CONEXION ECAMEC. Instrumentos de medición para los sistemas de energía eléctrica

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1 CONEXION ECAMEC 2009 Instrumentos de medición para los sistemas de energía eléctrica

2 CONEXIÓN ECAMEC 2009 En Conexión Ecamec 2009 seleccionamos los artículos publicados en el primer año de nuestro Newsletter con la finalidad de facilitar la consulta a nuestros lectores. Hemos categorizado esta selección en cinco temas: Campañas de Control de Pérdidas No Técnicas: Notas informativas y de aplicación de equipos Ecamec que permiten introducirse en el conocimiento de las técnicas y herramientas para potenciar el uso de los equipos. Transductores de Corriente: Notas de análisis de tecnología Rogowski para la mediciones de corriente de sistemas de baja tensión. Se detalla la modalidad del uso del transductor de corriente en sistemas de media tensión. Power Quality Estándar IEC : Artículos basados en la IEC exponen los pilares para desarrollar mediciones según criterios emplazados en la IEC , el estándar de referencia en calidad de energía. Reporte Internacional de Calidad de Suministro Estándar de Compatibilidad de Suministro Internacional: Es la nota técnica sobre el reporte de calidad de suministro EN que se introduce en el programa de procesamiento SISTEMA ECAMEC 2.0. Medición de Potencia en Presencia de Armónicas: La medición de potencia eléctrica en las redes de distribución expone curiosidades técnicas en cuanto al tipo de medición, el sentido de flujo y manejo de la información en presencia de armónicas. Ecamec Tecnología

3 ÍNDICE I. CAMPAÑAS DE CONTROL DE PERDIDAS NO TÉCNICAS (PNT) 1. Detección de Pérdidas No Técnicas - Balance de Energía. 2. Verificación ó contraste? Análisis sobre los aspectos a evaluar a la hora de tomar una decisión de inversión. 3. Verificador de Medidores monofásico ECA Verificador de Medidores. El ECA-300 aplicado a la detección de PNT. II. TRANSDUCTORES DE CORRIENTE 5. Tecnología Rogowski. 6. Sensores de corriente, comparativa de tecnologías. 7. Amperímetro portátil para Medición de corriente en MT. Aplicación de la UAMP III. POWER QUALITY - STANDARD IEC Introducción al flicker en redes eléctricas. 9. Serie IEC Parte 1 - Medición de flicker en redes eléctricas. 10. Serie IEC Parte 2 - Medición de frecuencia de red. 11. Serie IEC Parte 3 - Determinación de RMS en Sobretensiones, Subtensiones e Interrupciones. 12. Serie IEC Parte 4 - Medición de Armónicos e Inter-armónicos. 13. Desbalance de Tensiones en sistemas trifásicos. IV. REPORTE INTERNACIONAL DE CALIDAD DE SUMINISTRO 14. Compatibilidad EN Sistema Ecamec 2.0 V. MEDICIÓN DE POTENCIA EN PRESENCIA DE ARMÓNICAS 15. Medición de Flujo de Potencia en los 4 cuadrantes. Problemas frecuentes. 16. Medición de Potencia, Coseno φ y Factor de Potencia en redes eléctricas en presencia de armónicas. 17. Factor de Potencia = Cos φ?

4 Detección de Pérdidas No Técnicas Balance de Energía En la distribución y comercialización de energía eléctrica, el control de las perdidas no técnicas (PNT), preocupa tanto a quienes con índices de un digito ven crecer medio punto en un año, como a quien procura reducir índices superiores al 15% o 20%. El problema a resolver no es para nada fácil. Basta considerar que toda la energía disponible para la venta se consume entre millones de usuarios desparramados por toda el área de concesión y es contabilizada con medidores de energía ubicados sobre la acera, dentro de un edificio, mercado o fábrica; instalados dentro de un gabinete o expuestos, sobre una columna en altura o en un sótano. En ocasiones se trata de instalaciones incómodas o conexiones a redes subterráneas o conductos empotrados que impiden la inspección visual directa. En tal escenario es impensada la aplicación de instrumentos de operatoria compleja como es el caso de una valija de contraste, para controlar si el medidor esta contabilizando bien la energía suministrada. La solución acorde con las características del campo y la dinámica que demanda el control de las perdidas no técnicas, pasa por verificar el funcionamiento del medidor sin tener que desvincularlo de la red, mediante una operatoria sencilla y rápida, que permita incluso poder trabajar sobre una escalera contra una columna. El Control del Punto de Suministro para la reducción de PNT corresponde al método de aplicación sistemática de equipos Verificadores como por ejemplo los modelos ECA-200 y ECA Las campañas de reducción implementadas con este tipo de equipamiento permiten obtener información fiable sobre el estado de los medidores, detectar medidores intervenidos o alterados, en mal estado, con rango inadecuado (ej: sobrecargados), etc. Facilitan también la obtención de una muestra estadística suficiente para confirmar desviaciones en series o modelos de medidores conveniente de renovación. Adicionalmente se logra alcanzar un grado de presencia significativa como para inhibir o disuadir la intención de fraude. No obstante los beneficios de aplicar el Control del Punto de Suministro, la eficacia de la campaña puede ser optimizada aplicando el método de Balance de Energía por zonas. Este método permite orientar la acción de Control del Punto de Suministro utilizando equipos tales como los modelos de registrador ECA- 313 y MRE2.0, desarrollados para tal fin. Requerimientos del instrumental para Balance de Energía. Para aplicar el método de Balance de Energía se requiere el uso de un registrador de energía preferentemente perfilador. El perfil de energía (típicamente a intervalos de 15 minutos), permite conocer la modalidad del consumo y esta información es muy valiosa para detectar modos de intervención sobre los medidores. Si bien un Registrador Totalizador (sin capacidad de perfilado), es suficiente para el Balance de Energía, tal información no indica nada acerca de cómo evoluciona el consumo. Citamos un ejemplo real ocurrido durante una campaña de Curva de Carga en una distribuidora de Argentina, en donde el registrador ECA-313 además de energía, registraba tensión y corriente, posibilitando detectar un suministro donde diariamente se intervenía la conexión dejando al medidor sin neutro y por lo tanto sin capacidad de medición, mientras la carga seguía conectada a un neutro alternativo. Al cabo de algunos días de registro, el ECA-313 mostró claramente la irregularidad. El perfil de tensión con interrupciones diarias no respondía a ninguna lógica por cuanto la red había operado sin interrupciones ni reclamos. También es importante que los equipos de registro aplicables al Balance de Energía determinen y registren la Demanda Máxima, preferentemente según el método de ventana deslizante actualizada a cada minuto. Esta característica permite detectar condiciones de pérdida que si bien no son significativas en cantidad de energía resultan importantes en cuanto a los niveles de demanda que desbordan la potencia contratada por el cliente. Es así como en otra ocasión, tanto el conocimiento del perfil como el registro de la demanda máxima permitieron detectar intervenciones en el sistema de medición para ocultar el exceso de demanda. Descripción del método de Balance de Energía. A diferencia del verificador, que controla al equipo de medición de energía en el lugar, el Balance de Energía procura detectar zonas o tramos de red con pérdida de energía. El Balance se realiza contabilizando simultáneamente la energía entregada a la red y la acumulada por los medidores que dicha red asiste. El método se aplica a distintos niveles de la red: a) Desde el transformador o centro de distribución de baja tensión. b) En un tramo o sector de la red de distribución. c) En el punto de suministro. d) Junto al medidor del usuario. a) Balance de Energía desde el transformador. Consiste en instalar el equipo ECA-313 o MRE2.0 sobre los alimentadores de salida del transformador de potencia y registrar durante algunos días o semanas. La energía total registrada se compara con la energía acumulada en los medidores de los usuarios asistidos por el transformador o alimentador particular o por la energía proporcional facturada. En un caso, se procede a la lectura de los medidores de la instalación y retiro del registrador, mientras que otra posibilidad es el estimado a partir de la facturación. El método resulta eficaz para detectar o corroborar la perdida de energía en la zona y de qué nivel se trata, orientando la búsqueda puntual de la misma.

