Contadores electrónicos de energía Características técnicas y aplicaciones

Transcripción

1 Contadores electrónicos de energía Características técnicas y aplicaciones Enero del

2 Contador mecánico vs. electrónico Contador + Maxímetro + Tarificador + Registrador estático de energía activa y reactiva, con reloj y maxímetro en 2 ó 4 cuadrantes. 2

3 Datos registrados por el contador El contador registra los siguientes parámetros: Energías totales y por tarifas (activa/reactiva) Maxímetros totales y por tarifas Curvas de carga Cierres de facturación 3

4 Cálculo del maxímetro El cálculo del maxímetro en el contador, es automático, con un período de 15 minutos No es la máxima potencia instantánea, es un promedio del período Se resetea (puesta a 0) en cada cierre de facturación Puede existir un maxímetro por tarifa (depende de la contratación) 4

5 Curvas de carga Registro horario (o cada 15 min) de la energía, en valor absoluto 6 tipos de energías: kw h+ / kw h- / Q1 / Q2 / Q3 / Q4 5

6 Cierre de facturación Registro en memoria de los valores tarificados y máximas Varios cierres de facturación almacenados 6

7 Conceptos generales en Mercado Regulado 7

8 Termino de potencia Modos facturación potencia Modo 1: Sin maxímetro (potencia contratada) Modo 2: Un maxímetro Modo 3: Doble maxímetro Modo 4: Triple maxímetro Modo 5: Tarifa estacional Cálculo potencia a facturar 105% -> PF= 1.05 PC + 2 (MD-1.05PC) 105% -> PF= 0.85 PC Cálculo Término de Potencia TP = PF * [x /kw] 8

9 Termino de energía Total de energía consumida Éste termino no varia en función de la discriminación horaria Cálculo TE a facturar TE = [total kw h] * [x /kw h] 9

10 Recargo por energía reactiva % Kr Kr se aplica sobre la suma de TP y TE 10

11 Discriminaciones horarias Complemento por discriminación horaria Tipo 0: Tarifa nocturna Tipo 1: Simple tarifa Tipo 2: Doble tarifa Tipo 3: Triple tarifa Tipo 4: Triple tarifa, con discriminación de sábados domingos y festivos Tipo 5: Estacional 11

12 Discriminaciones horarias Complemento por discriminación horaria NUEVA 12

13 Discriminaciones horarias Complemento por discriminación horaria 13

14 Contadores de energía de CIRCUTOR 14

15 CIRWATT C APLICACIONES en PYMES Clientes tipo 4 Contador trifásico multifunción 1 puerto óptico y 1 puerto serie RS232/485 o Ethernet Energía activa Clase 1 y reactiva Cl 2 Multirango en tensión Medida directa o a través de trafos 2 curvas de carga, eventos y cierres 6 contratos E/S opcionales Medida en 4 cuadrantes Comunicación PLC (opcional) 15

16 CIRWATT A APLICACIONES DOMESTICAS Clientes tipo 5 Contador monofásico Puerto óptico y puerto serie opcional Energía activa clase 1 Hasta 4 tarifas Bajo consumo Detección de fraude Comunicación PLC / Control de potencia (Opcional) 16

17 Comunicaciones Las opciones en comunicaciones con los contadores CIRWATT, pueden ser: RS-232 ó 485 (Radio) Ethernet Modem GSM ó RTC PLC (Power Line Carrier) 17

18 CIRWATT Astronómico Contador con reloj astronómico integrado, que permite programar 3 salidas de relé, con horas de orto y ocaso. Lectura remota del estado de las salidas, y programación local o través de módem del calendario y las maniobras a realizar. 18

19 CIRWATT Control de potencia El contador ya media la máxima potencia demandada, pero no la controlaba El CIRWATT CPP, analiza la demanda y es capaz de desconectar y reconectar servicios no prioritarios, para evitar excesos de potencia. En el caso de que las 2 cargas estén desconectadas, y se tienda a sobrepasar la Pc, se activa la tercera salida como alarma 19

20 SOFTWATT TÉCNICO Software para usuarios finales Lectura y programación de todas las salidas Descarga de las curvas de carga de energía y potencias, cierres y eventos 20

21 FUNCION: Astronómico Configuración de las salidas con coordenadas geográficas, tabla de días y tabla de maniobras Visualización gráfica del funcionamiento teórico de las salidas Cálculo de la variación horaria de la maniobra, en el orto y el ocaso 21

