por medios mecánicos o térmicos.
2.5.- MEDICIONES ESPECIALES
2.5.1.- Medición de Pérdidas y Compensadores
En algunas aplicaciones de medición se desea ya sea determi-
- 71 -
nar las pérdidas de energía en un transformador o compensar estas
pérdidas»
Las cargas que son servidas a tensión primaria constituyen aplica
ciones para el compensador de pérdidas. Debido a la diferencia de
costos de los transformadores instrumentos nominados a tensión
primaria de servicio y transportadores instrumentos nominados a
tensión de utilización, es más económico hacer la medición emple-
ando la tensión de utilización» Sin embargo el punto de conexión
(punto de medición) para servicios servidos a tensión primaria ejs
tá en el lado primario del transformador de distribución o subej;
tación.
La compensación de pérdidas totales del transformador consiste en
desarrollar torques adicionales en la medición en el lado de baja
proporcionales a las pérdidas en el núcleo y cobre del transforma
dor. La pérdida en el núcleo es casi proporcional al cuadrado de
la tensión; la pérdida en. el cobre es proporcional al cuadrado de
la corriente. El objeto de los compensadores de pérdidas de los
transformadores es aplicar en el vatiohorímetro en el lado normal
de baja cantidades que resultan en torques adicionales proporcio-
2 2nales a E e l » sin alterar el torque que es proporcional a la
carga en KW del lado de baja.
- Registradores para Inspección de Carga
El registrador para inspección de carga es un contador espe-
cial el cual ha sido desarrollado principalmente con el objeto de
obtener datos de carga para el empleo en estudios sobre tarifa-
ción. El proposito de su desarrollo fue producir un contador de
- 72 -
demanda que registra los datos de tal manera que podrían ser pro-
cesados rápidamente en máquinas de procesamiento de datos de alta
velocidad»
En la actualidad, dos tipos de registradores para inspección de
carga se utilizan, en los cuales los datos son registrados dife-
rentemente en cada contador» Los registradores usados en estos
contadores son (l) registrador de cinta magnética, y (2) registra
dor de cinta perforada. Los registros para inspección de carga di
fieren de la manera en la cual los datos son obtenidos por el c qn
tador para inspección de carga, o se hace en un vatiohorimetro au
xiliar y se traduce mediante impulsos por medio de un dispositi-
vo de contacto para la aplicación al registrador. Los registrado-
res para inspección de carga ya sea miden y registran o solamente
registran la demanda en KW integrada. La función de los contado-
res varia con los diferentes fabricantes. Los registradores de
inspección de carga tienen dos características en común, las cua-
les son (1) la cantidad registrada es la demanda en KW integrada
y (2) se requiere de un traductor para traducir los datos a tar-
jetas perforadas o cintas perforadas para el uso en máquinas de
procesamiento de datos»
Cuando el registrador para inspección de carga aplica cinta magné
tica como medio para registrar, la cinta es movida por un motor
sincrónico, para que en el caso de interrupción de servicio a una
carga que está siendo registrada, el movimiento dé la cinta se d e
tiene y la interrupción es registrada; una vez que se restaura el
servicio, la cinta reasume su movimiento. Un reloj que funciona
con el motor que hace mover a la cinta indica la duración total
- 73 ~
de -interrupciones de servicio. Se utilizan cintas ya sea en carre
tes para 8 días (150 pies) o para 32 días (600 pies).
Los datos de carga en KW son alimentados al registrador para ins-
pección de carga en forma de impulsos desde un dispositivo de con.
tacto en el vatiohorímetro asociado. El numero de impulsos regis-
trados en intervalos dados específicos es proporcional al consumo
de energía y carga en KW (demanda) en ese intervalo. La fuente de
impulsos depende de la aplicación particular del registrador.
Varios tipos de registradores para inspección de carga presenta
la Weetinghouse, así los tipos: DSL, DSL-5, DSLD, DSLD-5» DAL.
El registro en cinta magnética es procesada para traducir los da
tos ya sea a tarjetas perforadas en 32 minutos o a cintas perfo-
radas en 16 minutos. La traducción a tarjetas perforadas es hecho
en el traductor tipo WLT-1 empleando en conjunción con una IBM-
526 imprimiendo el resumen en una máquina perforadora. La tradu^
ción a cintas perforadas es hecho en el traductor tipo WLT-2.
2.5.3.- Totalización y Medición Remota
Donde es necesario totalizar ya sea el total de las cantida-
des medidas (KWh, RVARh, o cantidades de demanda) en los diferen
tes circuitos, o indicar el valor medido en un punto remoto des-
de el punco de medición, se requiere de totalización o medición
remota. La totalización y la medición remota son dos aplicacio-
nes distintas y separadas, sin embargo una aplicación particular
puede ser la una o una combinación de las dos aplicaciones.
La totalización se clasifica de acuerdo a la proximidad de los
circuitos.a ser totalizados bien sea como totalización local o to
talización remota. La totalización se clasifica también de acuer
do al método de totalización como totalización mecánica, eléctri
ca o a impulsos.
La medición remota es aplicable a la presentación remota de medi
das en general y no está restringida a totalización remota.
La totalización local implica que el equipo de medición y el equi
po de totalización estén en la misma área inmediata tal que los
circuitos de conductores son aplicables para transmisión de da-
tos. Por otro lado, la totalización remota implica la aplicación
de telemedición o la medición remota y totalización de mediciones
tomadas individualmente pero de puntos remotos. Consecuentemente,
la totalización remota implica que la medición individual y los
puntos de totalización están separados por varias millas.
Totalización mecánica. La totalización mecánica es la totalización
de cantidades mecánicas (generalmente torque o fuerzas) dentro de
las cuales las cantidades eléctricas han sido traducidas. Un ejem
pío de totalización mecánica es el vatiohorímetro para totalizar
el consuno de energía en un circuito trifásico de tres conducto-
res y en un circuito monofásico. El contador tiene los estatores
necesarios para medir cada circuito independientemente. Los dis-
cos los cuales son comandados por los respectivos estatores son
aplicados a un eje común. Luego, los torques desarrollados asocia
dos con los respectivos circuitos son totalizados en el eje común,
el cual esta engranado a un registrador común para indicar el con
sumo total. El contador totalizador puede estar sujeto a un rango
rucho más amplio de carga que aquel que un contador individual e_s
taría sujeto. Este podría resultar en errores para cargas suraamen.
- 75 -
te livianas y pesadas. Es limitado a dos el número de circuitos a
ser mecánicamente totalizados; sin embargo en aplicaciones espe-
ciales varios circuitos han sido mecánicamente totalizados. Una
ventaja de la totalización mecánica es que los circuitos a ser t o
talizados pueden ser independientes con respecto a la relación de
fase de las tensiones de los circuitos a ser totalizados.
Totalización eléctrica. Varios circuitos pueden ser eléctricamen-
te totalizados colocando en paralelo los secundarios de los trans
formadores de corriente en las correspondientes fases de los cir-
cuitos a ser totalizados. La totalización eléctrica está también
sujeta a errores con cargas extremadamente ligeras o pesadas debí.
do al amplio rango de carga a la cual el contador puede estar su-
jeto. También la totalización eléctrica está sujeta a errores adi-
cionales debido a las variaciones en las cargas de los transforma
dores de corriente que podría suceder cuando uno o más circuitos
primarios se abren o cuando haya una amplia variación de las car-
gas en los circuitos individuales. Una restricción de la totaliza
ciÓn eléctrica que no existe con la totalización mecánica es el
requerimiento de correspondencia de las tensiones de fase en los
circuitos a ser totalizados. Una segunda restricción en la tota-
lización eléctrica es el requerimiento de que las relaciones de
transformación de los transformadores de corriente en todos los
circuitos a ser totalizados deben ser iguales, SÍ relaciones de
transformación^ de los transformadores de corriente son desiguales»
transformadores de corriente de totalización auxiliar deben ser
interpuestos entre los transformadores primeros y el contador pa-
ra lograr que la totalidad de las relaciones de transformación s.e
- 76 -
an iguales.
Los circuitos pueden ser eléctricamente totalizados usando conta-
dores con múltiples devanados de corriente, a fin de que un deva-
nado de corriente se provea a cada circuito a ser totalizado. El
numero de circuitos a ser totalizados usando contadores con múl-
tiples devanados de corriente o poniendo en paralelo los secunda
rios de los transformadores de corriente está generalizado a dos
o tres. Diagramas mostrando los métodos básicos de totalización
eléctrica se muestran en la figura 2.29.
1
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3o
o
1J~*~>-1
1
<<
C-J
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Vatiohortmetro, bobinade corriente
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^ l0 i>-C
>.2 i-*-*-P i.>-J
(ai (b)
Fig. 2.29 Métodos básicos de totalización eléctrica
Totalización por impulsos. La totalización por impulsos consiste
escencialnente en traducir la inteligencia de las mediciones
tomadas en los puntosde medición individual en impulsos eléctri
eos para la transmisión a los relés de totalización o a un conta
- 77 -
dor totalizador para obtener el agregado de las mediciones.
Adheriendo un dispositivo de contacto que momentáneamente cierra
y abre sus contactos para un número especifico de revoluciones
del disco, una medición de vatios-hora es traducida a impulsos £
léctricos, cada ciclo del cual es proporcional a los KWh.en el
punto de medición.
El dispositivo de contacto momentáneamente opera e interrumpe el
circuito entre el contador y el contador totalizador o punto del
relé para alternadamente energizar y desenergizar un solenoide.
El solenoide avanza un registro o dispositivo para cada ciclo de
impulso para registrar el número total de impulsos o mediciones
de KWh recibidas de los puntos de medición. El circuito de trans
misión (circuito que contiene los dispositivos de contacto, solj|
noides y los conductores de conexión) puede estar a baja tensión
y ya sea en ca o ce, además debe ser ampliamente confiable, para
que la tensión sea utilizable en el canal de transmisión de datos
en cualquier tiempo un circuito que es totalizado es energizado.
El número de impulsos dados en un intervalo dado es proporcional
a la demanda acumulada de todos los circuitos totalizados. La d_e
manda puede ser ya sea indicada o registrada.
- 78 -
REFERENCIAS
1. Distribution Systems» L.W. Manning, Metering Principies and
Practicas, Westinghouse, 1975
¿. Medidas Eléctricas y sus Aplicaciones, Kinnard Isaac F, Edi-
ciones Técnicas Mar-combo, S. A, Barcelona, 1958
3. Fundamentos de Teoria y Selección de Transforladores para
Medición, Antonio Cárdenas Loaeza, Electrotécnica Balteau,
S.A, México, 1977.
C A P I T U L O III
*
EVALUACIÓN ECONÓMICA D£L EQUIPO DE MEDICIÓN
3.1.- ANÁLISIS ECONÓMICO DSL EQUIPO DE MEDICIÓN•
El aspecto económico en este capitulo se reduce a cuadros
comparativos de costos entre los diferentes tipos de instrumen-
tos que cumplan una función determinada. Para la elaboración de
este análisis, ha sido necesario limitarse a una cierta casa
constructora, asi como también limitar rangos y condiciones de £
peración de los instrumentos. En el presente trabajo se ha eleg¿
do la casa constructora "Westinghouse Electric Corporation" y
bien podría ser elegida cualquier otra.
Al topar el caso de los transformadores de medición, las considj;
raciones económicas se realizan en virtud de la posibilidad de
tener unidades individuales separadas, es decir, transformadores
de corriente y transformadores de potencial o la posibilidad de
instalar unidades de medición que contengan dentro de si elemen-
tos de transformador de corriente y de transformador de potenci-
al. Merece atención también, la selección de tipo económico de
estos transformadores cuando se toman aspectos como: operación
bajo condiciones normales o de falla y conexiones entre transfor
madores.
En lo que se refiere a la medición de corriente y tensión, las
comparaciones de sus costos se establece al considerar por un l a
do, el empleo de indicadores y por el otro, el empleo de registra-
- 80 -
.dores. Asi mismo, en la medición de potencia se considera la uti-
lización de indicadores o registradores, tanto para potencia ac-
tiva como reactiva.
En lo concerniente a la medición de energia y demanda, es facti-
ble efectuar una comparación de costos ante la posibilidad de
instalar contadores de energía y de demanda, como unidades sepa-
radas, en un caso, y la posibilidad de instalar una sola unidad
que realice estas dos mediciones, en el otro caso.
El objetivo de esta descripción es únicamente, dar ideas genera-
les sobre lo que se profundiza y detalla en el desarrollo do es-
te capítulo.
3.2.- LA INCIDENCIA ECONÓMICA DE LOS TRANSFORMADORES DE MEDICIÓN
3*2.1.- Transformadores de Medición
Transformador de corriente.- Para este punto, se ha recogido in-
formación a cerca de transformado-
res de corriente, únicamente para instalación exterior, que abar
quen un amplio margen de operación.