5 Esta operatoria puede requerir la instalación de los equipos directamente en la intemperie sobre un transformador o en tableros de alimentación de reducido tamaño. Es importante entonces que el equipo permita una instalación segura, en espacios reducidos y también a la intemperie. Figura 1. Instalación de un perfilador/totalizador en el centro de distribución. b) Balance de Energía en un tramo o sector de la red. En áreas de alta densidad de cargas donde aportan más de un centro de distribución de baja tensión, el Balance de Energía se debe realizar por tramos delimitados por puntos de maniobra o división red. En este caso, según muestra la Figura 2, el adecuado balance requiere el uso de 2 equipos de medición con capacidad para registrar la energía según los 2 sentidos de aporte (medición de flujo entrante o saliente ). Esta disposición es necesaria por cuanto durante el tiempo de registro ( ej,: 1 mes), pueden ocurrir contingencias de red que obligan modificar la configuración (cambios de la división red), y en consecuencia el cambio en el sentido de aporte en el tramo de red bajo estudio. El modelo de registrador ECA-313 detecta el sentido del flujo de energía con lo cual, tanto el perfil como el totalizador, indican en qué momento y cuanta energía contabilizó en cada sentido, permitiendo determinar cuanta energía efectivamente fue consumida en el tramo de red bajo estudio. En esta técnica, la energía registrada también se compara con la suma de las lecturas en cada medidor incluido en el tramo o con el estimado de facturación. c) Balance de Energía en el punto de suministro. Aquí el método se aplica haciendo el balance entre la energía registrada en la Acometida de red (punto de la red desde el que se suministra energía al usuario), y el medidor del usuario. En este caso, si bien el balance es mas sencillo, el tiempo de registro puede requerir horas o semanas. Por lo general se trata de determinar la existencia de anormalidades en los conexionados entre la red y el medidor, generalmente tendidos en conductos subterráneos o en mampostería. Si bien la presencia del personal de la distribuidora eléctrica hace que se desactive cualquier tipo de anormalidad medible, no deja de ser importante la posibilidad de poder disponer de una operatoria rápida y sencilla. En tal sentido, el tamaño y condición de aislación total, incluido los transductores de corriente del registrador ECA-313 permiten instalar el equipo en espacios reducidos y sobre puntos calientes, en forma rápida y segura. Cuando existe fuerte sospecha sobre la existencia de desvío de energía, el equipo permanece todo el tiempo necesario hasta que se detecta la discrepancia por diferencia entre medidor y registrador o por Quiebre de Facturación (cambio abrupto y significativo en la lectura y facturado), debido al cese del consumo ilícito. d) Balance de Energía sobre el medidor. Esta modalidad de Balance esta generalmente asociada a los casos donde se detecto una anormalidad y se decide prevenir la reincidencia. El reducido tamaño del registrador MRE2.0 ayuda a su instalación junto con el medidor del usuario. Tanto el modelo ECA-313 como el MRE2.0 disponen de transductores de corriente abrible y precintable. Aplican transductores TI-Flex que evitan tener que interrumpir el suministro para su instalación y admiten la colocación de un precinto. El tiempo de aplicación en esta modalidad suele ser mas prolongada y se controla si hay discrepancias durante las lecturas mensual del consumo. Figura 2. Instalación de dos perfiladores/totalizadores en un tramo de red. Figura 3. Instalación de un totalizador en el punto de suministro ó sobre el medidor.

