Equipos de medida

El buen funcionamiento de un organismo, máquina, etc., dependen del funcionamiento exacto de los distintos elementos que lo constituyen. Si uno de ellos no realiza la función adecuada, desencadena el mal funcionamiento de todo el sistema; en los sectores industriales el paro de la producción implicaría pérdidas considerables en una empresa.

Hay muchos métodos e instrumentos diferentes que se emplean para medir las diferentes variables eléctricas, dependiendo de cada instalación. Cada uno de ellos desarrollado e implementados de acuerdo con cada una de las diferentes instalaciones.

En el campo de las medidas eléctricas hay que distinguir dos tipos de medidas: medidas de tipo industrial y medidas de laboratorio.

 Medidas industriales: son aquellas que se realizan directamente sobre el montaje o

instalación eléctrica. Para realizarlas se necesitan aparatos que sean prácticos, con la posibilidad de ser tanto fijos como portátiles.

 Medidas de laboratorio: son aquellas que se realizan en condiciones idóneas y distintas

de las ambientales. Se utilizan para verificar el funcionamiento de los aparatos de medida o para el diseño de aparatos y circuitos; estos aparatos suelen tener una mayor precisión que los utilizados en la industria, motivo por el cual son más delicados y costosos.

Podemos decir que un aparato de medida será mejor o peor, atendiendo a las siguientes cualidades:

a) Sensibilidad: se define como el cociente entre la desviación de la aguja indicadora medida en grados y la variación de la magnitud que se está midiendo. Esta cualidad es específica de los aparatos analógicos.

b) Precisión: la precisión de un aparato de medida, está íntimamente relacionada con su calidad. Es más preciso un aparato cuanto más parecido sea el valor indicado a la medida real de dicha magnitud.

c) Exactitud: es un concepto parecido al de precisión, pero no igual. Un aparato es más exacto cuanto más parecidos sean el valor medido y el valor real por extensión, un aparato exacto es, a su vez, preciso, pero un aparato preciso no tiene por qué ser exacto.

d) Fidelidad: cuando al repetir varias veces la misma medida, el aparato da la misma indicación(EPSA, 2012)(Aladro, 2002).

1.3.1. Definición y precisión

De acuerdo al nivel de tensión y de la magnitud de la carga la medida puede ser directa, semidirecta o indirecta. Dependiendo del tipo de medición los medidores deben cumplir con unas especificaciones técnicas de acuerdo a su aplicación.

La selección de los medidores de energía se hace de acuerdo con la tabla 1 de acuerdo en la norma NTC 5019. Los medidores de energía se deben seleccionar de acuerdo a lo indicado en la tabla 7 y las características eléctricas de los medidores como se indican en la misma.

Tabla 1: “Selección de los medidores de energía. (Fuente NTC5019)”.

Todos los medidores de energía a partir de la implementación de nuevas tecnologías y de acuerdo a las normas deben contar con un dispositivo de comunicación que le permita ser interrogado local o remotamente. Para la parametrización y lectura el medidor dispondrá de al menos dos puertos de comunicación que serán:

 Puerto óptico

 Puerto RS 232 o RS485

 Puerto Ethernet.

Para los anteriores dispositivos de comunicación, el fabricante debe suministrar las características y especificas técnicas respectivas de acuerdo con el esquema de medición remoto que se implemente(ESSA, 2004)(ICONTEC, 2007).

1.3.2. tipos de medición según su conexión

Las definiciones y los aspectos relacionados con la selección de los equipos de medida (tipos de medición, clasificación, conformación del equipo de medida, normas de fabricación de los componentes del equipo de medida (medidor, T.C., T.T., etc.), equipos auxiliares, esquemas de conexión, simbología, pruebas y ensayos, requisitos de

parametrización, dispositivos de salida, intercambio de datos, etc.) deben cumplir con lo establecido en la norma NTC 5019 – SELECCIÓN DE EQUIPO PARA MEDICIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA(Espin & Guillermo, 2008)(ESSA, 2004).

Equipo para medición directa

En este tipo de medida, los equipos se conectan directamente a la tensión y a la corriente del servicio eléctrico, sin la necesidad de requerir Transformadores de Corriente (TC) o Transformadores de Tensión (TP)(ESSA, 2004).

Equipo para medición semi-directa

Para la medición semi-directa de energía se utiliza el (los) medidor(es) de energía (activa y/o reactiva) y un TC por cada fase que alimenta la carga. En este tipo de medición, la conexión de las señales de corriente provenientes de los devanados secundarios de los TC y de las señales de tensión provenientes de la acometida, al medidor, debe realizarse mediante una bornera o bloque de pruebas(ESSA, 2004)(Flórez & José, 2006).

Equipo para medición indirecta

Para la medición indirecta de energía se utiliza generalmente un medidor estático multifuncional de energía y un juego de transformadores de medida compuesto por TCs y TPs. El número de TCs y de TPs se selecciona con base en el número de fases, el número de hilos y el nivel de tensión de la red en el punto en el cual se realiza la medida(ESSA, 2004)(Aladro, 2002).

1.3.3. Normas para la fabricación de los medidores de energía

Los medidores de energía que han de adquirirse para la medición de corriente alterna deben cumplir las siguientes normas nacional o internacional:

 NTC 4052 / IEC 62053-21. Equipos de medición de energía eléctrica para clases de

precisión 1 y 2

 NTC 2147/ (IEC 62053-22) Equipos de medición de energía eléctrica, medidores

 NTC 4569/ IEC 62053-23) Equipos de medición de energía eléctrica, medidores estáticos de energía reactiva Clases 2 y 3.

 NTC 2288 IEC 62053-11 Equipos de medición de energía eléctrica, medidores

electromecánicos de energía activa (Clases 0,5, 1 y 2)

 NTC 2148/ IEC 60145) Electrotecnia. Medidores de energía reactiva.

1.3.4. Normas para la fabricación de los transformadores de medida

 NTC 2205/IEC 60044-1 Transformadores de medida. Transformadores de corriente.

 NTC 2207/IEC 60044-2 Transformadores de medida. Transformadores de Tensión

inductivos.

 NTC 4540 / IEC 60044-3 Transformadores de medida. Transformadores combinados.

 IEC 60044-5 Instrument transformers. Part 5: Capacitor Voltage Transformers.

 ANSI/IEEE 57.13 / IEEE Standard for instrument Transformers.

Tabla 2: “Selección de transformadores de medida” (fuente NTC5019-2007)

De acuerdo al enfoque de la resolución CREG 038 DEL 2014, se tienen los requisitos de exactitud para medidores y transformadores de medida de acuerdo a la tabla 3:

Tipo de puntos de medición Índice de clase para medidores de energía activa Índice de clase para medidores de energía reactiva Clase de exactitud para transformadores de corriente Clase de exactitud para transformadores de tensión 1 0,2 S 2 0,2 S 0,2 2 y 3 0,5 S 2 0,5 S 0,5 4 1 2 0,5 0,5 5 1 ó 2 2 ó 3 -- --

Tabla 3:Requisitos de exactitud para medidores y transformadores de medida. (Fuente CREG 038- 2014).