Como se indicó anteriormente, los diferentes tipos de transfor-
madores instrumentos tratados aqui, son fabricados por Westing-
house. Es importante dar a conocer, que la elección de la casa
fabricante es hecha al azar, pues es una de las casas que presen
ta la teoría y datos necesarios para llenar este trabajo.
En las tablas de 3.1 a 3**f se dan las características y precios
para transformadores de corriente que pueden ser utilizados en
instalaciones a la interperie, sus aplicaciones se extienden a
- 81 -
servicio de medición y protección y la corriente secundaria es
de 5 amperios.
TABLA 3.1
Transformadores de Corriente para Instalación Exterior*
5000, 8700, 15000 voltios60, 75, 110 KV BIL
TIPO EMC
5000 V60 KV BILVentana3 1/iffí
8700 V75 KV BILVentana3 1/4
15000 v110 KV BILVentana3 1/40
5000 v60 KV BILBarraPrimaria
8700 V75 KV BILBarraPrimaria
PrimarioÁmnerios
80012001500200030004000
80012001500200030004000
80012001500200030004000
8001200150020003000400080012001500200030004000
Alto Ancho FondoPulgadas
17 1/16
17 1/16
- '--••
17 1/16
17 1/16
17 1/16
11 1/4
14 1/4
18 3/4
20.
23
9 7/8
9 7/8
9 7/8
9 7/8
9 7/8
PesoIbs
63
67
75
78
82
FSP
2.02.01.51.33K331.33
2.02.01.51.331.331.33
2.02.01.51.331.331.33
2.02.01.51.331.331.0
2.02.01.51.331.331.0
Precio8
346348381394486573
404427463500605694
463495522583661738
331395419441546618
450474520565670774
- 82 -
CONTINUACIÓN TABLA 3.1
15000 v1^0 KV BILBarraPrimaria
8001200150020003000ifOOO
17 1/16 23 9 7/8 90 2.0 517544583639727837
Notas: FSP = Factor de sobrscorriente en permanenciaClases de precisión: (según Normas ANSÍ)Medición:
800 A
Protección:1200-4000 A
800 A1200-4000 A
0.3 hasta B 0.50.6 hasta B 2.00.3 hasta B 2.0
CC
ICO200
TABLA 3.2
Transformadores de Corriente para Instalación Exterior1
5000, 8700, 15000, 25000 voltios60, 75» 110, 150 KV BIL
TiposCTOH, CCO
CTOM-55000 V60 KV BIL1 soloratio
CTOM-1 1015000 v110 KV BIL1 sóloratio
PrimarioAmperios
5, 10,15,25,30,50,75,100150200300400600800
10,15,20,25,30,¿fO,5075,100,150200,300,400,600800
Alto Ancho Fondo 'Pulgadas
12 5/16
14 n/16
9 1/2
10 7/8
10 1/4
12 1/2
PesoIbs
48484949494949
61
6161
"SPJ- *J i
1.51.51.51.51.51.51.0
2.0
2.01.0
Precio§
219¿26237259280286291
310
'325325
••
- 83 -
CONTINUACIÓN TABLA 3.2
CTOM-í 515000 v110 KV BIL1 soloratio
CTOM-1515000 v110 KV BILdobleratio
CCO-15025000 v150 KV BILdobleratio
5,10,15,20,25,30,40,50,75,100150200300400600800
10/20,25/50,50/10075/1001 00/2001 50/300200/400300/600400/800
10/20,25/50,50/10075/150100/200200/400300/600
15 3/4
15 3/4
17 3/4
10 7/8
10 7/8
11
12 1/2
12 1/2
13 1/2
73737676767676
73737676767676
8383919191
1.51.51.51.51.51.5U2
1/11/11/11/11/11/11/1
2/1.52/1.52/1.52/1.52/U5
350365373379385390392
410436446453460467470
577593609630640
Notas: FSP = Factor de sobrecorriente en permanecíaratio = relación de transformaciónMedición:CTOM-5CTOM-15CTOM-110CTOM-15cco-150Protección:CTOM-5CTOM-15CTOM-110CTOM-15CCO-150
0.3 B 2.00.3 B 2.0 (1 ratio)0.3"B 0.50.3 B 2.0 (ratio alto), 0,3 B 1.0 (ratio bajo)0.3 B 1.0 (ratio alto), 0.3 B 0.5 (ratio bajo)
T 100T 200 (1 ratio)T 50T 200 (todo el devanado), T 100 (usando tap)T 200 (todo el devanado), T 50 (usando tap)
- 84 -
TABLA 3.3
Transforjadores de Corriente para Instalación Exterior1
25-69 KV150-350 KV BIL; lleno de aceite
T-í -nr*. A PT113LpO AOI
ACT -15025000 v150 KVBIL
ACT-20034500 V200 KVBIL
ACT-25046000V250 KVBIL
PrimarioAmperios
10x20,25x50,50x10075x150100x2001 50x300200x¿fOO300x600400x800500x1 000600x1200800x16001 000x20001 500x3000
10x20,25x5050x10075x1 50100x2001 50x300200x400300x600400x800500x1000600x1200800x1 6001000x20001 500x3000
10x20,25x2050x100075x150100x2001 50x300200x400300x600400x600500x1 000600x1200800x16001000x20001 500x3000
Alto Ancho FondoPulgadas
44 1/244 1/244 1/244 1/244 V244 1/240 5/840 5/840 5/840 5/840 5/845 5/8
49494949494945 1/845 1/845 1/845 1/845 1/850 1/8
53 1/253 1/253 1/253 1/223 1/853 1/249 5/849 5/849 5/849 5/849 5/854 5/8
17 1/4
1? 3/417 3/417 3/417 3/417 3/417 3/417 1/417 1/417 1/417 1/417 1/417 1/4
18 1/418 1/418 1/418 1/418 1/418 1/417 1/417 i/417 1/417 1/417 1/417 1/4
23 5/823 5/323 5/823 5/823 5/823 5/824 5/824 5/824 5/824 5/824 5/830 7/8
24 1/824 1/824 1/824 1/824 1/8-24 1/825 1/825 1/825 1/325 1/825 1/330 7/8
24 3/424 3/824 3/824 3/324 3/324 3/825 3/825 3/825 3/825 3/825 3/830 1/8
PesoIbs
300300300300300300325325325325325?50
350350350350350350375375375375375400
400400400400400400425425425425425450
AceiteGals
7777777 1/27 1/27 1/27 1/27 1/27 1/2
7 1/27 1/27 1/27 1/27 1/27 1/2838888
9 1/29 1/29 1/29 1/29 1/29 1/2101010101010
Precio3
144015101580166017251885199523602360272527255085
159016651740180013161940203524352435291529153365
194020002060212022252320
• 233028902390333033303745
- 85 -
CONTIGUACIÓN TABLA 3.3
ACT-35069000 V350 KVBIL
10x20,35x5050x10075x150100x2001 50x300200x400300x600400x800500x1000600x1200800x16001000x20001 500x3000
61616161616157 1/857 1/857 1/857 1/857 1/862 1/8
18 3/418 3A18 3A18 3 A18 3 A18 3A17 1A17 1A17 1A17 1A17 lA17 1A
24 5/824 5/824 5/824 5/824 5/824 5/825 5/825 5/825 5/825 5/825 5/830 7/8
500500500500500500525525525525525550
12121212121212 1/212 1/212 1/212 1/212 1/212 1/2
235524252460253526052715282531S53185361056104050
Notas: Clases de precisión: (según Normas ANSÍ)
Medición:0.3 —- hasta B 2.0
Protección:T - 200
Factores de sobrecorriente en permanencia:1.5 10x20 600x1200.1.0 800x600 1500x3000
TABLA 3.4
Transformadores de Corriente para Instalación Exterior*
92 KV450 KV BIL; lleno de aceite
Tipo ACT
ACT-45092000 ó115000 v450 KVBIL
PrimarioAmperios
1 0x20-400x800500x10001000x20001 500x3000
Alto Ancho FondoPulgadas
76,23 28
PesoIbs
1000
AceiteGals
29
Precio8
4100490049005500
- 86 -
CONTINUACIÓN TABLA
ACT-550115000 ó138000 V550 KVBIL
ACT-650138000 ó161000 V650 KVBIL
1 0x20-ífOOxSOO500x1000-1000x20001 500x3000
10x20-¿fOOxSOO500x1000-1000x20001500x3000
78
•89
£6
27
29
30
1200
1300
32
38
'+900
57006500
5700
65007200
Notas: Clases de precisión: (según Normas ANSÍ)
Medición:O.J --- hasta B 2.0
Protección:T
Factores de sobrecorriente en permanencia:1.5 10x20 --- 600x12001.0 800x1600 --- 1500x3000
Transformador de potencial.- Por considerar de importancia, en
el análisis de los transformadores
de potencial, mediante la tabla 3*5 se puede conocer las tensio-
nes primarias nominales, conexiones preferibles de los transfor-
madores de potencial, tensiones usuales de los circuitos, coinple
mentando de esta manera lo ya expuesto en la tabla 2.3» relativo
a transformadores de potencial.
- 87 -
TABLA ¿.5
Tensiones Primarias Nominales, Conexiones Preferibles de losTransformadores de Potencial
Tensiónusualdelcircuito
Voltios
Clasesnorma-les deaisla-miento
KV
delacio-nes detransfor-maciónnormales_
Tensionesprimariasnormales
Voltios
Conexio-nes pre-feribles
-Grupo 1
120208240416
1202082JfO4164808326001040
24004160
4200728048008320
720012470840014560
720012470840014560
0.6
1.2
5.0
8.7
15. L
15. H
1:1
2:1
1:1
2:1
4:1
5:1
20:1
35:1
40:1
60:1
70:1
60:1
70:1
120/208 Y
240/416 Y
120/208 Y
240/416 Y
480/532 Y
600/1040 Y
2400/4160 Y
4200/7280 Y
4800/8320 Y
7200/12470 Y
8400/14560 Y
7200/12470 Y
8400/14560 Y
A 6 Ysólo YA ó Ysólo Y
A ó Ysólo YA ó Ysólo YA ó Ysólo YA ó Ysólo Y
A ó Ysólo Y
A ó Ysólo YA ó Ysólo Y
A ó Ysólo YA ó Ysólo Y
A ó Ysólo YA ó Ysólo Y
- 88 -
•CONTIGUACIÓN TABLA 3.5
Grupo 2
120240480600
240048007200
1200014400
1200014400
2400034 0046000
690001 1 5000
136000161000
230000345000
0.6
2.55.08.7
15»L
15. H
2534.546
69115
138161
230345
1:12:14:15:1
20:140:160:1
100:1120:1
100:1120:1
200:1300:1400:1
600:11000:1
1200:11400:1
2000:13000:1
120/120 Y240/240 Y480/480 Y600/600 Y
2400/2400 Y4800/4800 Y7200/7200 Y
12000/12000 Y14400/14400 Y
12000/12000 Y14400/14400 Y
24000/24000 Y34500/34500 Y46000/46000 Y
69000/69000 Y115000/115000 Y
138000/138000 Y161000/161000 Y
230000/230000 Y345000/345000 Y
A 6 Y
A 6 Y
A ó Y
A ó Y
A 6 Y
A 6 Y
A 6 Y
A 6 Y
Grupo 3
240003450046000
690001 1 5000
138000161000
230000345000
2534.546
. 69115
138161
230345
120/200:1175/300:1240/400 : 1
350/600:1600/1000:1
700/1200:1800/1200:1
1200/2000: 11800/3000:1
14400 para 25000 Yo.20125 para 34500 27600 para 46000 ¥
402 0 para 69000 ¥169000 para! 1 5000 ¿
80500 paral 33000 ¥*92000 paral 6 1000 íá.
138000 para230000 ¥1207000 para345000 Yx
sólo YJL
sólo _
sólo
sólo Y-L
Notas:Grupo 1: 0.6 a 15 KV» aislamiento completo, límite de tensión en
Y = V3 limite de tensión en AGrupo 2: 0.6 a 345 KV,aislamiento completo, límite de tensión en
Y = límite de tensión en AGrupo 3: 25 a 345 KV, aislamiento reducido en el extremo neutro
para conexión directamente a tierra
- 89 -
Los transformadores de potencial que pueden ser utilizados en
instalaciones exteriores, fabricados por Westinghouse, se indi-
can en las tablas 3-6 y 3»7, en las que se especifican sus pre-
cios y algunas características.