6 Verificación ó contraste? Análisis sobre los aspectos a evaluar a la hora de tomar una decisión de inversión. Este articulo describe y analiza las diferencias entre un equipo Verificador de Medidores y un Contrastador de Medidores. Tal vez por una cuestión semántica, en ocasiones se confunde la prestación de estos dos equipos, derivando luego en una evaluación y elección inadecuada que puede perjudicar la relación costo/beneficio. Si bien ambos equipos se asemejan por disponer de un patrón de energía y el resultado final que ofrecen tiene que ver con el grado de desviación de la exactitud del medidor bajo prueba, se trata de equipos muy distintos en cuanto a las aplicaciones, estructura funcional y operatoria de uso. Tal es la diferencia que ninguno de los equipos es capaz de resolver eficazmente la aplicación del otro. Otra circunstancia que contribuye a confundir y resistir el uso del Verificador tiene que ver con la histórica presencia del clásico contrastador ( valija de contraste en la versión portátil), para la certificación de la exactitud del medidor in-situ, pero que de ninguna manera fue concebido para encarar el difícil problema de las perdidas no técnicas y hacer viable la implementación de campañas de medición masivas. El artículo pretende contribuir también a resolver la resistencia que en ocasiones encuentra el verificador frente al histórico contrastador, cuando el análisis ignora los elementos de valoración de orden técnico, económico y operativo. Ámbito de uso Es conveniente advertir que este análisis comparativo entre Verificador y Contrastador tiene sentido cuando se trata de aplicaciones de campo donde se procede a medir in-situ la exactitud de un medidor. En este caso el medidor se encuentra conectado a la red eléctrica y en función. Para la medición en el ámbito del laboratorio el medidor se encuentra libre y se impone el uso exclusivo de los equipos de Contraste o de las Mesas de contraste. En laboratorio carece de sentido el uso de un Verificador. Por lo tanto el análisis se circunscribe a equipos portátiles que en el caso de los Contrastadores se los reconoce como valijas de Contraste y por lo tanto en ambientes no controlados. Objetivo de Uso, Rango de exactitud El contrastador se aplica para la determinación de la Curva de error del medidor según condiciones establecida por Norma y para certificar la calibración. La prueba consiste en medir la desviación del medidor respecto al Patrón del Contrastador en distintos niveles de carga (Ej.: 5% In, 10% In, 50% In, etc.). La carga aplicada en cada uno de los niveles adoptados para la prueba debe mantenerse estable, y por lo tanto se requiere de un generador o simulador de carga ajustable. La secuencia operativa descripta impone necesariamente la desvinculación del medidor de la red o cuanto menos de la carga del usuario cuando la valija de contraste no dispone de fuente de tensión y aplican la tensión de red. Excepto en los procedimientos de contraste in-situ que deben realizarse en puntos relevantes de entrega o transferencia o de energía, las operatorias de contraste de medidores de tarifa industrial, comercial o residencial, no requiere disponer de la exactitud de un contrastador de laboratorio (Ej.: 0,05%), en razón de que las condiciones o ámbito de medición no se ajusta a Norma. La mayoría de las veces la medición se debe realizar sobre la acera, en condiciones ambientales aleatorias, aplicando tensión de red no regulada y con posible contenido armónico. Todas estas condiciones enmascaran fácilmente a los niveles de exactitud y precisión justificable en laboratorio, porque no es posible garantizar el resultado. Un nivel de exactitud de 0,2% parece ser un valor adecuado o razonable para un equipo portátil de contraste in-situ, y con el cual se puede pretender comprobar la curva de error de un medidor hasta Clase 1. A diferencia del contrastador, el equipo Verificador ha sido concebido para poder determinar la exactitud del medidor en servicio. El equipo verificador debe medir sin desvincular el medidor de la red y con el régimen de carga aleatorio que presente el usuario. Por lo tanto la medición consiste en determinar la desviación de la exactitud del medidor respecto al Patrón interno y en un solo punto de carga, y no la de levantar la curva de error. El objetivo del verificador es aplicarlo en Campañas de Control de Perdidas, Control de calidad del parque de medidores y atención de reclamo de usuarios, mediante una operatoria rápida, segura y confiable. Los Verificadores modelos ECA-200 y ECA-300 por ejemplo, certifican una exactitud de 0,5% incluyendo los transductores de corriente o pinzas, y esta exactitud no solo es más que suficiente en aplicaciones de campañas como las citadas, sino que alcanza también para operatorias de contraste de un medidor Clase 2. Si bien estos equipos disponen de un Patrón interno de 0,2%, por principio operativo no dispone de modo de medición directa como si dispone un contrastador. Diferenciación Operativa Las condiciones de uso y exactitud señaladas imponen necesariamente diferentes condiciones operativas para los equipos Verificadores y Contrastadores. En el caso de los contrastadores, sea por exigencia de procedimiento, norma de aplicación o simplemente para hacer uso de la exactitud disponible (Ejemplo: 0,2%), la única opción de medición es el modo directo, ya que es improbable garantizar en campo tal exactitud en modo de medición indirecto. Es decir aplicando transductores de corriente, y menos aun si estos son del tipo abrible y con núcleo de hierro como por ejemplo las pinzas de corriente tradicionales que pueden desmejorar en un orden la exactitud del patrón interno. En el modo directo el circuito de corriente se cierra a través de los bornes del verificador y aplica los transductores internos (transformador de corriente o shunt), garantizando la medición.

7 El objetivo del verificador es determinar la exactitud del medidor sin interrumpir el suministro. Por lo tanto, a diferencia del contrastador, la única opción es medir en modo indirecto. Es decir, aplicando transductores de corriente de núcleo abrible. Esta condición operativa, implica la aceptación de una menor exigencia en la exactitud y de hecho los requerimientos de la aplicación lo admiten. Sin embargo, el verificador debe resolver la exigencia de mantener la exactitud en todo el rango de carga, con un solo rango de medición en razón de que la corriente durante la prueba es totalmente aleatoria. Diferencia funcional y estructural De acuerdo a las condiciones operativas típicas de cada equipo, se entiende que para el Verificador resulta imposible conocer a priori cual es el nivel de carga que debe medir. Por lo tanto debe aplicar toda la resolución de medición disponible en un solo rango. El contrastador en cambio, sabe en cada caso cual es el nivel de carga durante la medición y por lo tanto puede ajustar la resolución disponible en cada caso. Esta diferencia operativa y funcional constituye la mayor diferenciación entre equipos. Recordemos en este caso que la resolución corresponde al mínimo cambio de la potencia eléctrica que es capaz de discernir el equipo. Supongamos un Patrón de energía con un ADC de 12 bit (Conversor analógico digital de 12 bit de resolución), en un fondo de escala de 100 Amp puede discernir cambios o steps de 24 ma, que representa el 0,02% del fondo de escala. Si la escala de medición fuese única, cuando ese mismo Patrón debe medir la energía un nivel de corriente de 1 Amper, la exactitud no podrá ser mejor a 2,4%. Esta limitación se resuelve si el Patrón dispone de un selector de rangos para ajustar en cada caso toda la resolución disponible al nivel de corriente que se va a medir. Por ejemplo si el Patrón dispone de un rango de medición de 0 a 1 A, recuperará toda la resolución ( 2¹² = 4096 steps), y el discernimiento vuelve a ser del 0,02% del rango. El recurso de disponer de más de un rango es aplicable en equipos Contrastadores en virtud de la modalidad operativa admite seleccionar y mantener constante el nivel de corriente durante la prueba. Contrariamente un equipo Verificador debe enfrentar la medición con un único rango por cuanto la corriente de carga es desconocida. Durante la prueba la corriente puede moverse desde 0 al fondo de escala y con cualquier dinámica. Se desprende que el patrón de un verificador debe disponer al menos de una resolución de 16 bits (65536 steps), si se pretende un discernimiento de 0,2% cuando la carga es de 1 Amp. Por ejemplo los verificadores modelos ECA-200 y ECA-300 disponen de un Patrón de energía de 24bit de resolución. Facilidad operativa. Régimen de uso La facilidad operativa del Verificador es indudable, especialmente al tratarse de mediciones in-situ donde poder evitar la molestia al usuario es determinante para los tiempos de aplicación. Si bien las condiciones y modalidades operativas difieren en cada lugar, se estima que una operatoria de contraste puede demandar un tiempo equivalente a 5 operatorias de verificación. Por otro lado toda la secuencia operativa de un verificador es naturalmente mas simple. Un operador de Verificador puede atender hasta 20 medidores por jornada. Esta característica resulta determinante cuando se necesita llevar a cabo una Campaña de Control de Perdidas no técnicas, en razón de la necesidad de disponer de un volumen significativo de información cierta y mostrar señal de la acción de control. Nivel de Inversión. Relación costo/beneficio Los niveles de inversión resultan también distintos. La mayor rigurosidad de la medición cuando se trata de determinar la curva de error de un medidor, seguramente hace que el nivel de precio de un contrastador ortodoxo resulte significativamente superior al de un Verificador. Si bien, como se vio mas arriba, el Verificador dispone de alguna chance de ser aplicado en operatorias de contraste, no parece justificarse la reciproca. El Contrastador demanda mayor inversión e impone una operatoria lenta y mas costosa, por lo que la relación costo/beneficio no es buena frente al verificador. Por otro lado, en aplicaciones de contraste, el verificador tiene una limitación estructural para el contraste al carecer de modo directo y selección de rangos. Conclusiones Del análisis realizado sobre los distintos aspectos técnicos, operativos y de aplicación, se observa que se trata de dos equipos distintos, y que si bien se reconoce una zona de solapamiento de aplicaciones, parece claro desde el punto de vista técnico y económico no se justifica adoptar un contrastador por ejemplo en Campañas de Control de Perdidas porque no se trata de determinar si el medidor ha sido alterado en un 0,5%, 1 o 2%, y tampoco resulta adecuado un Verificador para aplicar a rutinas de contraste conforme a norma sin disponer de la posibilidad de medición directa.

