DISPOSITIVO Y PROCEDIMIENTO PARA COMPROBACIÓN DE CONTADORES ESTÁTICOS EN REDES DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA.

Dispositivo y procedimiento para comprobación de contadores estáticos en redes de distribución eléctrica.



Se describe en este documento un dispositivo portátil y autónomo que permite realizar medidas en redes de distribución eléctrica para comprobar su correcto funcionamiento y la ausencia de errores y/o derivaciones en la red. Así mismo se describe un procedimiento para la rea1ización de dichas medidas en varias situaciones diferentes utilizando el dispositivo descrito.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200900533.

Solicitante: ENDESA DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA, S.L.U.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: CANTO TURÓN,RAMÓN, FERNÁNDEZ ORTIZ,ANTONIO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01R35/04 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01R MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES MAGNETICAS (indicación de la sintonización de circuitos resonantes H03J 3/12). › G01R 35/00 Ensayo o calibrado de los aparatos cubiertos por los otros grupos de esta subclase. › de los instrumentos para medir la integral en el tiempo de una potencia o de una intensidad.
DISPOSITIVO Y PROCEDIMIENTO PARA COMPROBACIÓN DE CONTADORES ESTÁTICOS EN REDES DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo y procedimiento para comprobación de contadores estáticos en redes de distribución eléctrica.

Objeto de la invención

El objeto principal de la presente invención es un dispositivo para la comprobación de contadores estáticos en redes de distribución eléctrica y un procedimiento para la realización de dicha comprobación utilizando dicho dispositivo.

Antecedentes de la invención

El medidor eléctrico, medidor de consumo eléctrico o contador eléctrico, es un dispositivo que mide el consumo de energía eléctrica de un circuito o un servicio eléctrico, siendo esta la aplicación usual. Existen medidores electromecánicos y electrónicos. Los medidores electromecánicos utilizan bobinados de corriente y de tensión para crear corrientes parásitas en un disco que, bajo la influencia de los campos magnéticos, produce un giro que mueve las agujas de la carátula. Los medidores electrónicos utilizan convertidores analógico-digitales para hacer la conversión.

El medidor electromecánico utiliza dos juegos de bobinas que producen campos magnéticos; estos campos actúan sobre un disco conductor magnético en donde se producen corrientes parásitas.

La acción de las corrientes parásitas producidas por las bobinas de corriente sobre el campo magnético de las bobinas de voltaje y la acción de las corrientes parásitas producidas por las bobinas de voltaje sobre el campo magnético de las bobinas de corriente dan un resultado vectorial tal, que produce un par de giro sobre el disco. El par de giro es proporcional a la potencia consumida por el circuito es muy importante.

El disco está soportado en campos magnéticos y soportes de rubí para disminuir la fricción, un sistema de engranes transmite el movimiento del disco a las agujas que cuentan el número de vueltas del medidor. A mayor potencia más rápido gira el disco, acumulando más giros conforme pasa el tiempo.

Las tensiones máximas que soportan los medidores eléctricos son de aproximadamente 600 voltios y las corrientes máximas pueden ser de hasta 200 amperios. Cuando las tensiones y las corrientes exceden estos límites se requieren transformadores de medición de tensión y de corriente. Se utilizan factores de conversión para calcular el consumo en dichos casos.

También es importante que hay una bobina de sombra que es una chapita la cual esta cortocircuitada. Dicha bobina posee una resistencia despreciable y por ende en esta se generará una intensidad apreciable, la cual al estar sometida a un campo, genera una cupla motora que eliminará el coeficiente de rozamiento de los engranajes. El medidor comenzara a funcionar con el 1% de la carga y entre un factor de potencia 0,5 en adelanto y atraso.

La sustitución de antiguos contadores mecánicos o electromecánicos de energía eléctrica por nuevos contadores estáticos conlleva además de nuevas prestaciones en la medida, facilidades en el procedimiento de comprobación del funcionamiento del contador.

El procedimiento actual para comprobar un contador mecánico en campo, sin el uso de un patrón de medida, consiste en medir el número de vueltas que da el disco en un período de tiempo determinado, medir la intensidad que entra en el contador, y comparar ambas magnitudes con la fórmula de cálculo adecuada, para así comprobar la bondad de la medida en el contador.