TABLA 3,6
Transformadores de Potencial para Instalación. Exterior*
2400 - 25000 V60 - 150 KV BIL
PCO - 60 TensiónPTOM
PCO -6060 KV BIL
PTOM-7575 KV BIL
PTOM-110110 KV BIL
PTOM- 11 OH110 KV BIL
PTOM- 150150 KV BIL
Primaria V
2400/4160 ¥4200/4200 Y4800/4800 Y
2400/4160 Y4200/7280 Y4800/8330 Y7200/7200 Y
7200/12470 Y8400/14560 Y12000/12000 Y1 400/14 00 Y7620/13200 Y13200/13200 Y
7200/12470 Y8400/14560 Y12000/12000 Y14400/14400 Y
12000/20765 Y14000/24940 Y
R.T.-
20/135/140/1
20/135/140/160/1
60/170/1100/1120/163.5/1110/1
60/170/1100/1120/1
100/1120/1
Alto Ancho LargoPulgadas
11 3/4
15 5/8
15 5/8
15 5/8
17 3/8
9 1/2
11 3/4
11 3/4
11 3/4
14 3/8
10 1/4
13 3 A
13 3/4
13 3/4
15 1/8
PesoIbs
42
80
SO
80
125
Precio8
229262262
3 3343343383
415415415415415415
375375375375
880
Notas: R.T. = ratio = relación de transformación
PCO-60: 0.3 para W,X,YPTOM-75,110,150: 0.3 para W,X,Y,ZPTOM-11OM: 0.3 para W,X,Y
TABLA 3.7
Transformadores de Potencial para Instalación Exterior*
14400 V
150 KV BIL; lleno de aceite
Tip
os
Te
nsió
nC
irto
.V
BIL
KV
ratio
sT
en
sió
nP
rim
aria
V
Te
nsió
nS
ecundaria
V
MD
BA
lto
Pulg
adas
Ace
ite
Gis
Pes
o
Ibs
Pre
cio
8 '
Un
bushin
g para
alta
te
nsió
n
AP
T
LPT
AP
T9
2-1
69
KV
MS
V
2^0
00
3450
046000
69000
69000
92000
1 1 5000
1 1 5
000
13
80
00
13üO
OO
16
10
00
161000
196000
230000
34 50
00
- 15
0¿
00250
350
350
450
450
550
550
650
650
750
750
900
1300
20
0/1
20
:13
00
/17
5:1
4GO
/24Q
:16
60
/35
0:1
66
0/3
50
:1
80
0/4
80
:11
00
0/6
00
:11
00
0/6
00
:11
20
0/7
00
:11
20
0/7
00
:11
40
0/8
00
:11
^0
0/8
00
:11700/1
000'.!
20
00
/12
00
:13
00
0/1
80
0:1
14400
20
12
527600
40250
40
25
0
55200
69
00
069000
80
50
08
05
00
92000
92000
1 1
5000
13
80
00
207000
72
/12
06
7.0
8/1
15
69/1
15
67
.08
/11
5
67
.08
/11
5
69
/11
56
9/1
15
69
/11
56
7.0
8/1
15
67
.08
/11
56
5.7
1/1
15
65
.71
/11
56
7.6
5/1
15
69
/11
56
9/1
15
17 26 35 48 48 66 66 79 79 92 92
114
114
135
205
38
1/4
43
5/8
48
3/4
58
1/2
56 82
5/8
82
5/8
82
5/8
82
5/8
95
3/4
95
3/4
108
1/8
108
1/6
91
1/8
130
1/8
6 7 10 13
1/2
9
1/2
*38
35 38 38 55 55 80 80 130
27
533
54
25
570
38
5
1205
1205
1205
1205
1560
1560
2100
2100
2500
37
50
1860
22
05
2620
32
40
26
60
4450
4450
4860
48
60
6380
6380
8052
8052
90
10
1346
0
o I
CONTINUACIÓN TABLA
Dos bushings para alta tensión
APT
25-69 KV
24000
34500
46000
69000
150
200
250
350
346.4/200:1
200/120:1
519.6/300:1
300/175:1
692.8/400:1
400/240:1
1039.2/600:1
600/350:1
24000
14400
34500
20125
46000
27600
69000
42500
69.3/120
72//120
66.4/115
67.08/115
66.4/115
69/115
66.4/115
67.08/115
17 26 35 48
35 1/2
42 45 7/8
53 3/4
6 7 12 14 1/2
300
425
525
750
1860
2205
2620
3790
3 fases
APT
1 1 5000-
161000KV
1 1 5000
1 1 5000
138000
138000
161000
450
550
550
650
650
1000/600:1
1000/600:1
1200/700:1
1200/700:1
1400/800:1
69000
69000
80500
80500
92000
69/115
69/115
67.08/115
67.08/115
65.71/115
66 79 79 92 92
72 3/4
72 3/4
72 3/4
85 1/2
85 1/2
75 75 75 85
2900
2900
2900
3600
3600
12675
13780
13780
18185
1818
5
Notas: ratios = relaciones de transformación
MDB s mínima distancia entre bushings de alta tensión
APT, MSV Oo para W, X, Y, 2, ZZ.
Además tiene primario, secundario y terciario
— 92 -
Unidades de Medición.- Estas unidades son diseñadas para opera-
ción en instalaciones a la interperie,
con aplicaciones en medición y protección, consisten de elemen-
tos de transformador de corriente y potencial individuales y pue
den ser montados en una sola unidad, en vez de emplear transfor-
madores de corriente y potencial separados.
En la tabla 3.8, se muestra las unidades de medición (overhead) ,
para instalación exterior, fabricados por Westinghouse.
TABLA 3.8
Unidades de Medición (overhead)1
TipoMTP
3 fases3 hiloselementos:2 de corrien.2 de tensión
3 fases4 hiloselementos:3 de corrien.2 de tensión
AmperiosPrimarios
10x2025x5050x10075x150
1 00x2001 50x300200x400300x600400x300600x1 200
10x2025x5050x10075x150
1 00x2001 50x300200x400300x600400x300600x1200
Lista de -precios
3IL KV
MTP- 150(28 KV)
5720572057205885603562006200652066857315
7150715071507315747076357785827084359385
MTP-200(34.5 KV)
63656365.63656520668566856835700071507880
81158115811581158270843585858750890010185
MTP-250(46 KV)
7580758075807730773078008035818581859095
93959395939595509700985010005101551030511670
MTP-35C(69 KV)
100051000510C05100051015510305104601Ü4601076011520
112551125511255113951 15201167011820121251243013790
- 93 -
CONTIGUACIÓN TABLA 3.8
3 fases4 hiloselementos:3 de corr.3 de tensión
10x2025x5050x10075x1 50
1 00x2001 50x300200x400300x600400x800600x1200
87508750875089009065922093¿597001001510970
9550955095509865100151018510335105251081512235
11370113701137011535116701182011975123751243013900
13640136401364013790139451394514180144001470015760
TipoMTP
3 fases, 3kelementos:2 de corr.2 de tens.
3 fases, 4helementos:3 de corr.2 de tens.
3 fases, 4helementos:3 de corr.3 de tens.
Siste-ma TensiÓnL-L
24000345004600069000
24000345004600069000
24000345004600069000
ratiostransform.de potenc.
24000/12034500/11546000/11569000/115
14400/12020125/11527600/11540250/115
14400/12020125/11527600/11540250/115
BTL
XV
150200350350
150200250350
150200250350
Anroxlnadc
Alto Ancho Fondo
Pulgadas
55587076
56597272
56597272
<f4k75762
60627378
60627378
47k95661
56586470
56586470
Aceite
Gals
40406565
50508585
50508585
Ibs
1200125018701975
1420142022502350
1550160024802590
Notas: ratios transformador de potencial = relaciones de transformación de los transformadores de potencialElementos del transformador de corriente 0*3 B 2.0Factor de sobrecorriente en permanencia 1.5Elementos del transformador de potencial 0.3 hasta ZZ
3«2»2»- Consideraciones Económicas
Como existe la posibilidad en una instalación, de colocar ya
sea transformadores de corriente y transformadores de potencial in
dividuales, asi como también, colocar una unidad de medición que
contiene en si elementos de transformador de corriente y de tranjj
formador de potencial, conviene hacer una comparación de tipo eco
nÓmico entre estas dos posibilidades de diseño.
Este análisis toma en consideración, en este caso y a manera de
ejemplo $ todos los transformadores de corriente y de potencial in
dividuales y las unidades de medición, fabricados por Westinghojí
se» para sistemas de 46000 voltios. A continuación de describe,
las características de estos instrumentos de medida y en la tabla
3.9 se indica la comparación entre sus respectivos costos,
1) Transformador de corriente
Tipo: ACT-250 (46000 V)
Nivel básico de aislamiento: 250 KV BIL
Primario (amperios): 200x400
Dimensiones: Alto 53 1/2", Ancho 18 1/4",- Fondo 24 3/4"
Peso (libras): 400
Aceite (galones): 9 1/2
Clase de precisión (según ANSÍ):
Medición: 0.3 hasta B 2.0
Protección: T - 200
Factor de sobrecorriente en permanencia: 1.5
Precio: S 2225,00
2) Transformador de potencial
a) Tensión de circuito: 46000 V
Tipo: APT (un bushing para alta tensión)
Nivel básico de aislamiento: 250 KV BIL
- 95 -
Relación de Tensión Tensióntransformación Primaria Secundaria
400/240:1 ¿7600 V 69/115 V
Alto: 48 3/4"
Aceite (galones): 10
Peso (libras): 425
Clase de precisión: 0.3 hasta ZZ
Devanados: Primario, secundario, terciario
Precio: $ 2620,00
b) Tensión de circuito: 46000 V
Tipo: APT (dos bushings para alta tensión)
Nivel básico de aislamiento: 250 KV BIL
Relación de Tensión. Tensióntransformación Primaria Secundaria
692.8/400:1 46000 V 66.4/115 V
400/240:1 27600 V 69/115 V
Alto: 45 7/8"
Aceite (galones): 12
Peso (libras): 525
Clase de precisión: 0.3 hasta ZZ
Devanados.: Primario, secundario, terciario
Precio: 8 2b20,00
3) Unidad de medición
Tipo: MTP
Tensión del circuito: 46000 V
Nivel básico de aislamiento: 250 KV BIL
Primario (amperios): 200x400
a) 3 fases, 3 hilos, elementos: 2 de corriente y 2 de tensión
- 96 -
Relación de transformación: 46000/115
Dimensiones (aprox): Alto 70", Ancho 57"» Fondo 56"
Peso (libras): 1870
Aceite (galones): 65
Precio: $ 8035,00
b) 3 fases, 4 hilos, elementos: 2 de corriente y 2 de tensión
Relación de transformación: 27600/115
Dimensiones (aprox): Alto 72", Ancho 73", Fondo 64"
Peso (libras): 2250
Aceite (galones): 85
Precio: S 11005,00
c) J fases, 4 hilos, elementos: 3 d« corriente y 3 de tensión
Relación de transformación: 27600/115
Dimensiones (aprox): Alto 72", Ancho 73", Fondo 64"
Peso (libras): 2400
Aceite (galones): 85
Precio: S 11975
Clases de precisión:
Elementos del transformador de corriente: 0.3 - B 2.0
Factor de sobrecorriente en permanencia 1.5
Elementos del transformador de potencial: 0.3 - ZZ.
- 97 -
TABLA 3.9
Comparación de Costos entre^Transformadores para Medición
Tipo
ACT-250APT (Ib)APT (2b)MTP-2;2KTP-3,2MTP-3,3
Combinación
3 ACT-250 +3 APT (Ib)3 ACT-250 +3 APT (2b)1 MTP-2,21 MTP-3,21 MTP-3,3
Unidades
333111
Costo deCombinación
14535
14535803510005H972
Peso Total
1200 Ibs12751575 -137022502480
Peso deCombinación
2475 Ibs
2775187022502480
Costo Total
8 66757060786080351000511972
%
100 %
100 %55 %69 %82 %
Notas:ACT = tipo de transformador de corrienteAPT (Ib), (2b) = tipos de transformadores de potencial de 1 y 2bushings respectivamenteMTP 2,2 tipo de unidad de medición con 2 elementos de corrientey 2 de tensiónMTP 3>2 tipo de unidad de medición con 3 elementos de corrientey 2 de tensiónMTP 3?3 tipo de unidad de medición con 3 elementos de corrientey 3 d.e tensiónSe considera el 100% el precio más alto de la tabla
Otro aspecto que merece una comparación de costos, es el empleo
de transformadores de potencial (conectados en A) ea sistemas
trifásicos de 3 hilos y el empleo de transformadores de potenci-
al (conectados en Y) en sistemas trifásicos de ¿f hilos, cuando £
peran bajo condiciones normales o fallosas*
a) En sistemas trifásicos de 3 hilos; conexión A
Supóngase un sistema de 7200 Voltios, se puede utilizar trans
98
formadores de potencial 7200/7200 Y de clase de aislamiento
8.7 KV o transformadores de potencial 7200/12470 Y de clase
de aislamiento 15 KV. Evidentemente, el transformador de po-
tencial de clase de aislamiento 8.7 es el más económico; pe-
ro si se toma en cuenta, desplazamientos en el neutro debido
a fallas o desbalanceamientos de fase, el transformador coa
clase de aislamiento 15 KV resulta ser el apropiado. En am-
bos casos, la tensión secundaria es 120 V.