8 Verificadores monofásicos de Energía. Uso y aplicación de ECA-200 en diferentes tipos de medidores de energía. Las campañas de Control y Reducción de Perdidas, Atención de Reclamos de Clientes y Control de Calidad del parque de medidores, demanda disponer de equipos de campo, de operatoria fácil y segura, robustos, confiables y de bajo precio. El operador encuentra en un solo instrumento todas las facilidades para realizar el control del sistema de medición en el punto de suministro. Si el medidor esta bajo carga, el ECA- 200 verifica la exactitud sin necesidad de interrumpir el suministro. En caso de que el cliente no este consumiendo, el ECA-200 dispone de un Simulador de Carga interno a través del cual se inyecta corriente al medidor y se procede a la verificación. El ECA-200 dispone de un patrón interno mejor a 0,2%. Incluyendo el transductor de corriente modelo TI-Q, el equipo certifi- ca mejor a 0,5%. Las mediciones y resultados de la verificación quedan almacenados en la memoria interna con fecha y hora de ocurrencia. El Menú operativo y la memoria admiten también el ingreso de Novedades encontradas en el lugar durante la medición, sobre los trabajos realizados y sobre la seguridad en la vía pública. Un Accesorio opcional (Transductor ECA-TE), conectado al canal auxiliar del ECA-200 permite comparar la energía que pasa por el medidor con la suministrada desde la red para detectar derivaciones ocultas. El ECA-200 también aplica como Multímetro midiendo valores RMS instantáneos de Tensión, Corriente, Potencia Activa, Potencia Reactiva, Potencia Aparente, Energía Activa, FP y cos fi, y Frecuencia de línea. < Impreciso y riesgoso Aplicando el método tradicional potenciatiempo mediante el uso de un artefacto de uso domiciliario como carga para la prueba. Resultado confiable y operatoria segura Verificación contrastando Energía con el Patrón del ECA-200 e inyectando carga sintetizada. >

9 Ejemplos de uso y aplicación: El ECA-200 puede verificar medidores monofásicos de 2 hilos (1 bobina de corriente), y medidores de 3 hilos (2 bobinas de corriente), puede aplicarse en medidores trifásicos midiendo fase por fase o en modo homopolar. La exactitud de la medición no es afectada por variaciones de carga, permitiendo verificar el medidor sin desconectarlo de la red y bajo el régimen de carga del usuario. Cuando no hay carga conectada se aplica el Simulador de Carga interno del ECA-200. La salida del Simulador de Carga está galvanicamente aislada y puede aplicarse en una fase por vez, por lo tanto en medidores de 3 hilos y medidores trifásicos es necesario desvincular el medidor de la red. En los ejemplos de conexionado que siguen se indica el factor por el cual debe ser afectada la constante kd del medidor para compensar la diferencia de configuración que aplica el medidor y el ECA-200, midiendo simultáneamente la misma carga. Los ejemplos de conexionado son extensibles a otros verificadores monofásicos Ecamec tales como el ECA-100Y y el ECA Recomendamos la lectura del manual de usuario de su equipo previamente a la aplicación de los métodos citados a continuación. 1) Medidor de 2 hilos sin inyectar carga La FIG. 1 muestra el esquema de conexionado para medidores monofásicos de 2 hilos. Cuando la instalación se hace del lado de la carga, el TI debe ubicarse entre el medidor y el cable de conexión AZUL, para que contabilice igual consumo que el medidor (carga del usuario + consumo del ECA-200) pre es posible conformar una espira debido a la característica de la instalación eléctrica (Ej.: Sección y largo de los conductores, espacio libre, etc.) Cuando no sea factible conformar una espira puede aplicarse un transductor TI-Flex de 860 MM para procurar el mismo comportamiento del ECA-200. a) Espira de medición: La FIG. 2 muestra a los 2 conductores de línea o fase atravesando el TI. Uno de los conductores debe conformar una espira o rulo, con el fin de atravesar al TI en sentido inverso. El TI actúa como sumador y el ECA-200 se comporta como un equipo con 2 Patrones de Energía. No siemb) TI-Flex en ocho : La FIG. 3 muestra la manera de instalar el TI-Flex de 860MM. El plano que contiene la ventana del TI debe alabearse 180 de modo que la bobina del TI-Flex describa la figura de un ocho equivalente a 2 ventanas. Se hace pasar 1 conductor de fase por cada ventana. El resultado de la medición es equivalente a la medición con la espira, sin necesidad de modificar o forzar la posición de los cables en la instalación eléctrica. 2) Medidor de 3 hilos sin inyectar carga Se pueden aplicar 2 modos de medición: 3) Medidor de 2 hilos Inyectando carga: El cable ROJO del Inyector debe ser conectado a la entrada de la bobina de corriente y el cable AZUL a la salida de la bobina de corriente. El TI debe quedar instalado dentro del lazo de corriente simulada. Es decir, entre el medidor y el cable de conexión AZUL. Ver esquema de la FIG. 4. El ECA-200 admite mantener al medidor conectado a la carga del usuario, por lo tanto es posible verificar sumando la carga real y simulada. Si el cable de suministro (bajada de la red), es del tipo Concéntrico o Coaxial, la conexión del cable ROJO se debe hacer sobre la bornera del medidor. En ese caso es necesario retirar la tapa de bornera y adecuar el elemento de conexión. Puede aplicarse un conector tipo cocodrilo o una punta de prueba.

