1.- CONEXIONES DE LOS CONTADORES DE ENERGÍA ELÉCTRICA
1.1.- GENERALIDADES.
Los contadores son los aparatos destinados a la medición de la energía. El sistema de medida empleado por el contador debe corresponder con el sistema de conexión de los transformadores de medida. Quiere esto decir que, si la conexión de los transformadores de medida es Aron, los contadores deben ser de la misma conexión (3 hilos) y, por el contrario, si la conexión de los transformadores de medida es estrella, los contadores deberán llevar esa misma conexión estrella (4 hilos).
1.2.- CONTADOR ACTIVA TRES HILOS "ARON".
Está constituido por dos elementos vatimétricos conexionados en Aron y, se emplea exclusivamente en A.T.
En cuanto a la conexión, existen tres modalidades que se representan, respectivamente, en las figuras 1, 2 y 3 siguientes.
Figura 1
Figura 2
Figura 3
1.3.- CONTADOR REACTIVA TRES HILOS "ARON".
Está constituido por dos vatímetros en Aron, y su empleo se limita a medidas de energía en A.T.
En cuanto a la conexión interior, existen tres tipos de contadores:
• Contadores con conexión intercambiada de las bobinas de tensión (fig.4).
• Contadores con resistencias adicionales en los circuitos de tensión (fig. 6).
• Contadores con resistencias óhmicas adicionales en los circuitos de tensión e intensidad (fig. 7).
Figura 4
En estos contadores, junto a la placa de características aparece una indicación sobre una chapita como la representada en la fig. 5.
Figura 5
Esta indicación significa que hay que conectar las tensiones al contador según este orden de fases del sistema, para lo cual es necesario determinarlas antes por medio de un indicador de sentido de giro.
En los contadores a que se refiere la figura 6, no hay que tener en cuenta el orden de fases del sistema, ya que es indiferente con respecto a su sentido de giro.
Figura 6
En el tipo de contadores de la figura 7, tampoco influye el sentido de giro de las fases del sistema.
Figura 7
1.4.- CONTADOR ACTIVA CUATRO HILOS "ESTRELLA".
Está constituido por tres elementos vatimétricos conectados en estrella. Este tipo de contador se utiliza para medidas de energía en B.T. y A.T.
Conexión:
a) Para B.T. puede o no llevar unificados los circuitos de tensión e intensidad (en el primer caso lleva puentes de tensión).
b) Para A.T. lleva separados los circuitos de tensión e intensidad (no lleva puentes de tensión).
Las figuras 8 y 9 siguientes muestran dos tipos de contadores trifásicos de cuatro hilos, que se diferencian en cuanto a la conexión de la placa de bornes.
Figura 8
Figura 9
Estos contadores tendrán o no puentes de tensión según su utilización, si llevan o no separados los circuitos de tensión e intensidad.
1.5.- CONTADOR REACTIVA CUATRO HILOS "ESTRELLA".
Está constituido por tres elementos vatimétricos conectados en estrella.
Se utiliza para medidas de energía reactiva en B.T. y A.T.
Conexión.
En la conexión interior existen dos tipos diferentes:
a) Con resistencias en serie con las bobinas de tensión (fig. 10).
b) Con resistencias en los circuitos de tensión e intensidad (fig. 11).
En ambos casos llevarán o no puentes de tensión en B.T., según el montaje que se utilice (con tensiones e intensidades juntas o separadas).
Figura 10
Figura 11
1.6.- CONTADOR REACTIVA "TRIANGULO" PARA SISTEMAS DE TRES O CUATRO HILOS.
Está constituido por tres elementos vatimétricos conectados en triángulo.
Se utiliza para medidas de energía en B.T. y A.T.
Conexión.
La conexión interior es en triángulo, pero las bobinas de tensión van conectadas a fases distintas de la correspondiente bobina de intensidad. (Se suele denominar también conexión artificiosa).
Figura 12
Este contador lleva también, junto a su placa de características, una chapíta similar a la de la figura 5.