PTOM-75 PTOM-110 PTOM-110M
7200/7200 Y 7200/12470 Y 7200/12470 Y
60/1 60/1 60/1
75 KV BIL 110 KV BIL 110 KV BIL
80 libras 80 libras 80 libras
S 383 $415 5 375
92 % 100 % 90 %
b) En sistemas trifásicos de 4 hilos; conexión Y
Así mismo, supóngase un sistema de 7200 V, se puede utilizar
transformadores de potencial 7200/7200 Y de clase aislamien-
to 8.7 KV o transformadores de potencial 4200/7280 Y de cla-
se de aislamiento 8.7 KV también. La diferencia entre estas
dos unidades es la relación de transformación de 60:1 y 35:1
respectivamente.
La unidad 7200/7200 Y da en el secundario 69.3 voltios, y la
unidad 4200/7280 Y da en el secundario 118.9 voltios (120 V) ,
de esto se deduce que esta última unidad tiene uso en la ma-
yoría de las aplicaciones. Sin embargo, bajo condiciones de
- 99 -
falla a tierra la unidad 7200/7200 Y tiene la ventaja sobre la
unidad 4200/7280 Y, en que ésta, no está capacitada a resistir
el sobreesfuerzo que se presenta en. su aislamiento debido a
falla, no asi la unidad 7200/ 7200 Y que si está capacitada.
PTOM-75 PTOM-75
4200/7280 Y 7200/7200 Y
35/1 60/1
75 KV BIL 75 KV BIL
80 libras 80 libras
$ 343 * 383
90 % 100 %
3.3.- LA MEDICIÓN DE CORRIENTE, TENSIÓN Y SU INCIDENCIA ECONÓMICA
3«3»1«" Antecedentes y Generalidades
El presente análisis esta restringido a instrumentos de ta-
bleros de distribución (switchboard instrumenta), fabricados por
Westinghouse, para amperímetros y voltímetros en corriente alter
na que son empleados a través del uso de transformadores de medi
ción.
Se trata de presentar cuadros comparativos de costos, en ba_se al
empleo de instrumentos indicadores o registradores, para amperí-
metros y voltímetros en corriente alterna»
Generalidades,- Los catálogos relativos a instrumentos ea gene-
ral, y en lo que se refiere a amperímetros y vql
tlmetros en particular, presentan datos de diseño y especifica-
ciones que facilitan al constructor su selección» Generalmente
- 100 -
se tiene fotografías de los diferentes tipos, aplicación, meca-
nismo, calidad de legible, Caracteres distintivos, aspectos ex-
teriores, capacidad de sobrecarga, clases de precisión, modifica
eiones a los estilos estándares, dimensiones importantes de los
diferentes tipos, etc. Las especificaciones incluyen para cada
tipo: prueba dieléctrica de tensión, tensión de trabajo a tierra»
tipo de indicador, arco de escala, longitud de escala, peso neto,
peso de embarque, etc.
3t3«2»~ Amperímetros y Voltímetros»
Las tablas 3.10 y 3»11» contienen cada una, una síntesis de
las características más notables y listas de costos» Estas tablas
se refieren a amperímetros y voltímetros indicadores de corrien-
te alterna, para utilización en tablero de distribución, fabrica-
dos por Westinghouse,
TABLA 3,10
Amperímetros Indicadores de Corriente Alterna para uso con Transforjadores de Corriente, 5 Amperios Plena Escala15
s
^«á o
*°
-TipoTamañoArco de escalaNormasC. de precisión
Pangos
10A - 5000A10:5 - 5000:5
ratios
KA-2314 1/2" 0180°ANSÍ 039.11 %
KA-2414 1/2" 0250°ANSÍ C39-11 %
KA-2618 3/4" O250°ANSÍ C39.11 Q¿
/O
Navy Hl-Shock KA-2414 1/2" D250°MIL-M-1634A1 1/2 %
Lista de precios, $
9797*
122122*
193193*
139139*
- 101 -
CONTINUACIÓN TABLA 3.10
tt O
°o ¿
A
^ '*s>
r-N.
Vi)
*\
íl>
TipoTamañoMontajeNormaC.de precisión
Rangos
10 A - 5 KA10:5 - 5000:5TC ratios
TipoTamañoMontajeNormaC.de precisión
Rangos
10 A - 5 KA10:5 - 5000:5TC ratios
TipoTamañoMontajeLongitud de escalaC.de precisión
Hangos
10 A -15 KA10:5 - 15000:5TC ratios
KÁ-2214 1/2" DniveladoANSÍ C 39.11 %
KA-251 UA-2516 1/2" D 5 1/2" Dnivelado salienteANSÍ C 39.1 ANSÍ C 39.11 % 1 %
Lista de precios, §
9292*
122 1221 22* 1 22*
KA-2516 1/2" x 13"niveladoANSÍ C 39.11 o/1 /o
UA-2515 1/2" x 12"salienteANSÍ C 39.11 %
Lista de -precios, &
348348*
VC-2526" x 1 3/4"vertical
4.5"1 1/2 %
348348*
HC-2526" x 1 3/4"horizontal
4.5"1 1/2 %
Lista de precios, #
7279*
7279*
Notas: Precios con asterisco para arnperimetros de escala fuerade rangos indicados en esta tabla
- 102 -
TABLA 3.11
Voltímetros Indicadores de Corriente Alterna para uso con Transformadores de Potencial, 1 0 V Plena Escala3
Orc
uJa.
r5ca
.le 7
ype
,,/
J
'¿S-J
OO
Hi
!
•u
*%JO ^ £l>3 £l¿
fc1$tTi Q
X K-• ¿
fc
«)
513:5S oW TÍ
1 *
k
TipoTamañoArco de escalaNormasC.de precisión
Rangos
300V - 18 KV2:1 - 120:1TP ratios
TipoTamañoMontajeNormaC.de precisión
Rangos
300V - 13 KV2:1 - 120:1TP ratios
TipoTamañoMontajeNormaC.de precisión
Rangos
125V - 150V
Tipo (rectifiertype)TamañoMontajeLong.de escalaC.de precisión
Rangos
600V - 18KV
Wavy Hl-ShoKA-231 KA-2!f1 KA-261 ck KA-241k 1/2" a ¿f i/2n a 8 3A" a k i/2fí n180' 250° 250° 250°ANSÍ C 39-1 ANSÍ C39.1 ANSÍ C39.1 MIL-M-16034A1 % 1 % 1 % 1 1/2 %
Lista de precios, £
106 131 202 148
KA - 221 KA-251 UA-251k 1/2" n e 1/2" a 5 1/2" onivelado nivelado salienteANSÍ C39.1 ANSÍ C 39*1 ANSÍ C 39.11 % 1 % 1 %
Lista de precios, $
101 131 131
KA-2516 1/2" x 13"niveladoANSÍ C 39.11 %
ÜA-2515 1/2SI x 12"salienteANSÍ C 39.11 %
Lista de precios, tí
375
VC-252
6" x i 3A"vertical4.5"1 1/2"
375
HC-252
6" x 1 3/4"horizontal4.5"1 1/2 %
Lista de precios, $
72 72
- 103 -
Notas: Rigen diversos precios para voltímetro de escala fuera delos rangos indicados,en esta tabla y utilizan transforma-dores de potencial con 12QV secundariosLos voltímetros "Triplex Scale Type1' de esta tabla utili-zan transformadores de potencial con 120 V secundarios
Las tablas 3.12 y 3.13 se refieren a amperímetros y voltímetros
registradores, fabricados por Westinghouse. Estas tablas contie-
nen una síntesis de las principales características y listas de
costos.
TABLA 3.12
Amperímetros Registradores de Corriente Alterna para uso conTransformadores de Corriente*
§Lv
-jj
«
i
TipoEscalaServicioC. de precisión
Escala
2.5,5,10,20 A2.5/5,5/10 A
TipoEscalaServicioC. de precisión
Escala
5 A
TipoCartaC, de precisión
Rango
0 - 5 A
KM-444!lcuadro de distribución1 %
Lista de Drecios, 3
716
KC-44 (rectifier type)4"cuadro de distribución1 %
Lista de precios, $
802
457" diámetro, 2 3/16" escala2 % (\ especial)
Lista de precios, í>
Mov. CartaMotor Sincrónico
248
Mov. CartaCuerda Manual
296
Notas: Los registradores de esta tabla están regidos oor ANSÍC 39.2
- 10it -
Tensión del motor sincrónico 120V, especificar TC7 ratio veloci-dad de la carta 3"/hr,
TABLA 3.13
Voltímetros Registradores de Corriente Alterna para uso conTransformadores de Potencial*
V*"fes•§-á
<*j*•*$i
TipoEscalaServicioClase de precisión
Escala
150,300 V600 V750 V150/300/600 v150/300/750 v150/300/600/750 v
TipoEscalaServicioClase de precisión
Escala
150 V150/300/600 v
TipoCartaClase de precisión
Rango
90 - 140 V
KM-if/fk"Cuadro de distribución1 %
Lista de precios, $
716728750
KC-Mf (rectifier type)4"cuadro de distribución1 %
Lieta de precios, $
802
k57" Diámetro, 2 3/16" escala2 % (1 % especial)
Lista de precios, $
Mo-v. Carta Mov. Car taMotor sincrónico Cuerda Manual
262 310
Notas: Los registradores de esta tabla están regidos porANSÍ C 39.2Velocidad de la carta 3M/nr, especificar TP ratio.Tensión del motor sincrónico 120 voltios.
- 105 -
3»3»3»- Comparación Económica
La comparación se realiza separadamente, primero consideran-
do amperímetros y luego voltímetros. Esta comparación, se efec-
túa tomando arbitrariamente un amperímetro, de características
determinadas, el cual puede ser seleccionado de entre los dife-
rentes tipos de amperímetros, sean éstos indicadores o registra-
dores, que cumplan estas características en función de sus res-
pectivos costos. En tabla 3»1*f se puede encontrar los diferentes
tipos de amperímetros indicadores y registradores para tableros
de distribución, fabricados por Westinghouse que satisfacen los
datos (ejemplo): 5A, 60Hz para ser usado con transformador de co
rriente 300/5 A, y que marcan en la escala de O - 300 A. La ta-
bla 3.15 sigue el mismo análisis que para el caso de los amperí-
metros, teniéndose para ésta situación, un voltímetro de las si-
guientes características (ejemplo): 15QV, 60Hz para ser usado con
transformador de potencial 12000/l50V,y que marque en la escala
de O - 18 KV.
TABLA 3.1^
Comparación de Costos, para Amperímetros
Tipos
KA-231KA-2¿t1KA-261Navy KA-241
Indicadores
Características
¿f 1/2", cuadrado, 180°k 1/2", cuadrado, 250°8 3 A", cuadrado, 250°lf 1/2", cuadrado, 250°
Precio, $
106131202U8
Porcentaje
13,2 %16,3 %25,2 %18,5 %
- 106 -
CONTINUACIÓN TABLA 3.14
100* Scale Type
KA-221KA-251UA-251
4 1/2", cuadrado, 100°6 1/2", cuadrado, 100°5 1/2", cuadrado, 100°
92122122
11,5 *15,2 %15,2 %
Triplex Scale Type
KA-251UA-251
6 1/2" x 13"5 1/2" x 12"
348348
49,2 %49,2 %
Edgewise Scale Type
VC-252HC-252
6 x 1 3/4" vertical6 x 1 3/4" horizontal
7272
9,0 %9,0 %
.Registradores
KM-44
Type 45
Strip Chart Type
Escala 4", carta ti-po cinta
i
716802
89,3 %100,0 %
Circular Chart Type
7"$, 2 3/l6"escala1 ) Mov.Carta:M.3incr.2) Mov. Carta: Cuerda
Manual
246296
31,0 %37,0 %
Notas: El tipo triplex contiene 3 amperímetros en una sola caja. Se considera 100 % el precio más alto de la tabla.Mayores detalles sobre características de amperímetrosver 3.3.2.
TABLA 3.15
Comparación de Costos, para Voltímetros
Indicadores
Tipos Características Precio, $ Porcentaje
Circular Scale Type
KA-231KA-2MKA-261Navy KA-2¿f1
k 1/2", cuadrado, 180°4 1/2", cuadrado, 250°8 3/4" 5 cuadrado, 250*k 1/2", cuadrado, 250°
97122193139
12,1 %15,2 %24,1 %17,3 %
- 10? -
CONTINUACIÓN TABLA 3.15
10Cf Scale Type
KA-221KA-251UA-251
k 1/2", cuadrado, 100"6 1/2", cuadrado, 100°5 1/2", cuadra do, 100"
106131202
13,2 %16,3 %25,2 %
Edgewise Scale Type
VC-252HC-252
6 x 1 3A" vertical6 x 1 3/V1 horizontal
7272
9,0 %9,0 %
Registradores
Strip Chart Type
KM-44KC-Mf
escala V, carta tipo cinta
716802
89,3 %100,0 %
Circular Chart Type
Type 45 7"$, 2 3/l6"escala1) Mov.Carta:M.Sincr.2) Mov.Carta:Cuerda
Manual
262310
32,7 5£38,7 %
Notas: Se considera 100 % el precio nías alto de la tablaMayores detalles sobre caracteristicas de voltímetrosver 3-3.2
3.¿U- LA MEDICIÓN D£ POTENCIA Y Su INCIDENCIA ECONÓMICA
¿t«1«- Antecedentes
Al igual que el caso de los amperímetros y voltímetros, el a
nálisis sobre los instrumentos para medición de potencia esta_re_s
tringido a instrumentos de tableros de distribución, y se ha to-
mado como ejemplo los fabricados por Westinghouse. Se analiza tí-
nicamente vatímetros y varimetros empleados en corriente alterna
que trabajan a través de transformadores de medición.