10 4) Medidor de 3 hilos Inyectando Carga: La verificación en medidor de 3 hilos Inyectando Carga exige desconectar el medidor del lado carga y proceder a verificar cada uno de los sistemas wattimétricos por separado según se indica en la FIG.5. Esta configuración de medición asume que las constantes de cada wattimetro del medidor son iguales y de valor Kd/2. a) Verificación fase por fase. El método asume que la respuesta del medidor no se modifica al energizar un sólo sistema wattimetrico y que la constante Kd = 3 Ki, donde Ki es la constante de cada sistema wattimetrico. La FIG. 7 muestra el conexionado que debe repetirse para cada fase del medidor. 5) Medidor de 3 hilos Inyectando Carga con Inyector Auxiliar: Es posible verificar medidores de 3 hilos (2 sistemas wattimetricos) con Inyección de Carga aplicando 2 Inyectores galvanicamente separados. Esta configuración de medición asume que las constantes de cada wattímetro del medidor son iguales y de valor Kd/2 y por lo tanto no exige que los Inyectores de Carga estén apareados. La FIG. 6 muestra el esquema de conexión que aplica un Inyector de Carga auxiliar modelo Ym-10. El Ym-10 es un inyector con características equivalentes al inyector implantado en el ECA-200, por lo tanto las 2 cargas simuladas en cada una de las bobinas de corriente del medidor son equivalentes. b) Verificación homopolar: (Ver FIG. 8) Asume que la respuesta del medidor no se modifica al energizar todas las bobinas de tensión en paralelo y desde una misma fase. Las bobinas de corriente se interconectan en serie y se le inyecta carga desde el ECA ) Medidor trifásico Inyectando Carga: Para poder aplicar el Inyector de Carga en un medidor trifásico es necesario desconectar el medidor del lado carga. Hay 2 modos posibles de aplicación:

11 Verificador de Medidores. El ECA-300 aplicado a la detección de PNT. El ECA-300 es un nuevo Verificador de medidores tanto trifásicos como monofásicos, que incluye además un completo modo de registro de parámetros eléctricos, combinando dos instrumentos en uno. Sumado a otras poderosas prestaciones, permite el análisis completo del punto de suministro, la evaluación de la modalidad de consumo y la detección de fallas o anomalias en la instalación. El equipo opera desde una batería interna que le confiere una autonomía de más de 15 horas. El ECA-300 dispone de 3 modos operativos principales que son: Modo Verificador, Modo Multímetro y Modo Registrador. El modo verificador permite ingresar todos los parámetros relacionados con el punto de suministro a verificar, como ser la constante de energía del medidor, relación de transformadores de medida del cliente, número de medidor y número de cliente. El operador puede desde el teclado realizar un completo informe del estado en que se encuentra la instalación como así también reportar los trabajos realizados en la misma. El modo Multímetro consiste en una herramienta tan práctica como eficaz para poder realizar análisis de los parámetros instantáneos. Mediante amplios dígitos permite visualizar los valores trifásicos de Tensión Fase-Neutro, Corriente, Potencia Activa, Potencia Reactiva, Potencia Aparente, Factor de Potencia, Coseno Fi, Frecuencia, Tensiones Línea-Línea y Fase de Tensión de Línea. Todos estos parámetros pueden visualizarse en forma consecutiva y el modo cuenta a su vez con 3 grupos de valores para visualizar en forma simultánea 12 parámetros preseteados. Adicionalmente presenta un esquema vectorial del sistema eléctrico en el que el operador puede detectar rápidamente errores en el conexionado del medidor, la secuencia de fases de la red o cualquier anomalía que pueda perjudicar el desempeño del medidor. designar el grado de detalle temporal con que se quiere realizar el estudio. Mediante la lectura a través del puerto USB del ECA-300 se transfiere a la PC el registro, que luego es procesado y visualizado mediante la aplicación Informes, permitiendo amplio grado de personalización de los reportes, gráficas y análisis de la información. Si bien todas las funciones mencionadas hacen del ECA-300 un equipo versátil, su principal aplicación es la detección de pérdidas no técnicas. A continuación describimos 4 ejemplos prácticos, para la detección de pérdidas utilizando las funciones incorporadas en el ECA Comparación de Energía El equipo determina por comparación con su patrón interno de 0,2% el desvío porcentual del medidor de energía activa. El operador ingresa la constante de energía del medidor, la relación del transformador de medida y la cantidad de vueltas o impulsos a contabilizar. Seguidamente deberá iniciar la medida y contabilizar las vueltas programadas, ya sea manualmente o bien mediante el cabezal accesorio automático. Al finalizar la cuenta obtiene en pantalla el error del medidor de energía. La tendencia de uso de medidores de tecnología electrónica aumenta a su vez la cantidad de puntos de medición en donde se contabiliza simultáneamente la energía reactiva en los clientes. El ECA-300 incluye en el modo de verificación, la comparación de energía reactiva del medidor utilizando un método análogo al de energía activa. Internamente el ECA-300 cuenta con 3 wattímetros independientes permitiendo configurar su disposición para medir sobre cualquier sistema de distribución ya sea de 2, 3 ó 4 hilos. Todas las verificaciones realizadas son almacenadas en la memoria del equipo con fecha y hora, permitiendo realizar estadística de los datos y auditoría del trabajo realizado en campo. 2. Detección de desviación de energía El modo Registrador, permite la programación de el inicio y final del registro, y el tiempo de promediación de los intervalos para Con el uso de dos canales de corriente del ECA-300 y una función específica de Balance de carga el instrumento permite comparar las cargas en dos puntos de una misma línea con el fin de detectar derivaciones intermedias ocultas o no declaradas. Para los casos en que los puntos a medir se encuentran sustancialmente alejados, se puede extender el alcance de una de las pinzas de corriente mediante una prolongación. Un caso típico de verificación en instalaciones bifilares es la comparación entre la acometida y el nicho del medidor. En la figura 1 se observa un esquema de este procedimiento.

12 Figura 1. Figura 3. Esquema vectorial en el modo Multímetro 3. Verificación de instalación mediante Esquemas Vectoriales En el modo multímetro, un esquema vectorial muestra el sistema bajo prueba y permite al operador conocer si existen alteraciones en las correspondencias tensión/corriente de medidores indirectos, o bien detectar la conexión inversa de una de las corrientes en el circuito de corriente del medidor. En la figura 2 se observa un esquema de una instalación en la que la corriente I1 ingresa en sentido opuesto al medidor, provocando un error del orden del -66%. La figura 3 muestra la detección de esta anomalía en el esquema vectorial del ECA Verificación de relación de transformación en instalaciones con medición indirecta El operador puede verificar la relación de transformación de los TI de una instalación, con una función específica para este fin. La opción Verificar TI, muestra en pantalla el error de conversión del transformador, realizando una medida simultánea de las intensidades de primario y secundario. Permite de esta forma reconocer errores de rotulación, el mal funcionamiento o bien adulteraciones en el compacto de medida. Figura 2.