22 FUNCION: Control de potencia Definición de las potencias contratadas por tarifa Potencia a controlar en cada una de las dos líneas Prioridad en la desconexión de las cargas Programación de histéresis y tiempo mínimo en la reconexión 22

23 FUNCION: Control de potencia Estudios para la optimización de la potencia a contratar. Sin Control de potencia Control de potencia 23

24 POWERWATT (Usuarios) 24

25 POWERSTUDIO (Usuarios) 25

26 Calidad en el suministro eléctrico 26

27 Tipos de Perturbaciones

28 PERTURBACIONES DE AMPLITUD PERTURBACIONES DE BAJA FRECUENCIA Sobretensiones, huecos e interrupciones Fluctuaciones de tensión (varios ciclos) : Flicker 0,5 Hz a 30 Hz) Armónicos (fracciones de ciclo, 100 Hz a 2500Hz) PERTURBACIONES DE ALTA FRECUENCIA, EMI (PARÁSITOS) Conducidas (10 khz a 30 MHz) Radiadas o acopladas ( > 30 MHz) 28

29 Control de la calidad de servicio

30 PERTURBACIONES DE AMPLITUD Según EN

31 SOBRETENSIONES, HUECOS E INTERRUPCIONES 31

32 FLICKER Variación de la envolvente de la tensión DU/U Envolventes estándar : Cuadrada, Senoidal Normas IEC , IEC

33 FLICKER: Límite de emisión Se establece como Límite de Emisión Individual un Pst = 1, medido en el punto de suministro sobre la impedancia de referencia fijada por la Norma EN-IEC para BT. Esta impedancia es: Impedancia de fase: RA + j XA = 0,24 + j 0,15 Impedancia de neutro: RN + j XN = 0,16 + j 0,10 En el caso de suministros monofásicos, la impedancia sobre la que se medir el Pst es la suma de la de fase y la de neutro 33

34 FLICKER: U/U % EQUIVALENTE A PST=1 34

35 PERTURBACIONES DE ALTA FRECUENCIA: 35

36 PARÁMETROS PARA LA MEDIDA DE ARMÓNICOS Armónicos individuales: U Û 100. Û n % = n ; I n % = Î Î n 1 Residuo armónico V RES = 40 V n ; I RES = I 2 n Distorsión armónica total, THD ó D THD(V )% = 40 2 V 1 V 2 n ; THD( I )% = 40 2 I 1 I 2 n 36

37 PARÁMETROS PARA LA MEDIDA DE ARMÓNICOS Total Demand Distortion: TDD TDD = I h 2 h = 2 I L Telephone Influenece Factor: TIF TIF V = ( whvh )2 h = 1 V rms Factor K de un transformador: (Sobredimensionamiento Fe) K = h = 1 h = h ( I / I ) 1 2 h ( I / I ) h

38 Factor de Potencia FP = ( THD I / 100 ) 2 Relación entre los THD y el FP V = V 1+ ( THD / 100) rms 1 I = I 1 + ( THD / 100 ) rms 1 V I 2 2 pf tot = V I 1 + ( THD / 100) 1 + ( THD / 100) 11 V P 2 2 I 38

39 PERTURBACIONES DE TENSIÓN: QUIEN LAS CAUSA? 39

40

41 Perturbación de cargas monofásicas Sobrecarga de 3r armónico en el neutro Los armónicos de tercer orden se suman en el neutro dando lugar a componentes llamadas homopolares. Estas componentes pueden originar problemas de sobrecarga en el conductor neutro. Las cargas más típicas generadoras de armónicos múltiples de 3 son: Ordenadores Lámparas de descarga Equipos con rectificadores monofásicos 41

42 ARMÓNICOS k.*3 : PROBLEMAS DE NEUTRO

43 Corrientes de 3r armónico Las corrientes de 3 armónico de las tres fases están en fase entre sí, no a 120º. Aún siendo iguales en las tres fases su suma no es nula Necesitan por tanto un camino de retorno: EL NEUTRO a 50 Hz and harmonics with n = k.3 harmonics with n = k.3 a Utility distribution transformer L1 L2 L3 N 220 V phase to neutral a PE a 43

44 Filtro de Bloqueo 3r armónico FB3 Reducción de armónicos en líneas monofásicas. R Reducción de la corriente de neutro originada por armónicos múltiplos de 3 hasta un 90% S T N FB3 aprox. 80 % 3 harmonic 44