Así mismo, se presenta cuadros comparativos de costos, en base al
• uso de instrumentos indicadores o registradores para vatímetros
o varímetros.
- 108 -
Acerca de estos instrumentos generalmente las casas productoras
presentan una amplia información sobre los diferentes tipos, dejs
cribiendo especificaciones y datos de diseño de éstos, así como
también de los instrumentos anexos que pueden ser: transductores,
defasadores, etc.
3«4«2.- Vatímetros y Varímetros
Las tablas 3.16 y 3*1? se refieren a vatímetros y varimetros
indicadores fabricados por Westinghouse, utilizados en tableros
de distribución. En estas tablas se resumen, al igual que el ca-
so de amperímetros y voltímetros, sus características y se dan
listas de costos para los diferentes tipos,
TABLA 3.16
Vatímetros Indicadores de Corriente Alterna 'para uso con Transformadores de Medición (5A, 120V)5
K.f >3> M?
íj
^
TipoTamañoArco de escalaC.de precisiónNormas
Elementos, fa-«ses, hilos
1 elem. 102 elem. 10, 3h2 elem. 30>3h2¿elem. 30, 4h
KP-2314 1/2" D180"1 70ANSÍ C39. 1
KP-241if 1/2" D250°1 %AI.'SI C39.1
KP-H618 3/4" D250°1 %ANSÍ C39-1
Navy Hl-Sho-CK KP-2414 1/2" D250"1 1/2 %MIL-W- 19088
Lista de precios, $
224311311332
256343343363
327414414444
273360360380
- 109 -
CONTINUACIÓN TABLA 3.16
«0
i
TipoTamañoMontajeNormaC.de precisión
Elementos, la-ses, míos
1 elem. 102 elem. 10, 3h2 elem. 20,3/4h2 elem. 30, 4h2i-elem. 30, 4h
Emplc
TipoTamañoMontajeLong. de escalaC.de precisión
Elementos, fa-ces, hilos
1 elem. 102 elem. 30, 3h2j el era. 30, 4h
KY-2214 1/2" DniveladoANSÍ C39.11 %
KY-256 1/2" 0niveladoANSÍ C39.11 %
ÜY-255 1/2" nsalienteANSÍ C39.11 %
Lista de precios, ft
220307307307327
256343343343363
ía transductor externo
VX-2526" x 1 3/4"vertical
1*1/2 %
256343343343363
tipo VP2-840
HX-2526" x 1 3/4"horizontal4.5"1 1/2 %
Lista de precios, $
202250262
202250262
Notas: Se debe especificar los i'C y TP ratios, conexiones, la marcación de la escala y la frecuencia
TABLA 3.17
Varímetros Indicadores de Corriente Alterna para uso con Transformadores de Medición (5A,120V)3 ™
^\^
^v -gj
iv5
TipoTamañoArco de escalaNormasC. de precisión
Elementos, fa-ses, hilos
1 elem. 102 elem. 30, 3h2¿elem. 30, 4h
KP-2314 1/2" D180°
ANSÍ C39.11 %
KP-2414 1/2" D250°ANSÍ C39.11 c/I /o
KP-2618 3/4" D250aANSÍ C39.11 %
Navy Hl-Sho-ck KP-2414 1/2'» D250*MIL-W-190881 1/2 %
Lista de precios, $
285372392
317404424
388475495
334421441
- 110 -
CONTINUACIÓN TABLA 3.1?
1
^1 -
^* >
tlj E
"•$
^
uj
TipoTamañoMontajeNormaC.de precisión
Elementos, fa-ses, hilos
1 elem. 102 elein. 30 j 3k2-J-elem. 30» 4&
KY-2214 1/2" OniveladoANSÍ C39-11 %
KY-256 1/2" DniveladoANSÍ C39-11 %
UY-255 1/2" nsalienteANSÍ C39.11 %
Lista de precios, $
281368388
317404424
31?404424
Emplea transductor externo tipo VV2-840
TipoTamañoMontajelong. de escalaC.de precisiónElementos, fa-ses, hilos
1 elem. 102 elem. 3$j 32-J-elem. 3$ » 4&
VX-2526" x 1 3/4"vertical4.5"1 1/2 %
HX-2526" x 1 3/4"horizontal4*5"1 1/2 %
Lista de precios, 8
234282304
234282304
Notas: Los tipos "Circular Scale" y "100° Scale11 incluyen defasa-dores o compensadores.Se debe especificar los TC y TP ratios, conexiones, lamarcación de la escala y la frecuencia
A_continuación, las tablas 3» 18 y 3*19 muestran costos y caracte-
rísticas de vatímetros y varimetros registradores.
- 111 -
TABLA 3.18
Vatímetros Registradores de-Corriente Alterna para el uso conTransformadores de Medición*
Strip Chart Type
TipoEscalaNormaClase de precisiónServicio
Fases, hilos
1 ó 3 fases, 3h
3 fases, 4h
Tipo Universal3 fases 9 3&3 fases, 4h1 fase,2ó3h
Tensión
120 V120/240 V120/240/480 V120/240/480/600V
120 V120/240 V
120 V
Corriente
1.8 a 5 A5 A5 A5 A
1.8 a 5 A5 A
5/10 A
KF-444"c 39.21 %cuadro de distribución
Lista de precios, $
827
844
894
Notas: Estos vatímetros tienen resistores externos.Se debe especificar loe TC y TP ratios, la marcación de laescala, y si el "O" va al centro o a la izquierda
TABLA 3.19
Varímetros Registradores de Corriente Alterna para el uso coaTransformadores de Medición*
Circular Chart Type ,
TipoEscalaNormaClase de precisiónServicio
Fases, hilos
3 fases, 3h3 fases, 4h
Tensión
- 120 V120 V
Corriente
1,8 a 20A1.8 a 20A
KF-444"C 39.21 %cuadro de distribución
Lista de precios, 1>
887912
Notas: Estos varímetros tienen resistores externos y defasadores.Se debe especificar los TC y TP ratios, la marcación de la
- 112 -
escala, y si el cero va al centro o a la izquierda.
•
- Comparación Económica
La comparación económica se realiza, en este caso, tomando
arbitrariamente primero un vatímetro, de características determi
nadas el cual puede ser escogido entre los diferentes tipos de
vatímetros fabricados por Westinghouse, sean estos indicadores o
registradores (ver tabla 3»20) que satisfagan estas caracteristi
cas, tomando en cuenta el aspecto costo.
Supóngase, para el caso de los vatímetros, se necesita uno que
vaya a utilizarse en un sistema trifásico (138 KVT , ) de 4 hilosij—Li
y tiene los siguientes datos: 120V, 5A, 60Hz, 2 1/2 elementos,
con transformador de potencial 138000/115 (relación de transfor
mación del transformador de potencial 700:1), que marque en la
escala 70-0-70 KW.
Para el caso de varímetros, supóngase se requiere uno que vaya a
utilizarse en un sistema trifásico (46 KVT T), de 3 hilos ademásjj—i,
tiene como datos: 5A, 120V, 60Hz, 2 elementos, con transformador
de potencial 46000/115 (relación de transformación del transfor-
mador de potencial 400:1), que marque en la escala 30-0-30 MVAKS.
La tabla 3«21 muestra un cuadro comparativo de costos para varí-
metros indicadores o registradores.
- 113 -
TABLA 3.20
Comparación de Costos» para Vatímetros
Indicadores
Tipos Características Precio, S Porcentaje
Circular Scale Type
KP-231KP-241KP-261Havy-KP-241
4 1/2", cuadrado, 180"4 1/2", cuadrado, 250*8 3/4", cuadrado, 250*4 1/2" , cuadrado, 250*
332363VA380
37,1 %40,6 *49,7 *42,5 %
100* Scale Type
KY-221KY-25UY-25
4 1/2", cuadrado, 100*6 1/2", cuadrado, 100*5 1/2", cuadrado, 100*
327363363
38,7 %40,6 >ó40,6 %
Edgewise Scale Type
VX-252HX-252
6" x 1 3/4", verticalfe" x 1 3/4", horizontal
W555
50,9 %50,9 95
Registradores
Strip Chart Type
KF-44KF~44»TipoUniversal
Kscala ¿f", cartatipo cinta
8H894
94,4 %1OO,0 %
Notas: Se considera 100 % el precio más alto de esta tabla.Los precios del tipo "Edgewise Scale", en esta tabla,incluyen el precio del transductor VP2-840.Mayores detalles sobre caracteristicas de los vatimjetros en 3»4«2.
- 114 -
TABLA 3.21
Comparación de Costos, para Varímetros
Indicadores
Tipos Características Precio, S Porcentaje
Circular Scale Type
KP-231KP-241KP-261íiavy-KP-241
4 1/2", cuadrado, 180°4 1/2", cuadrado, 250*8 3 AM, cuadrado, 250°4 1/2", cuadrado, 250°
372¿fOif475421
24,52 %44,30 %52,10 %46,20 %
100° Scale Type
KY-221KY-25UY-25
4 1/2", cuadrado, 100°6 1/2", cuadrado, 100a5 1/2", cuadrado, 100°
36840 ¿f404
40,40 5644,30 %44,30 %
Edgewise Scale Type
VX-252HX-252
6" x 1 3/4", vertical6" x 1 3/4", horizontal
482482
52,90 #52,90 %
Registradores
Strip Chart Type
KF-44KF-44, TipoUniversal
Escala 4", Carta tipocinta
887912
97,30 *100,00 %
Notas: Se considera el 100% el precio más alto de esta tabla.Los precios del tipo "Edgewise Scale", en esta tabla,incluyen el precio del transductor tipo VV2-840.Mayores detalles sobre características de los varime-tros en 3«4«2.
- 115 -
3.5.- MEDICIÓN DE ENEfíGlA Y SU INCIDENCIA ECONÓMICA
3-5.1.- Contadores de Energía
Los contadores de energía que son considerados en esta parte,
son únicamente aquellos que se utilizan en cuadros de distribu-
ción (switcfaboard meters) y son instalados a través de transfor-
madores de medición. Este tipo de contadores, con sus respecti-
vos costos, como también otros datos se indican en la tabla 3.22.
TABLA 3.22
Contadores de Energía8
Para tableros de distribución, Tipo-Transformador solamente
Tipo
1 Estal
D4B-F
» zase f— o p— — — o2 hilos > V— o3 hilos 1 0 £_<>
Hilos
;or, üni\
22233
Tipos
2 Estatores, Uní
D4B-2F ^rT~°P"*7 *]
3 fases ¿^J o"í hi 1 o n L o
D4B-7F !¿-^~°3 fases | *4 hilos A '"°
Voltios
^ersal Fie
1201202402¿vO2/fO2ífO
Voltios
.versal FI
1201202^02¿fO
2¿fO240
Ampers
jxitest C
2.52.52.52.52.52.5
Ampers
.exitest
2.52.52.52.5 j
2.52.5
Kh
^aja I
.3....6
* * *.6...
Kh
Caja
1.2...a,4...
a.ít...
Multiplicadorde registro
"7-21, Clase 10
SecPriSecPriSecPri
Multiplicadorde registro
FT-21, Clase 2C
SecPriSecPri
SecPri
Precio|
149,20159,20149,20159,20149,20159,20
Precio$. __,
1
208,00218,00208,00213,00
214,00224,00
- 116 -
CONTINUACIÓN TABLA 3.32
D4B-8F
3 fases4 hilos Y
3 E
D4B-3F
3 fases4 hilos Y
X^ 0
X ,
statores, üni\*
A . «r -rv z
0
4 Estatores, Uni\F
*•'<-•*-' *¿f-*- » -O >. O
Totalización •/"*<* /_ <r2 circuitos 1 KJ_ |*\jl? x a s e s 1 1 o '* — ... o3 hilos A
D2B-38F
Totalización \f2 circuitos pfr < o3 fases NQZ hilos Y
,H£
120120
rersal Fls
120120
rersal Fie
120120120120
120120120120
2.52.5
;xitest C
2.52,5
ixitest 0
2.52.55.05-0
2.52.55.05.0
1.8
¡aja ¿
1.8...
aja S
1.2
2Í4
1.8
3*6
SecPri
TV21, Clase 20
SecPri
T-32, Clase 10
SecPriSecPri
SecPriSecPri
228238
274282
439449439449
489499489499
Notas: Para contadores de KV/h reactivos, caja FT-32 el costo es8 15 más de los costos indicados.Kh = constante del vatiohorímetro.