13 Tecnología Rogowski Introducción Los sensores de corriente basados en la bobina de Rogowski se han utilizado desde sus primeros desarrollos para la medición de transitorios en laboratorios de altas corrientes y en otras aplicaciones de gran ancho de banda. Debido a las características que ofrece esta tecnología, los transductores de Rogowski se han convertido en el sensor preferido de la actual generación de instrumentos de aplicación industrial. Igual tendencia se observa en los medidores de consumo de energía eléctrica utilizados para la facturación. Una de las principales ventajas de la bobina de Rogowski es su linealidad inherente. Al no poseer elementos susceptibles de saturación magnética su rango dinámico es excepcionalmente amplio. Un mismo sensor puede utilizarse para medir corrientes inferiores a 1A o corrientes del orden de los ka. La tensión de salida del sensor está dada por la ecuación: en donde μ núcleo es la permeabilidad magnética del núcleo, N el número de espiras, y A el área transversal del núcleo. Figura 1 Figura 2 Desde el punto de vista constructivo, el sensor primario consiste en un arrollamiento de alambre sobre un núcleo no magnético de forma toridal. Con arrollamientos del tipo rígidos, pueden obtenerse precisiones inferiores al 0,1% en todo el rango dinámico, pero presentan la desventaja de no poder insertarse en el circuito de medición sin interrumpir el suministro. Los arrollamientos semirigidos o de núcleo partido son los que siguen en precisión (en el orden del 0,1%), y no presentan la desventaja de los rígidos. Por lo general, los arrollamientos de tipo flexible son los de uso mas conveniente para aplicaciones industriales y en equipos portátiles. Las precisiones que se obtienen con estos son del orden de 0,2% en todo el rango dinámico. Ofrecen la posibilidad de poder utilizarse en espacios confinados y de poder abrazar conductores de gran sección, incluso medir simultáneamente corrientes de diferentes conductores. La calidad del transductor Rogowski esta muy condicionada a la precisión constructiva para asegurar la homogeneidad del arrollamiento y su durabilidad con el uso. Las imperfecciones en la geometría del arrollamiento tornan al sensor susceptible a la captación de campos magnéticos externos, provenientes de conductores adyacentes. Asimismo, estas pequeñas variaciones constructivas devienen en una variación de la salida del transductor en función de la posición del conductor dentro del área de la ventana. La característica derivativa del sensor primario hace necesaria la integración de la tensión de salida. En las aplicaciones de alta frecuencia (>100kHz) es factible el uso de un integrador pasivo. Para las aplicaciones industriales (50/60Hz) es necesario implementar un integrador activo conformado por un amplificador operacional cuya característica de salida típica se observa en la figura 2. La tensión de salida del conjunto sensor e integrador será proporcional a la corriente según la ecuación: Figura 3

14 Verificaciones de rutina y calibración, recomendaciones de instalación: Luego del proceso de fabricación del transductor modelo TI- Flex, los sensores son sometidos a ensayos de lote donde se verifica la homogeneidad del arrollamiento. Mediante esta prueba se busca detectar piezas que no cumplan con los límites especificados, tanto en sensibilidad posicional como en la captación de campos vecinos. Se observa en la tabla 1 los resultados típicos del ensayo de rutina de un lote de producción. Durante la calibración del TI, se coloca la corriente de referencia atravesando el punto 1 de la figura 3 obteniéndose en esta posición errores relativos en la banda de +-0,2%. La posición adoptada para la calibración se debe que esta, a diferencia de la posición central puede ser fácilmente alcanzada y mantenida en condiciones de uso normales. En la figura 3 se destaca un área próxima al cierre del lazo, que debe ser evitada durante la instalación del TI, ya que por tratarse del solapamiento del bobinado presenta una discontinuidad, y un consecuente aumento del error en la medición. Puede observarse en los resultados mostrados en la tabla 1 que la instalación del TI-Flex en otros puntos diferentes al de calibración (1) no condiciona la clase de la medición aunque incrementa la incertidumbre de la medida hasta un máximo de +-1%. Posi en mv, e% error relativo, 5 y 6 corresponden a posición del TI en un plano oblicuo de ±75º respecto a la perpendicular del conductor. Tabla 1 Transductor Rogowski Flexible modelo TI-Flex y transductor Rogowski semirigido modelo TI-Q.

15 Sensores de corriente, comparativa de tecnologías. 1. Resumen de Contenidos En los equipos portátiles de medición de energía, la componente que más compromete la exactitud y precisión del sistema es el sensor de corriente. El desarrollo del trabajo presenta las alternativas de uso mas frecuente para la medición in situ destacando los atributos y puntos débiles de cada una de ellas. Se presenta como alternativa un nuevo tipo de sensor de corriente cuya incidencia en la incertidumbre de la medición está minimizada. 2. Introducción En la explotación de los Sistemas de Distribución y Comercialización de la Electricidad, la necesidad de la medición de energía eléctrica, ha ido en aumento. Para el control de medidores in situ, para programas de reducción de pérdidas, y para la atención de reclamos de clientes el tipo de instrumento a utilizar es muy variado, pero la mayor tendencia corresponde a los equipos portátiles de Verificación y/o Contraste de medidores de energía eléctrica. 3. Desarrollo Esquema de medición. Conceptualmente los bloques que conforman un sistema de medición de energía se dividen en: sensor de tensión, sensor de corriente y módulo de medición y cálculo. Módulo de medición y cálculo. Esta conformado casi en su totalidad por componentes de tratamiento digital. Los principales elementos son el conversor analógico digital y el procesador digital de señal (DSP). Son sistemas de gran resolución (generalmente inferiores a 0.02%) y con capacidad para realizar cientos de millones de operaciones en punto flotante por segundo. Complementariamente el post procesamiento de las señales analógicas medidas permite corregir alinealidades propias de las otras partes del sistema con algoritmos de cálculo adecuados. Este bloque tampoco representa una limitación. Sensor de corriente. La medición de este parámetro presenta una exigencia tecnológica importante dado el gran rango de variación al que está sometida la corriente. Es mandatorio contar con sensores de rango dinámico no inferiores a 500:1, o bien la posibilidad de modificar el alcance para adecuarlos a los distintos regímenes de carga. Se distinguen dos tipos principales según la geometría del circuito magnético: transductor de geometría fija y transductor de geometría variable. Los transductores de geometría rígida tienen menos dependencia en su exactitud en función del conexionado o instalación, ya que su estructura física es constante y no varia entre una medida y otra. Se destacan los transformadores de intensidad de núcleo cerrado y los shunts. En ambos casos la principal desventaja para un trabajo in situ es que requieren interrumpir el circuito para su instalación. El caso del shunt posee una desventaja adicional y es que queda vinculado eléctricamente a la red, constituyendo esto una verdadera limitación en sistemas trifásicos. Los transductores de geometría variable también conocidos como transformadores de corriente de núcleo partido o abrible, son los preferidos para medición en terreno ya que reducen el riesgo operativo, agilizan la operatoria y permiten su instalación sin la interrupción del circuito eléctrico. Los de uso mas difundido son los transductores tipo pinza de núcleo ferroso y los transductores flexibles de núcleo de aire. La exactitud y la precisión en la medición de energía están condicionadas por la tecnología aplicada en cada parte del sistema. La exactitud y la incertidumbre resultante de la combinación de las partes determinara si la tecnología aplicada es aceptable para la aplicación especifica. Sensor de tensión. Las tecnologías de más amplio uso son los transformadores de tensión de núcleo de hierro y los divisores resistivos. Si bien difieren en cuanto a la posibilidad de aplicación ambas técnicas presentan características de linealidad y ancho de banda que satisfacen los requerimientos del sistema aquí tratado. El sensor de tensión no constituye un elemento limitante en el sistema. A) Pinza Amperométrica de núcleo de hierro Principio de funcionamiento. El material constructivo del núcleo posee una excelente permeabilidad magnética (μh 2000 a 60000) lo que le confiere una sensibilidad excepcional (entre 1mV/A y 100mV/A) presentando una muy buena relación señal ruido, aún midiendo bajos niveles de corriente. La permeabilidad esta dada por la fórmula:

16 ; en donde B es la densidad de flujo magnético y H es la intensidad de campo magnético. la curva típica de permeabilidad magnética del hierro se observa en el siguiente gráfico: El flujo magnético dentro del núcleo es directamente dependiente de la reluctancia del núcleo: En donde fmm es la fuerza magnetomotriz y R es la reluctancia del circuito magnético y esta dada por: ; en donde l es la longitud del circuito magnético En un circuito magnético con entrehierro esta reluctancia estará dada por la combinación de la reluctancia del circuito de hierro sumada a la reluctancia del entrehierro, según: La tensión entregada por el transductor será proporcional a la variación del flujo magnético en su núcleo, y por tanto será proporcional al campo magnético y al área del núcleo, según la relación: que es equivalente a: ; donde φ es el flujo magnético y esta dado por: ; en donde A es el área del núcleo. El segundo término de la fórmula anterior tiene importante influencia en el resultado final de la reluctancia, y su aumento es altamente sensible a la presencia de imperfecciones en el cierre. Para el diseño de pinzas amperométricas concebidas para la medición de grandes corrientes (miles de ampéres) deberá tenerse en cuenta que la sección del núcleo sea adecuada para evitar la saturación del mismo. De aquí se deriva la necesidad de un aumento en el volumen (y por consecuente la masa) del núcleo para mantener la relación B/H en la zona lineal. La curva típica del hierro es una limitación importante para la construcción de pinzas de alto rango dinámico. Actualmente, el tratamiento digital de la señal mejora este déficit logrando alcanzar rangos de hasta 1000:1. Incidencia del entrehierro. Desafortunadamente el excepcional beneficio de la permeabilidad magnética del hierro para la concepción de un transductor de corriente con alta relación de transferencia, en igual proporción se transforma en una desventaja cuando el cierre del circuito magnético es imperfecto. La imperfección en el cierre tiene que ver con cuestiones constructivas, de mantenimiento y operativas. La suciedad, el óxido o el natural desajuste mecánico de los cierres provocado por el uso, conllevan a la aparición de entrehierros, que aunque imperceptibles para el operador, desmejoran la exactitud del sistema. Figura 1. Esquema de una pinza amperométrica de núcleo de hierro. Ensayos de laboratorio demuestran que la exactitud y la incertidumbre bajo las condiciones de medición en terreno con pinzas de hierro desmejoran en 1 orden de magnitud a causa del cierre imperfecto. Un desajuste inferior a 50 micrones es suficiente para desmejorar la exactitud en hasta 5 veces. En la siguiente tabla se observa el error relativo porcentual medio para diferentes condiciones de entrehierro, medidos en una pinza de hierro estándar:

17 Sensibilidad posicional. Excepto en pinzas de pequeño diámetro o dimensión de ventana, siempre hay una incidencia en la exactitud por la posición relativa del conductor dentro de la misma. El desajuste del entrehierro también afectará significativamente la sensibilidad posicional, obligando a procurar el alineamiento adecuado de los transductores al instalarlos en el circuito de medida, lo cual no siempre es factible en el terreno. B) Transductor de núcleo de aire (Bobina de Rogowski) Principio de funcionamiento. El sensor de corriente esta constituido por un inductor con núcleo de aire de tipo toroidal, cuya salida de tensión es proporcional a la derivada de la corriente a medir, según: ;donde M es la inductancia mutua del arrollamiento. Permeabilidad magnética del aire. La característica derivativa de la señal entregada por la bobina de Rogowski obliga a una integración en el tiempo a fin de obtener una señal proporcional a la corriente a medir: En mediciones de frecuencia industrial y hasta algunos miles de hertz la integración es llevada a cabo por un integrador del tipo activo analógico o digital. Este acondicionamiento de la señal hace necesario disponer de tensiones de alimentación, lo que en determinados casos se torna poco práctico. Esto no constituye una limitación si el sistema de medición contempla de antemano el empleo de este tipo de transductor. La tendencia actual de los módulos integrados de medición de energía es disponer en su cadena de tratamiento de señal este proceso de integración, para poder aplicar sensores Rogowski en forma directa. Sensibilidad y dependencia del entrehierro. La baja permeabilidad magnética del núcleo de aire hace que su Reluctancia sea notablemente mas alta que la de los materiales ferrosos. Esto trae como beneficio que el sensor de Rogowski no se vea afectado por deficiencias en el cierre. Puede deducirse esta aseveración de la observación de la ecuación de su reluctancia: Figura 2. Esquema del sensor de Rogowski. Dadas las características magnéticas del núcleo, la curva de respuesta a diferencia del hierro, es absolutamente lineal. No existe saturación del núcleo por lo cual puede medir grandes corrientes sin preocupación por deformación o rotura. Tampoco requiere de circuitos o algoritmos de compensación digital de su salida.