El material necesario para realizar este procedimiento es un cronómetro, un amperímetro y una calculadora.

Para adaptar este procedimiento a los nuevos contadores estáticos, que disponen de un led de impulsos ópticos en lugar de disco móvil, se realiza el siguiente dispositivo y se modifica el procedimiento de comprobación del contador.

Descripción de la invención

El dispositivo objeto de la invención permite simplificar el procedimiento de comprobación de los contadores estáticos de energía eléctrica, y para ello utiliza:

- Un captador de los pulsos ópticos emitidos por el contador estático (equivalentes a una fracción de energía que pasa por el contador).

- Una pinza amperimétrica aislada, para medida en tensiones de hasta 400 V.

- Un aparato electrónico portátil, autoalimentado, que realiza las funciones de cronómetro, contador de pulsos, amperímetro, calculadora y memoria no volátil para almacenar los datos durante el tiempo de medición necesario. Este aparato dispone de teclado numérico completo, pantalla de visualización alfanumérica, y vía de comunicaciones serie para descarga de datos y mantenimiento.

Se describe también una versión simplificada del dispositivo, que cuenta con un captador de pulsos ópticos emitidos por el contador estático (equivalentes a una fracción de energía que pasa por el contador) y un aparato electrónico portátil, autoalimentado, que realiza las funciones de cronómetro de tiempo prefijado, y contador de pulsos, con un visualizador numérico del total contabilizado y un solo botón de operación.

Las funciones principales del dispositivo son realizadas por una unidad central proceso como por ejemplo un microcontrolador programable, para ello dispone de una memoria no volátil para registrar los datos necesarios para llevar a cabo una medida completa de varios días de duración (curva de carga horaria).

El dispositivo objeto de la invención dispone de:

- Puertos de comunicaciones serie (RS-232, USB) para recogida y envío de datos medidos y carga de firmware.

- Una pantalla tipo LCD retroiluminado con capacidad para 16 caracteres en 2 líneas.

- Un teclado numérico completo, que permite introducir los valores necesarios para el cálculo del error, y acceder a las distintas funciones del dispositivo a través de un menú de navegación por opciones.

La comprobación se realiza mediante la captación de los impulsos ópticos recogidos por la sonda óptica a través de un circuito acondicionador de la señal (polarización y amplificación de un sensor óptico tipo fotodiodo o fototransistor a través de una resistencia R2, comparación con umbral ajustable a través de una resistencia R1, y formateado de la señal digital a nivel TTL/CMOS). Posteriormente se realiza una medida de la intensidad por la pinza amperimétrica a través del circuito acondicionador (filtro paso bajo, amplificador de ganancia programable y detector de verdadero valor eficaz) y de un conversor analógico digital. El calibrado de la medida se realiza con una tabla de valores adecuados guardada en el propio microcontrolador, de forma que pueda seleccionar la ganancia adecuada al tipo de sonda conectada, así como el nivel de filtrado en la entrada de éste).

El dispositivo está contenido en una caja plástica con doble aislamiento, de dimensiones suficientemente pequeñas para ser manejado con una sola mano y su alimentación viene dada por una pila o batería recargable, con autonomía de funcionamiento en modo medida de varios días.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra un esquema general del dispositivo.

Figura 2.- Muestra un esquema del circuito acondicionador de señal óptica.

Figura 3.- Muestra un esquema de la comprobación del contador estático desde la línea de reparto o acometida.

Figura 4.- Muestra un esquema de la comprobación del contador estático en campo.

Figura 5.- Muestra un esquema de la comprobación del contador estático simplificado.

Realización preferente de la invención

Un ejemplo de realización tendría por objeto la ejecución de comprobaciones en campo, con este dispositivo (1), el procedimiento de comprobación del contador estático sería el siguiente (ver figura 4):

- El operario debe tomar las medidas de seguridad necesarias para entrar en contacto con el circuito de tensión/intensidad y comprobar que el dispositivo (1) dispone de medios de alimentación (7) suficientes para realizar la operación.