3«5»2.- Contadores de Demanda
En las tablas 3.23, 3.24 y 3.25 se exponen los diferentes ti
pos de contadores de demanda indicadores y registradores respec-
tivamente, que son utilizados a través de transformadores de me-
dición. Estos contadores de demanda son fabricados por Westing-
house.
- 117 -
TABLA 3.23
Contadores de Demanda Indicadores5
Para tableros de distribución, Tipo-Transformador solamente
Tipo Hilos
1 Estator, TJnive.
D4B-FM 21 fase | o r — o 22 hilos <> X_o 23 hilos | o Y o 2
33
2 Estatores, Univ
D4B-2FM 0
3 fases < <f3 hilos rZ-Nl o
D4B-8FM -S~°r..:..{:: • 'Os-°
3 Estatores, Uni
D4B-3FM N^™0r,. X oV~£
Voltios
rsal Flex:
1201202402 0240240
ersal Fie
120
120
240240
120
120
versal Fl
120
120
Amps
Ltest C<
2.52.52.52.52.52.5
xitest (
2.5
2.5
2.52.5
2.5
2.5
exitest
2.52.5
Kh
aja F
.3
.6
.6
3aja
1.2
2.4
1.8
Caja
1.8
Escalallena KW
C-21, Clase
0,5/1 xTr
1/2 x Tr
1/2 x Tr
FT-21 , Cías
2.4/4.8 xTr
4.8/9-6 xTr
3.6/7.2 xTr
FT-2l,Clas
3.6/7.2 xTr
MR
10
SecPriSecPriSecPri
e 20
SecPri
Sec¿rTi
SecPri
e 20
5e?Pri
PrecioS
203213203213203213
262272
262272
28929
328338
Notas: Tr = TC ratio x TP ratioMR = Multiplicador de registro.Todos estos tipos presentan estilos para 15» 30 minutos deintervalo
- 118 -
TABLA 3.24
Contadores de Demanda Registradores6
Tipos R
K-2 K- °> j> °2 estatores f jsf
T r ^ o3 fases °3 hilos A S^~~^rv<t.i 2; — *K-3 x-
3 fases K — ol\" Y 1 9
R-72 estatores JST 9
3 fases ¡S4 hilos 1
R-8
2 estatores A ¿_ 03 fases I v ^4 hilos Y | _JÜ
R"9 T~*3 estatores *Q &3 fases rKl »
Voltios
120120240240480460
120120240240
240240
120120240240
240240
Amps
2.55.02.55*02.55.0
2.55.02.55.0
2.55.0
2.55.02.55.0
2.55.0
KW
.61.21.22.42.44.8
0.91.81.83.6
1.22.4
0,91.81.83.6
1.83.6
Escalallena KW
1.501.503.003.006.006.00
2.252.254.50U. SO
3.003.00
2.252.254.504.50
4.504.50
PrecioS
. 520520520520536536
670670670£7O
590590
540540540540
690690
Notas: En estos tipos, en una sola caja aparecen los KWh en un registro tipo-reloj con 4-dial normalizados, y los KW de de-manda registrados en una cinta de papel*Presentan cada uno de estos tipos,estilos con cubierta ar-ticulada o con portacubierta para intervalos de 15> 30, 60minutos.
- 119 -
En la tabla 3.25 se indican otros tipos de contadores de demanda;
Dúplex R-22, R-23» R-28; estos contadores consisten de dos unida
des separadas en una caja común, puede ser usado con defasadores
para registrar KW y RKVA de demanda de un circuito simple.
Totalizadores (vertical) R-32, R-38; estos tipos son empleados
para totalizar dos circuitos.
Totalizadores diferenciales (dúplex) R-42, R-48; estos tipos con
sisten básicamente de dos contadores separados montados juntos
y totalizados por un registro especial.
TABLA 3.25
Contadores de Demanda Registradores4
Tipos R
R-22
Dúplex, 2 estatores3 fases, 3 hilos
R-23
Dúplex, 3 estatores3 fases, 4 hilos Y
R-28
Dúplex, 2 estatores3 fases, 4 hilos Y
R-32
Totalización (vertical)4 estatores, 3 fases3 hilos
Voltios
120120240240 .480480
120120240240
120120240240
120120240240
Anips
2.55.02.55.02.55.0
2.55.02.55.0
2.55.02.55.0
2.55.02.55.0
KW
0.61.21.22.42.44.8
0.91.81.83.6
0.91.8K83.6
1.22.42.44.8
Escalallena KW
1.51.53.03.06.06.0
2.252.254.504.50
2.252.254.504.50
3.003.006.006.00
PrecioS
810310810¿10822322
1120112011201120
340840840840
910910910910
- 120 -
CONTINUACIÓN TABLA 3.25
R-38Totalización (vertical)k estatores, 3 fases3 hilos
R-42
Totalización diferenci-al 3 fases, 4 estatores3 hilos
R-43Totalización diferenci-al 3 fases, 4 hilos Y
120120240240
120120240240
120120
2.55.02.55.0
2.55.02.55.0
2.55.0
1.83.63.67.2
1.22.42.44.8
1.83.6
4.54.5
. 9.09.0
3.03.06.06.0
4.54.5
940940940940
108010801U801080
11201120
Notas: Presentan también cada uno de estos tipos dos estilos con.cubierta articulada o con portacubierta para intervalos de15j 30 y 60 minutos.
3*5.3.- Comparación Económica
Es posible, por un lado, hacer la medició.n de energía y deman
da empleando un contador de energía y un contador de demanda indi,
cadores respectivamente, utilizando en este caso dos contadores
separados; por otro lado, es posible tener estas dos mediciones
en una sola unidad con la diferencia de que en este caso, la deman-
da es registrada y no indicada. En la tabla 3.26 ee resume, los
diferentes tipos de contadores de energía, demanda (indicadores
y registradores) recalcando sus características importantes y sus
costos para contadores con los siguientes datos: 2.5 A, 120 V, 60
Hz, 2 y 3 estatores utilizados en sistemas trifásicos con trans-
formadores de medición.
En base a esta tabla, se establece una comparación de costos para
contadores, analizando las dos posibilidades anteriormente mencio
nadas.
- 121 -
TABLA 3.26
Costos y Características de Contadores
Contadores de Energía
Tipos
D4B-2F
D4B-7F
D4B-3F
Estatores, fases, hilos
2 estatores, 3 fases,3 hilos
2 estatores, 3 fases,4 hilos Y
3 estatores, 3 fases,4 hilos Y
Kh
1*2. » •
1.8. • •
1.8* * •
Multiplicadorde registro
SecPri
SecPri
SecPri
PrecioMtí
203213
228238
274232
Contadores de Demanda Indicadores
D4B-2FM
D4B-3FM
D4B-8FM
2 estatores, 3 fases,3 hilosescala llena KW:2.4/4.8 x Tr.
3 estatores, 3 fases,4 hilos Yescala llena KW:3.6/7.2 x Tr.
2 estatores, 3 fases,4 hilos Y 'escala llena KW:3.6/7.2 x Tr.
1.2• • .
1.6• . *
1.8* * .
SecPri
SecPri
SecPri
262272
328338
239299
Contadores de Demanda Registradores
Tipos
R-2
B-3
R-8
Estatores, fases, hilos
2 estatores, 3 fases,3 hilos
3 estatores, 3 fases,¿f hilos Y
2 estatores, 3 fases,4 hilos Y
KW
0.61,2
0.91.8
0.41.8
Escala llenaKW
1.51.5
2.252.25
2.252.25
Precio|
520520
670670
540540
Notas; Kh = constante del vatiohorimetro
- 132 -
Cent* de Energía +Cont. de Demanda Indicador
Cont. de Demanda RegistradorCont» de Energía Incorporado
2 estatores, 3 fases, 3 hilos
No. de unidades 2. 1
Combinación D¿fB-2F + DlfB-2FM sólo R-2
Costo Total 8¿f90,00 $520,00
2 estatores, 3 fases,
No. de unidades 2
Combinación DifB-?F + D/fB-8FM
Costo Total $530,00
% 79%
3 estatores, 3 fases,
No. de unidades 2
Combinación DlfB-3F + D4B-3FM
Costo Total $620,00
% 93%
En el análisis solamente se ha considerado los costos de los con
tadores con multiplicador de registro primario. El 100 % se ha
considerado al costo mayor»
hilos Y
1
sólo 3-8
$5¥),00
81*
hilos Y
1
sólo R-3
$6?0,00
- 123 -
REFERENCIAS
1. Inetrument Transformar Reference, Westinghouse, Mayo de
1976
2. Distribution Systems, L.W» Manning, Metering Principies
and Practices, Westinghouse, 1975
3. Switchboard Instruments, Price List 43-200, Westinghouse,
Diciembre de 1972
¿*. Recording Instruments, Price List 43-400, Westinghouse,
Diciembre de 1972
5. Switchboard Keters, Westinghouse, Febrero de 1972
6. Hecording Deraand Meters, Westinghouse, Diciembre de 1967-
C A P I T U L O IV
APLICACIÓN PRACTICA
- DATOS Y CARACTERÍSTICAS DE UNA SUBESTACIÓN
En este numeral, se resume las especificaciones del equipo
de medición y protección que la Subestación Quito ubica en sus
diferentes tableros, así como también, las especificaciones de
los transformadores para medición utilizados en dicha subesta-
ción.
Antes de proceder a la descripción del equipo empleado, y con el
objeto de dar una idea de los costos globales de los diferentes
tableros de la Subestación Quito, se muestra a continuación, ej
tos costos:
Tablero Dúplex S 73.000,00
Tablero de distribución de servicios
auxiliares de corriente alterna 13.570,00
Tablero de rectificadores y de dis-
tribución de corriente continua 13.570,00
Tablero de distribución de fuerza
motriz taller 8.750,00
Costo Total $ 108.890,00
La siguiente lista resume el equipo de tablero instalado en la
Subestación Quito, con sus respectivas descripciones,
- Cuadros de alarmas tipo luminoso con secuencia de operación: luz
parpadeante, luz blanca; para instalación en tablero, con co-
- 125 -
fcexiones en bloques de terminales en la parte posteriorí(operación
continua a 125 VCI)> 20 ventanas.
Botones de control para cuadro de alarmas luminoso, de contacto
momentáneo, contactos suficientes para las funciones de: callar
bocina,reponer cuadro y probar focos,
Sirtcronoscopio, 120V, 60Hz, 1 fase ambos lados, 8 1/211 cuadrado,
montaje nivelado, escala de 250, 55-65 Hz, General Electric ti-
po AB-16 completo con caja auxiliar.
Frecuencímetro, 120V, 60 Hz, 8 1/2" cuadrado, montaje nivelado,
escala 250, 55-65 Hz, Gneral Electric tipo AB-16, completo con
caja auxiliar.
Voltímetro indicador, 150V, 60 Hz, 8 1/2" cuadrado, montaje ni-
velado,escala 250, para ser usado con transformador de potencial
de 138000/115 V, escala marcada 0-180 KVS General Electric tipo
AB-16.
Voltímetro indicador de corriente alterna, 150 V, 60 Hz, para ser
usado con transformador de potencial de ¿f6000/115 V, escala ma_r
cada 0-60 KV, General Electric tipo AB-/fO.
Amperímetro, 5 A, 60 Hz, k 1/2" cuadrado, montaje nivelado, es-
cala de 250, para ser usado con transformador de corriente de
200/5 A, escala marcada 0-200 A, General Electric tipo AB-/fO«
Amperímetro indicador, 5 A, 60 Hz, 4 1/2" cuadrado, montaje ni-
velado, escala de 250, para ser usado con transformador de co-
rriente de 400-5 A, escala marcada 0- 00 A, General Electric ti.
po AB-40.
Amperímetro indicador, 2 A, 60 Hz, para ser usado con transforma
- 126 -
dor de corriente de 600/5A, escala marcada 0-240 A, General ELec
trie tipo AB-40.
Vatímetro indicador, 120V, 5A$ 60Hz, dos elementos, 4 1/2" cuadra
do, montaje nivelado, escala 250, para ser usado con transforma-
dor de corriente 200/5A y transformador de potencial 138000/115V,
escala marcada 50-0-50 MW, General Electric tipo AB-40,
Vatímetro indicador, 120V, 5A, 60Hz, dos elementos, 4 1/2" cuadra
do, montaje nivelado, escala 250, para ser usado con transforma-
dor de corriente 400/5A y transformador de potencial 138000/1 15V,
escala marcada 100-0-100 MW, General Electric tipo AB-40.