45 FILTROS DE BLOQUEO DE 3r ARMÓNICO:FB3T Los filtros FB3T son filtros de bloqueo de armónicos múltiplos de 3 El filtro se inserta en el neutro y proporcionan además una reducción significativa de los armónicos 5, 7 y otros presentes en las instalaciones industriales. 45

46 FILTRO DE BLOQUEO 3r ARMÓNICO FB3 Filtro de bloqueo del 3 armónico diseñado para la reducción de dicho armónico en instalaciones monofásicas, tales como: Ordenadores personales Luminarias con reactancias electrónicas Dimmers Otros tipos de cargas monofásicas. Antes Después 46

47 Filtros 3r armónico TSA Filtro de 3 armónico basado en un transformador separador en conexión triangulo estrella D-Y, que elimina el tercer y reduce el 5 armonico a través de un filtro pasivo de 5 armónico. a 50 Hz and harmonics with n = k.3 harmonics with n = k.3 50 Hz and harmonics with n = k.3 harmonics with n = k.3 Utility distribution transformer L1 L2 L3 N 220 V phase to neutral a A L1 L2 L3 N NC. FILTER 220 V phase to phase A PE PE TSA isolation transformer Infinite impedance to k.3 harmonics a A Instalación sin TSA Instalación con TSA 47

48 TSA: FILTRO PARA ARMÓNICOS TRIPLES 48

49 Filtros Activos NETACTIVE Compensador activo MULTIFUNCIÓN Filtros activos AF Trifásico 4 hilos Monofásico 2 hilos Trifásico de 3 hilos Trifásico 4 hilos APF-4W AF-2W AF-3W AF-4W Filtrado de armónicos Equilibrado de fases Compensación energía reactiva Filtrado de armónicos con ó sin compensación de reactiva Filtrado de armónicos 49

50 FILTRO ACTIVO MONOFÁSICO L1 N1 PE 35mm 2 35mm 2 35mm 2 6mm 2 6mm 2 L2 N2 PE SW1 1,5mm 2 1,5mm 2 BF1 F1 F2 F3 EMI U V PE U1 V1 R1 L OUT1 OUT S 1 S 3 C 1 PE S 2 S 4 Placa Control Inversor SEMIKRON C2

51 Normas y límites: Límites de compatibilidad en V ORDEN DEL ARMÓNICO h >10 MULT. DE >21 MULT DE >25 NO MULT DE 2 NI 3 CLASE 1 Un% ,5 3 0,5 1,5 0,5 0, ,3 2 1,5 0,2 0,2 1,5 1,5 0,2+12,5/h CLASE 2 Un% ,5 5 0,5 1,5 0,5 0,2 3,5 3 0,3 2 1,5 0,2 0,2 1,5 1,5 0,2+12,5/h CLASE 3 Un% 3 6 1, , , ,75 1 3,5 3,5 THD(V) 5% 8% 10% 51

52 Normas y límites: EN (>16A) Normas: EN (<16A), EN (>16A) Valores límites de emisión para equipos de I>16A cuando S cc /S equ < 33 (*) Armónico h Corriente admisible I n /I 1 % Armónico h Corriente admisible I n /I 1 % 3 21,6 21 0,6 5 10,7 23 0,9 7 7,2 25 0,8 9 3,8 27 0,6 11 3,1 29 0, ,7 15 0,7 33 0,6 17 1,2 19 1,1 Pares 8/n ó 0,6 (*) Difícil argumentar la necesidad de un filtro, pues si S cc /S equ > 33 es todavía más laxa 52

53 Normas y límites: EN (>16A) Valores límites de emisión para equipos trifásicos equilibrados de I>16A Tasa total admisible Tasas individuales admisibles R sc (2) THD% PWHD% I 5 /I 1 % I 7 /I 1 % I 11 /I 1 % I 13 /I 1 % NOTAS: (1) El valor relativo de los armónicos pares no debe sobrepasar 16/h % (2) Para valores de R sc intermedios interpolar

54 FILTROS EMI PARA EQUIPOS DE POTENCIA 54

55 FILTROS MONOFÁSICOS DE DOBLE ETAPA Es doble etapa para modo común Requieren buena conexión de tierra Atenúan unos 80 db en MC Caja metálica conectada a masa Cuidado con las fugas adicionales!!! U A U1 RED PE PE CARGA V A V1 55

56 Gracias por su atención