18 Sensibilidad posicional. Al igual que ocurre en las pinzas de hierro, en los sensores de Rogowski también se presentan variaciones de sensibilidad respecto de la posición del conductor dentro del área de la bobina. La desventaja en los transductores de núcleo de aire, es que debido a su gran dimensión de ventana, este cambio es más evidente. En el siguiente gráfico se observa una distribución típica de estas variaciones posicionales: Figura 3. Reluctancia de un transductor con núcleo de aire. Como las magnitudes de μn y μa son similares la influencia del término de la reluctancia aportada por el entrehierro es despreciable. La discontinuidad en el cierre debe ser del orden de 1mm para provocar una disminución de sensibilidad de señal del 1%. Es decir, un entrehierro ó abertura tan grosera como 0,1mm desmejora la exactitud en tan solo 0,1%, mientras que no afecta en absoluto el error de fase. Esta excelente característica, tiene como contraparte que la sensibilidad es extremadamente baja. Típicamente un sensor Rogowski de uso industrial, posee una sensibilidad del orden de los 100uV/A. Esta característica los torna sensibles al ruido eléctrico, por lo que es necesario adoptar técnicas de blindaje y cancelación de ruido en las etapas de acondicionamiento de la señal, medidas que son mandatorias para la medición de corrientes inferiores a 10A. Respuesta en frecuencia. Otra excelente característica de los transductores de núcleo de aire es su respuesta en frecuencia, la cual es perfectamente lineal desde algunos Hz hasta los 10kHz. La limitación de este ancho de banda por debajo de los 10kHz estará dada por la técnica de integración de la señal adoptada y de su implementación tecnológica. De igual forma que en las pinzas de hierro, los campos magnéticos externos aportan señales espurias al sensor de Rogowski. Para un campo magnético externo generado por una corriente externa que fluye en forma paralela a la corriente que se esta midiendo (caso más desfavorable) se observa un aporte de aproximadamente un 1% del valor que aportaría si esta corriente espuria circulara por el interior del sensor. Ventajas operativas. La flexibilidad del sensor facilita la colocación en instalaciones de espacios reducidos. El bajo peso elimina la posibilidad de daño por caídas y rotura de los cables por arrancamiento. Los transductores de bobina flexible actualmente encuentran una marcada preferencia frente a las pinzas de hierro para las aplicaciones en campo. C) Transductor de Mínima Incertidumbre (TI-Q) Principio de funcionamiento. El TI-Q desarrollado consiste en un arreglo tecnológico que combina algunas de las características más sobresalientes de las dos alternativas hasta ahora presentadas. Se trata de una sucesión de arrollamientos de núcleo de aire dispuestos sobre una circunferencia que permite un significativo incremento de la sensibilidad. De esta forma se mejora la relación señal / ruido, poniendo a este transductor en igual plano que los de núcleo de hierro respecto del ruido eléctrico en la medición de muy bajas corrientes. Simultáneamente se logra bajar el aporte de ruido proveniente de corrientes externas al

19 sensor. En la siguiente tabla se observan los resultados de ensayos de laboratorio en los que se aplicó una corriente externa (Iext) de sentido opuesto a la corriente medida (Iint). Se expresa la condición de prueba y el error relativo porcentual. En este arreglo la densidad de vueltas es sensiblemente superior a una bobina de Rogowski tradicional, con lo cual se logra una sensibilidad del orden de 5mV/A (alrededor de 50 veces mayor). Esta sensibilidad es comparable a la de una pinza amperométrica de núcleo ferroso. Se realizaron ensayos de laboratorio aplicando un campo eléctrico externo para verificar el nivel de incidencia del mismo sobre la medición de corriente del TI-Q. Se expresa la condición de prueba y el error relativo porcentual. El transductor de corriente de mínima incertidumbre modelo TI-Q. Incidencia del entrehierro. Al igual que en los sensores Rogowski, la baja reluctancia que presenta el circuito magnético de este transductor hace que la dependencia del desajuste mecánico del cierre sea muy baja. En la siguiente tabla se presentan ensayos de laboratorio en donde fue provocado un entrehierro y verificado el cambio del error relativo porcentual en la medición de energía. Linealidad de la curva de respuesta. Por tratarse de un núcleo de aire, al igual que Rogowski, el transductor de mínima incertidumbre presenta una curva B/H perfectamente lineal. A continuación se detallan los valores obtenidos en la medición de energía utilizando como sensor un TI-Q, sin realizar compensaciones de linealidad en el módulo de medición. Se tomaron medidas para diferente amplitudes de corriente y diferentes factores de potencia, se presentan en la siguiente tabla los errores relativos porcentuales obtenidos para cada punto de prueba: El último punto de la tabla corresponde a un entrehierro provocado de 0.5mm y adicionando una corriente externa de igual magnitud y sentido contrario a la corriente interna. Se observa que aún con aperturas groseras del orden del milímetro, la exactitud se mantiene por debajo del 1%. Respuesta en frecuencia. El aumento en la densidad de vueltas trae apareado un aumento en la inductancia del sensor, lo que a su vez provoca una disminución en el ancho de banda. La respuesta del mismo se mantiene plana hasta una frecuencia del orden de los 4kHz. Si bien es inferior a la mitad de la alcanzada por un transductor Rogowski tradicional, para aplicaciones de frecuencia industrial es superior al requerido.

20 Cálculo de incertidumbre. Obtenidos los errores relativos porcentuales de cada uno de los ensayos anteriores, se calcula la incertidumbre expandida para la medición de energía con el transductor de corriente desarrollado, combinando los desvíos estándar de cada una de las pruebas, el valor obtenido es de 0.32% para un intervalo de confianza del 95%. Característica mecánica. La necesidad de mantener la geometría del sensor hacen imposible que este sea flexible, por lo que esta ventaja se pierde en el TI-Q. Su volumen es inferior al de una pinza de hierro de igual capacidad de corriente máxima, y su peso es entre 3 y 5 veces inferior. 4. Conclusión La reducción del aporte de las diferentes fuentes de incertidumbre en el nuevo transductor desarrollado lo colocan en ventaja frente a las otras tecnologías de uso en terreno, y posibilita utilizar toda la potencialidad de los circuitos electrónicos de medición de parámetros eléctricos. Se presenta a modo de resúmen una tabla comparativa de los diferentes aspectos evaluados para cada una de las tecnologías. Bibliografia V. Nassisi and A. Luches, Rogowski coils theory and experimental results, Rev. Sci. Instrum. 50(7), July O. A. Medina, Caracterización de bobinas Rogowski, Tesis de Ingenieria U.B.A William Koon, Application Engineering, Analog Devices, Current Sensing for Energy Metering. W. F. Ray and C. R. Hewson, Power Electronic Measurement Ltd. High Performance Rogowski Current Transducers. W. E. Gettys, F. J. Keller and M. J. Skove, Fisica clásica y moderna cap 26, 27 y 29. Ed Mc. Graw Hill. Power Electronic Measurements Ltd., RCTi Accuracy. Fuente: Transductor de corriente de mínima incertidumbre - Julio Bortolin y Javier Figueroa, presentado y seleccionado en el 2º Concurso Técnico Científico Internacional BIEL light+building 2007.