Vatímetro indicador, 120V, 5A, 60Hz, áos elementos, para ser usa
do con transformador de corriente 600/5A y transformador de poten
cial 46000/115V, escala marcada 50-0-50 MW, General Electric ti-
po AB-40.
Varímetro indicador, 120V, 5A, 60Hz, dos elementos, 4 1/2" cuadra
do, montaje nivelado, escala 250, para ser usado con transforma-
dor de corriente 200/5A y transformador de potencial 133000/115V,
escala marcada 25-0-25 MVAH, completo con defasador si se requise
re, General Electric tipo AB-40.
Varímetro indicador, 120V, 5A, 60Hz, dos elementos, 4 1/2" cuadra.
do, montaje nivelado, escala 250, para ser usado con transforma-
dor de corriente 400/5A y transformador de potencial 138000/115V,
escala marcada 50-0-50 MVAR, completo con defasador si se requie
re, General Electric tipo AB-40.
Varímetro indicador, 120V, 5A, 60Hz, dos elementos, para ser usa
do con transformador de corriente de 600/5A y transformador de
- 127 -
potencial 46000/11JV, escala marcada 25-0-25 MVAR, y defasador
tipo MC-63, General Electric tipo AB-40.
Vatímetro registrador Strip Chart, 120V, 5A, 60Hz, dos elementos,
para ser usado con transformador de corriente 200/5A y transfor-
mador de potencial 138000/115V, escala marcada 50-0-50 MW, velo-
cidad de la carta 2"/hora.
Varimetro registrador Strip Chart, 120V, 5A, 60Hz, dos elementos,
para ser usado con transformador de corriente 200/5A y transfor-
mador de potencial 138000/115V, escala marcada 25-0-25 MVAR, ve-
locidad de la carta 2"/hora, completo con defasador si se requie
re.
Switches conmutadores para amperímetro, para conexión al final
del circuito de transformador de corriente, lOA, '60Hz, 3 fases,
if posiciones: 0,A,B,C; con manija fija redonda, General Electric
tipo SB-1.
Switches conmutadores para amperímetro, para conexión en puntos
intermedios de circuito de transformador de corriente, 10A, 60Hz5
3 fases, ¿t posiciones: 0,A,B,C; con manija fija redonda, General
Electric tipo SB-1.
Switches conmutadores para voltímetro, para medición de tensión
entre fases, 3 fases, 4 posiciones: 0,A9,BC,CA; con manija fija
redonda, General Electric tipo SB-1.
Bloques de prueba para circuitos de medición, montaje semiembuti
do, ¿f puntos, 5 amperios, 120 voltios (2 con herraje para circuí,
to de corriente, y 2 para circuito de potencial), General Elec-
tric tipo PK-2.
- 128 -
.Vatiohorímetro tipo Switchboard, 2.5A, 120V, 60Hz, dos elementos
para ser usado con transformador de corriente 200/5A y transfor
mador de potencial 138000/115V, 4 dial registrador, que tenga un
multiplicador de lectura de 10000, con indicador de demanda má-
xima, escala llena 50 MW, General electric tipo DSM-63 y tipo
M30 para aditamento de demanda.
Lámparas indicadoras para instalación en tablero, con resisten-
cia serie para operación continua a 125Vc:D, General Electric
ET-16, con cubiertas de color como sigue: 2 amarillas y 2 blan-
cas; además:
Relevadores de distancia, relevadores auxiliares de tiempo, re\e
vadores auxiliares de entrelace, relevadores de sobrevoltaje de
tiempo inverso, relevadores de protección diferencial, releva-
dores auxiliares de disparo tipo rotatorio, relevadores de so-
brecorriente de tiempo muy inverso, relevadores auxiliares de
contactos múltiples, resistencias auxiliares.
Esta lista no incluye la totalidad del equipo y sólo se enunci-
an los diferentes tipos de relevadores, por no ser tema princi-
pal de este trabajo»
En cuanto a las especificaciones de los transformadores de co-
rriente y potencial, utilizados en la Subestación Quito para
servicio exterior, se presenta el siguiente resumen»
Transformadores de corriente:
. Procedencia: ASEA, fabricado en Suecia
Tipo: IMBD 170A3
Tensión nominal del circuito: 138 KV
- 129 -
Normas: MSI C57.13
Frecuencia: 60 HZ
Nivel de aislamiento; 750 KV
Peso total: 1200 Kg
H1 - H2
200A
itOOA
Carga
Clase
X1 ~ X2
5A
5ABO. 2-82.0
0.3
Y - Yjj 2
5A5A
C 200
Z1 - Z2
5A5A
C 200
I térra.KA/seg
22/130/1
I din.KA
5575
Inclinación máxima: 60* durante el transporte o almacenaje.
Procedencia: ASEA, fabricado en Suecia
Tipo: IMBD170A2
Tensión nominal del circuito: 138 KV
Normas: ANSÍ C57.13
Frecuencia: 60 Hz
Nivel de aislamiento: 750 KV
Peso total: 1200 Kg
H1 -H2
200A
¿fOOA
Carga
Clase
x1 - x2
5A
5AB0.2-B2.0
0.3
Y1 - Y2
5A
5A
C 200
Iterm.KA/seg
22/1
30/1
I din.KA
55
75
Inclinación máxima: 60° durante el transporte o almacenaje.
- 150 -
•Procedencia: ASEA, fabricado en Suecia
Tipo: IMBD145A2
Tensión nominal del circuito: 69 KV
Normas: ANSÍ 057.13
Frecuencia: 60 Hz
Nivel de aislamiento: 650 KV
Peso total: 1200 Kg
Hl - H2
150A
300A
Carga
Clase
Xi — Xp
5A
5A
B0.2-B2.0
0.3
Y - y*i *25A
5A
C 200
I térm.KA/seg
22/1
30/1
I din.KA
55
75
Inclinación máxima: 60 durante transporte o almacenaje.
Procedencia: ASEA, fabricado en. Suecia
Tipo: IHBYC52A1
Aislamiento: Aceite-minimo
Tensión nominal del circuito: 46000 V
Normas: ANSÍ C57.13
Frecuencia: 60 Hz
Clase de aislamiento: 46 KV
Tensión nominal de servicio: 27«6 KV.,
Peso total: 105 Kg
L-T
- 131 -
Hi -Ha600A
1200ACarga
Clase
X1 -X2
5A
5AB2.0
0.3
Iterm.Ka/seg
30/1
U/1
Idin.KA
120
140
Transformadores de potencial:
Procedencia: ASEA, fabricada en Suecia
Tipo: EMFC 1?0
Tensión nominal del circuito: 138 KV
Normas: ANSÍ C57.13
Frecuencia: 60 Ha
Nivel de aislamiento: 750 KV
Capacidad térmica total: 3000 VA/ 138 KV
Peso total: 600 Kg
H1 - H2
42000 V
Carga
Clase
ratio
x1 - x270V
Z VA
0.31200:1
Y1 -- Y2
-120V
Z VA
0.3
700:1
Procedencia: ASEA, fabricado en Suecia
Tipo: EMFC 145
Tensión nominal del circuito: 69 KV
Normas: ANSÍ C57.13
Frecuencia: 60 Hz
Nivel de aislamiento: 650 KV
- 132 -
Capacidad térmica total: 1700 VA/69 KV
Peso total: 570 Kg
H1 "H2
43000 V
CargaClase
ratio
X1 -X270V
Z VA
0.3600:1
Y - Y1 2120V
Z VA
0.3350:1
Procedencia: ASEA, fabricado en Suecia
Tipo: EMFC 52
Aislamiento: Aceite-mínimo
Tensión nominal del circuito: ¿f6 KV
Normas: ANSÍ C57.13
Frecuencia: 60 Hz
,-TTensión nominal de servicio: 27600 V
Capacidad térmica: ¿fOO VA
Ratio: 2¿fOAOO:1
Devanado secundario VA W,X,Y,Z
Claee
VAClase
0.3X)
W j A ) I } ¿i
0.3X3Devanado terciario
X) Clase de precisión 0.3 aplicado a un devanado cuando el otro
no está simultáneamente cargado.
La información tomada para el desarrollo de este punto ha sido
sacada de INECEL.
- 133 -
El desarrollo de este punto esta basado sustancialmente en
el aprovechamiento de la información y resultados obtenidos en
capítulos anteriores, cuya elaboración ha sido hecha con la fi-
nalidad de tener, en un mismo trabajo, los suficientes datos de
tipo técnico y económico que no solamente ayuden a la selección
del equipo de medición en una subestación sino también a formar
criterios y comentarios sobre el tema*
Transformadores de corriente.- La Subestación Quito ubica sus
transformadores de corriente a la
interperie, y para su selección deben haber sido tomados en cuen
ta factores como; posición, mantenimiento previsto, altura, etc.
Cuando un transformador de corriente esta destinado a cumplir
funciones diferentes tales como: protección y medición, se debe
cuidar que este transformador tenga los circuitos magnéticos ne-
cesarios para cada circuito cumpla con una función definida. La
Subestación Quito emplea transformadores con 2 y 3 devanados se
cundarios.
La clase o clases de precisión se deben seleccionar de acuerdo
al tipo de servicio que deben dar los aparatos conectados y dan-
do una precisión similar a la de loe mismos. Según las Normas
ANSÍ, se puede tener 0.3, 0.6, 1.2 y según las Normas VDE, 1.0,
1.5, 2.5, y 5*0 para aparatos o instrumentos industriales. La
Subestación Quito emplea transformadores de corriente de clase
de precisión 0.3» según las Normas ANSÍ, cuyos limites para el
factor de corrección de relación (FCR) y el factor de corrección
del transfornador (FCT) son: (de tabla 2.7)
100 % Inominal 0.997 -• 1.003
10 % I nominal 0.994 - 1.006
Estos límites debieron ser comprobados con una carga de factor
de potencia en atraso de límites 0.6 - 1.0.
La clase de precisión para protección de los transformadores de
corriente de la Subestación Quito es C 200 (según ANSÍ). La cla-
se C indica que se trata de transformadores que tienen sus deva-
nados uniformemente distribuidos, y por lo tanto el flujo de dis
persiÓn en el núcleo no tiene ningún efecto apreciable en el e-
rror de relación; además esta clase debe ser complementada por
la tensión nominal secundaria qu¿ el transformador puede suminis
trar a una carga normal (B 2.0) a 20 veces la corriente nominal
secundaria (5A), sin exceder en 10 % el error de relación.
Para esta subestación la carga normalizada para los transformad^
res de corriente es B 2.0, que tiene las siguientes caracterlsti
cas: (de tabla 2.9)
R = 1 ohmio; L = ¿f.6 milihenrios; Z = 2 ohmios
VA = 50; "f.p = 0.5; Isecundaria = 5 A; f = 60 Hz
En lo referente a lo económico, muchas veces es conveniente com-
prar a casas que produzcan una amplia gama de aparatos e instru-
mentos de tal suerte que sea factible escoger entre los diferen-
tes tipos, pues pequeños detalles de estilo que no sean necesa-
rios en un diseño, pueden representar ahorros significativos. En
el punto 3*2.2 se analiza la posibilidad de instalar transforma-
dores de corriente y potencial individuales o instalar una uni-
dad de medición que contenga en si elementos de transformador de
- 135 -
corriente y potencial que remplace a los primeros. La tabla 3.9
expone importantes resultados» para el caso (dé ejemplo) de un
sistema de 46000 Voltios, empleando transformadores de medición
fabricados por Westinghouse, tales como: es más económico empl_e
ar una unidad de medición, el peso de esta unidad es generalmen
te menor, el mantenimiento es menos costoso y trabajoso aunque
tiene la desventaja de estar siempre propenso a una suspensión
total, no asi, en el caso de transformadores individuales que
pueden ser afectados cualquiera de ellos, pero no todos a la vez,
con los consecuentes beneficios de continuidad de servicio.
Transformadores de potencial»- Es ventajoso desde el punto de
vista económico colocar translor-
madores de potencial en instalaciones interiores, a los transfor
madores que van a ser instalados en circuitos de hasta 25 KV; en
circuitos de tensiones desde 34.5 a 400 KV, 'se tiene transforma-
dores de potencial utilizados en instalaciones exteriores, salvo
excepciones debido a condiciones particulares.
Estos transformadores van generalmente conectados entre fase y
tierra y se emplea normalmente grupos de tres transformadores
conectados en estrella. Algunas de las ventajas que tiene esta
conexión, es permitir la medición de tensión y potencia en cada
una de las fases por separado, eliminar algún indicador a tierra,
suplir los voltamperios necesarios, cuando el número de voltainpje
ríos suministrados por dos transformadores de potencial es insu-
ficiente y su empleo generalizado en subestaciones con tensión
de 46 KV o superior,
Los criterios dados respecto a la clase o clases de precisión
- 136 -
para los transformadores de corriente son valides también para
los transformadores de potencial. La Subestación Quito emplea
transformadores de potencial de clase 0.3 según las Normas ANSÍ,
cuyos limites del factor de corrección del transformador (FCT)
son: (de tabla 2.2)
1.003 - 0.997 que debieron ser comprobados con una carga de fac-
tor de potencia en atraso de límites 0.6 - 1*0.