- Colocación de la pinza amperimétrica (3) en un conductor de entrada al contador. En caso de contador con medida...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo (1) para comprobación de contadores estáticos que comprende:

- una pinza amperimétrica (3) encargada de detectar intensidad en una red eléctrica,

- un convertidor analógico-digital (6) encargado de convertir señales analógicas en señales digitales,

- una unidad central de proceso (9) encargada de controlar todo el dispositivo (1) y sus funciones,

- una memoria no volátil (8) encargada de registrar datos necesarios para llevar a cabo medidas completas de varios días de duración,

- un puerto de comunicaciones serie (12) que permite el envío y/o recepción de datos medidos y carga de firmware,

- un puerto USB (13) que permite el envío y/o recepción de datos medidos y carga de firmware,

- elementos de visualización de datos (10) encargados de mostrar datos al usuario,

- medios de entrada de datos (11) encargados de permitir la introducción de datos necesarios para realizar cálculos de error, y

- medios de alimentación (7) autónomos,

caracterizado porque adicionalmente comprende:

- un sensor óptico (2) encargado de detectar pulsos ópticos generados por el contador estático,

- un circuito acondicionador de señal óptica (4) encargado de ajustar señales generadas por el sensor óptico, y

- un circuito acondicionador de señal intensidad (5) encargado de ajustar señales captadas por la pinza amperimétrica (3).

2. Dispositivo (1) según reivindicación 1 caracterizado porque el sensor óptico (2) es un sensor óptico tipo fotodiodo o fototransistor.

3. Dispositivo (1) según reivindicación 1 caracterizado porque el circuito acondicionador de señal intensidad (5) comprende:

- un filtro paso bajo,

- un amplificador de ganancia programable, y

- un detector de verdadero valor eficaz.

4. Dispositivo (1) según reivindicación 1 caracterizado porque los medios de visualización (10) comprenden una pantalla LCD.

5. Dispositivo (1) según reivindicación 4 caracterizado porque la pantalla LCD es retroiluminada.

6. Dispositivo (1) según reivindicación 1 caracterizado porque los medios de entrada de datos (11) comprenden un teclado numérico completo.

7. Dispositivo (1) según reivindicación 1 y 6 caracterizado porque los medios de entrada de datos (11) permiten el acceso a funciones del dispositivo que se realizan a través de un menú de navegación por opciones.

8. Dispositivo (1) según reivindicación 1 caracterizado porque los medios de alimentación (7) autónomos comprenden una pila o una batería recargable.

9. Procedimiento para comprobación de contadores estáticos que hace uso del dispositivo (1) descrito en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-8 caracterizado porque comprende las siguientes fases:

- colocación de la pinza amperimétrica (3) en un conductor de entrada al contador,

- conversión de la señal obtenida en el paso anterior por la pinza amperimétrica (3) a una señal digital mediante el conversor analógico-digital (6),

- colocación del sensor óptico (2) en el contador,

- acondicionamiento de la señal obtenida en el paso anterior por el sensor óptico (2) mediante el circuito acondicionador de señal óptica (4),

- ajuste de constantes necesarias para realizar la comprobación,

- ejecución de la comprobación,

- representación en los medios de visualización (10) de información de energía medida por el contador, energía medida por la pinza amperimétrica (3) y porcentaje de diferencia, que es la estimación del error de medida que hay en el contador.

10. Procedimiento según reivindicación 9 caracterizado porque el acondicionamiento de señal mediante el circuito acondicionador de señal óptica (4) realiza las siguientes operaciones:

- una polarización y una amplificación a través de una resistencia R2,

- una comparación con umbral ajustable a través de una resistencia R1, y

- un formateado de señal digital a nivel TTL/CMOS.

11. Procedimiento según reivindicación 9 caracterizado porque la ejecución de la comprobación se realiza en las siguientes fases:

- estimación del número de impulsos ópticos recibidos por el sensor óptico (2) durante el tiempo indicado,

- cálculo a partir del resultado de la fase anterior de la equivalencia en energía que ha pasado por el contador,

- integración de la intensidad medida por la pinza amperimétrica (3),

- conversión del resultado de la fase anterior en energía con datos de tensión, relaciones de transformación y factor de potencia.

12. Procedimiento según reivindicación 9 caracterizado porque la fase de ajuste de constantes comprende el ajuste de:

- peso del impulso,

- tensión de la instalación,

- relaciones de transformación (intensidad y tensión),

- factor de potencia, y

- tiempo para realizar la comprobación.


 

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