En virtud de que la precisión depende de la carga, es importante
cargarle al transformador como máximo hasta el valor permitido,
sin atentar con su clase de precisión. La Subestación Quito,em-
plea transformadores que admiten una carga normalizada 2 (según
ANSÍ) que tiene como características: (de tabla 2.4)
En base a 120 V R = 61.2 ohmios; L = 0.101 henrios; Z = 72 oh-mios
En base a 69.3 V R = 20.4 ohmios; L = 0.0336 henrios; Z = 24 oh-mios
VA = 200; F.p. = 0.85; f = 60 Hz.
En el aspecto económico, es de gran importancia la elección de
la conexión entre transformadores de potencial, un análisis de
este tipo se tiene en el punto 3.2.2.
Amperímetros.- La Subestación Quito, emplea amperímetros indica-
dores de corriente alterna con conmutador que op_e
ran a través de transformadores de corriente.
De preferencia, la medición de corriente alterna se tiene median
te instrumentos de bobina móvil con rectificador o instrumentos
de hierro móvil. Los amperímetros de bobina móvil con rectifica-
dor miden corrientes entre 1 mA y 5 A para frecuencias de hasta .
10000 Hz; en la utilización con transformador de corriente, sue-
- 137 -
le emplearse la conexión de punto central (ver figura 2.6c) que
exige un consumo propio muy reducido.
Los amperímetros de hierro móvil tienen la ventaja de trabajar
en corriente alterna o corriente continua, poseen una contextura
robusta y son bastante económicos, su zona de medición esta com-
prendida entre ¿tO mA y 100 A y cuando es necesario transformador
de corriente se emplea amperímetros de 5 amperios.
Es importante al momento de la selección de amperímetros, eligir
con buen criterio el tamaño, arco de escala, montaje, clase de
precisión y el tipo, ya que son características que tienen mucho
que ver con el costo. Constituye asi mismo, un aspecto de econo-
mía el uso de conmutador de amperímetro, pues, evita el empleo
de 3 amperímetros y su empleo esta generalizado en tableros de
distribución.
En el punto 3«3»3 se establece una comparación de costos en base
al empleo de amperímetros indicadores o registradores. Este aná-
lisis, que toma como ejemplo los amperímetros fabricados por Wejg
tinghouse presenta en la tabla 3«1*f resultados interesantes ta-
les como seleccionar los tipos más económicos entre los diferen-
tes amperímetros indicadores o registradores, sin descuidar las
características fundamentales requeridas.
Voltímetros.- En el punto ¿i.1 están indicados, con sus caracte-
rísticas, los voltímetros asi como también, los am
perímetros, seleccionados para la Subestación Quito. Esta subes-
tación, selecciona voltímetros indicadores de corriente alterna
con conmutador de voltímetro, por el ahorro económico que repre-
- 138 -
senta su instalación,
Los voltímetros para cuadros o tableros de distribución son de
preferencia instrumentos de bobina móvil o hierro móvil. Estos
últimos, en conexión directa miden tensiones comprendidas entre
10 y 600V; para tensiones alternas mayores se los utiliza a tra-
vés de transformadores de potencial. Tanto para amperímetros y
voltímetros se puede tener también, dentro de los instrumentos
que emplean mecanismo de hierro móvil: el tipo bobina inclinada
o el tipo repulsión- atraccción.
Los criterios de tipo económico indicados para los amperímetros
son válidos también para voltímetros. Similarmente al caso de los
amperímetros, se presenta para los voltímetros una comparación
de costos en base al uso de indicadores o registradores. La ta-
bla 3.15 sintetiza importantes resultados que ayudan en la sele_c
ción de voltímetros para tableros de distribución.
Vatímetros y Varímetros.- La Subestación Quito utiliza vatímetros
y varímetros indicadores para ser usa-
dos con transformadores de medición. En general, la medición de
potencia emplea instrumentos de mecanismo electrodinámico; los
vatímetros tienen comunmente los valores nominales hasta 750 V y
50 A, pasados estos valores es usual el empleo de transformadores
de medida, la precisión nominal de los vatímetros electrodinámi-
cos es del orden del 1 % para cuadros de distribución.
La medición de potencia reactiva se tiene a partir de un vatíme-
tro cuando se consigue que la corriente y con ello el campo de
la bobina de tensión tenga un defase de 90* respecto a la tensión.
- 139 -
La medición de potencia reactiva en circuitos trifásicos puede
efectuarse directamente, sin inconvenientes, debido a que se di_s
pone de tensiones mutuamente defasadas 90. No se debe dejar de a
nalizar para el caso de la medición de potencia reactiva en cir-
cuitos monofásicos, la posibilidad .de medir indirectamente, va-
liéndose de un vatímetro, amperímetro y voltímetro y obteniendo
la medición en baee a estos datos.
En la selección de vatímetros o varimetros, asi mismo, se debe
difinir con buen criterio características que influyen en el co_§
to, tales como: número de elementos, tamaño, tipo, arco de esca-
la, e instrumentos anexos. En el punto 3-4-3j mediante las ta-
blas 3-18 y 3*19 se sintetiza una comparación de costos ante la
posibilidad de instalar ya sea, vatímetros o varimetros indicad^
res o registradores, fabricados por Westinghouse. Estas tablas a
yudan a seleccionar el tipo más económico de entre los diferentes
tipos que pueden ser escogidos, asi como también, ahí mismo, se
muestra las características fundamentales.
Contadores de energía y demanda.- Por las ventajas que presentan
los contadores con mecanismo
de inducción, su uso está prácticamente generalizado. Son senci-
llos de construcción y manejo su coste y mantenimiento son meno-
res y su precisión de medida es superior al 99 %• La Subestación
Quito emplea contadores para servicio de tablero de distribución;
se miden energía activa y demanda máxima a través de transforma-
dores de medición.
Tiene gran importancia en estas mediciones, la precisión, por lo
-HO-
es necesario vigilar los factores que lo afectan, tales como:
variaciones de tensión y frecuencia en la red, corriente de car-
ga y temperatura ambiente. Además, es más práctico y económico s e
leccionar contadores con totalizador de secundario, por las si-
guientes razones:
a) Pueden recambiarse cuando se guste, sin tomar en cuenta las
relaciones de transformación de los transformadores de medida
b) Si el consumo previsto en una instalación varía, de manera que
haya que cambiar los transformadores de corriente por otros de
distinta relación, se pueden seguir utilizando los mismos conta-
dores, pues, basta con sustituir la placa adicional por otra en
la que consten los nuevos datos.
En cambio, los contadores con sistema totalizador de primario, su
indicación es correcta, sólo cuando, se emplea los transformado-
res señalados en la placa de características del contador.
Constituyen características determinantes en el costo de un con-
tador de energía y demanda, el número de estatores, el multipli-
cador de registro, la tensión y en difinitiva el tipo.
En el punto 3«5»3 se hacen comparaciones de tipo económico que
ayudan a seleccionar entre escoger un contador de energía y un
contador de demanda indicador separados o escoger un contador de
energía y un contador de demanda registrador contenidos en una
sola caja.
C A P I T Ü.L..O V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1.- CONCLUSIONES
1. De los análisis realizados en capítulos anteriores, es de im-
portancia primordial la selección técnica y económica de los //
transformadores de medición por el costo global que represen
tan en la adquisición del equipo de medición y la importancia
capital que tiene su funcionamiento, pues su correcta opera-
ción garantiza el del resto del equipo.
2. Eesulta beneficioso, adquirir equipo de medición de casas re-
conocidas mundialmente, que tengan una variedad amplia de ti-
pos y estilos y que mejoren constantemente sus productos, ya
que, dan un margen más extenso de selección con los consigui-
sntes beneficios técnicos y económicos.
3» De los resultados obtenidos a lo largo de este trabajo, es de
consideración económica analizar al momento de seleccionarlos
transformadores de medición si se utilizan transformadores de
corriente y tensión separados o unidades de medición que con-
tengan en una sola unidad dichos transformadores» También es
importante decidir, al seleccionar amperímetros y voltímetros,
el uso o no dé conmutadores y el empleo de indicadores o re-
gistradores. Para el caso de la medición de potencia activa y
reactiva, es importante así mismo, decidir entre indicadores
o registradores; para la medición de potencia reactiva en ci£
cuitos monofásicos vale tener en cuenta entre realizar medi-
ción directa o indirecta ayudada por procedimientos matemáti-
cos. En la medición de energía y demanda se debe analizar en-
tre utilizar instrumentos separados o híbridos y la convenien
cia de tener registradores o indicadores.
¿f. Una selección del equipo de medición en base .a clases de pre-
cisión elevadas de los diferentes instrumentos o aparatos re-
sulta costosa e injustificada. Instrumentos con clase de pre-
cisión adecuada, tienen bajo consumo propio, dan lecturas acep
tables y las pérdidas por todos estos conceptos resultan ca-
si despreciables frente a las pérdidas que se tienen, en ge-
neración, transmisión y distribución.
5.2.- RECOMENDACIONES
1, Pruebas de recepción de equipos
Es fundamental, que todas las empresas eléctricas establezcan
pruebas de recepción de equipos para subestaciones. Los instru.
mentos y relés deben ser adquiridos, preferentemente, a firmas
de fabricantes de reconocida calidad; por esta razón y el he-
cho de no tener pruebas especificas propias para cada tipo de
relé, las Empresas por esta circunstancia, deben aceptar los
procedimientos de prueba usados por el fabricante respectivo.
Se deben considerar las siguientes pruebas:
-Pruebas especificadas para instrumentos y relés
-Pruebas especificadas para tableros de control y protección
-Pruebas especificadas para transformadores de corriente y po-
tencial.
- 143 -
2. Equipos y ubicación
Es necesario crear conciencia que la medición, en definitiva,
la facturación de grandes cantidades de energía, obligan a ob
tener equipos de precisión adecuada, no sólo en lo que respe£
ta a medidores de energía sino también a transformadores de
medición. Hay que recalcar la obtención de transformadores
con diferentes núcleos, cuyas características sean bien defi-
nidas, lo que involucra, el gran cuidado que se debe tener al
instalarlo para que sus devanados no sean confundidos,
Por ubicación inapropiada de los equipos de medición muchas
veces la empresa que compra la energía paga las pérdidas oca-
cionadas en transmisión y transformación. Para la corrección
de este inconveniente, es necesario que las empresas product£
ras de energía conjuntamente con las empresas distribuidoras
de energía, procedan a instalar de inmediato equipos de medi-
ción apropiados a nivel de barras de distribución y no a ni-
vel de barras de transmisión. Si tal instalación no se puede
llevar a cabo, los cargos de energía deberían ser corregidos
mediante factores calculados»
3« Personal entrenado
Por errores comunes cuando no se cuenta con un personal debi-
damente entrenado, es posible la presencia de anormalidades
en el equipo de medición, tales como: equipos mal instalados,
instrumentos instalados sin aferición inicial; instrumentos
con largo tiempo en servicio sin haber sido retirados para la
aferición periódica; utilización de patrones inadecuados y de
baja calidad.
Para evitar todo esto, se recomienda dar la atención que se
merece los equipos de medición y protección y en ningún caso
darle una valla secuandaria.
íf. Especificaciones de equipos
Una vez escogida una firma de calidad reconocida que propor-
cione el equipo, es conveniente que cada uno de los aparatos
o instrumentos de medición y protección sea especificado des-
pués de un análisis minucioso, sin caer en el lujo ni en el a
horro excesivo, ya que mantener un criterio moderado beneficia
a la empresa y al consumidor.
5. Actualización
Debe ser preocupación de las personas encargadas de comprar e
instalar equipos de medición y protección aprovechar las ven-
tajas que trae la utilización de equipo actualizado, y estu-
diar las experiencias que tienen países que ya han ocupado ess
tos equipos, a fin de analizar la conveniencia o no en nues-
tro medio. Del tema de este trabajo se desprenden posibles
inquietudes que bien podrían ser estudiadas, asi como: un es-
tudio económico sobre la medición en servicios rurales; méto-
dos para medición y cobro de energía en áreas rurales.
- 145 -
B I B L I O G R A F Í A
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Estaciones de Transformación y Distribución, Protección de
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Electrotécnia General y Aplicada, Hoeller-V/err, Tocio IV, Te£
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Distribution Systems, L.W. Manning, Metering Principies and
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- 146 -
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Book Company, 1969
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Westinghou.se
Instrument Transformer fíeference, Westinghouse, 1976
Control de Pérdidas en la Sed, No. ¿f. 18, CIER, 1972
Guias para hacer Mediciones de Tensión y Corriente en Siste-
mas de Distribución Rural, Boletines l6l~759 del REA.