Esta indicación significa que hay que mantener dicho orden de fases al conectar el contador.
La figura 13 muestra el aspecto exterior de estos contadores de cuatro hilos, de activa y reactiva.
Figura 13
1.7.- EJEMPLOS DE PLACAS DE CARACTERISTICAS DE CONTADORES.
PLACA DE CARACTERISTICAS DE UN CONTADOR TRIFASICO TRES HILOS ENERGIA ACTIVA (fig. 14).
Figura 14
Descripción:
(1) Totalizador de energía consumida en horas punta.
(2) Totalizador de energía consumida en horas llano.
(3) Flecha indicadora del totalizador que está funcionando.
(4) X 100 Coeficiente multiplicador del contador.
(5) Símbolo indicador de que tiene trinquete.
(6) Tipo: TB-7 .
(7) Indica que es trifásico de 3 hilos, es decir, no tiene neutro.
(8) Constante de giro: a 1 vuelta del disco corresponden 1333 Wh.
(9) Frecuencia: 50 Hz .
(10) Número de fabricación: N-° B 966003 .
(11) Intensidad: 50/5A. Significa que está preparado para acoplar con transformadores de intensidad de 50/5 A.
(12) Tensión: 20000/110 V. Significa que está preparado para acoplar con transformadores de tensión de 20000/110 V.
PLACA DE CARACTERISTICAS DE UN CONTADOR TRIFASICO CUATRO HILOS ENERGIA ACTIVA (fig. 15).
Figura 15
(1) Totalizador de energía consumida en horas punta.
(2) Totalizador de energía consumida en horas-llano.
(3) Flecha indicadora del totalizador que está funcionando.
(4) Coeficiente multiplicador del contador: x 10.
(5) Símbolo indicador de que tiene trinquete.
(6) Típo: T-7.
(7) Es trífásico de cuatro hilos, es decir, con neutro.
(8) Constante de giro: a 1 vuelta del disco corresponden 100 Wh. Esta constante sería también 10 revoluciones, para 1 kWh.
(9) Frecuencia: 50 Hz.
(10) Numero de fabricación: 1042707.
(11) Intensidad: 250/5A. Significa que está preparado para acoplar con transformadores de intensidad de 250/5 A.
(12) Tensión: 3 x220/380 V. Corresponde a un sistema B2
1.8.- CONTADORES CON TOTALIZADORES DE DOBLE TARIFA.
El consumo de energía eléctrica no es constante durante las veinticuatro horas del día.
Existen horas punta en la parte diurna del día en que la demanda es máxima, obligando a los generadores a trabajar sobrecargados o a disponer centrales de reserva. Existen también horas valle en la parte nocturna del día en que la demanda de energía es mínima, lo que obliga a los generadores a trabajar a fracciones de carga con bajo rendimiento o a dejar fuera de servicio las centrales de reserva, lo cual constituye un capital muerto. Las demás horas del día se denominan horas llano, en las que el consumo no fluctúa exageradamente.
El caso ideal, de máxima economía en la producción y distribución de la energía eléctrica, sería cuando el consumo fuera aproximadamente constante durante las horas del día. Para aproximarse a esto, las tarifas eléctricas están estructuradas para determinados tipos de suministro (actualmente también para abonados de alumbrado y usos domésticos), de tal forma que representan una reducción en el precio para horas valle y un incremento en el precio para horas punta.
Para la medición de la energía en estos casos se utilizan contadores de tarifas múltiples, que son contadores normales, provistos de varios sistemas totalizadores (uno por cada tarifa). Combinados con los contadores se disponen mecanismos de relojería que, a horas determinadas, conmutan la medición sobre el sistema totalizador correspondiente. Existen contadores de doble y triple tarifa, siendo el primero de ambos el más utilizado.
Los totalizadores que corresponden a cada tarifa son:
• Totalizador I para tarifa punta.
• Totalizador II para tarifa llano.
La figura 16 muestra el aspecto exterior de un contador de este tipo. Para que actúe uno u otro totalizador se utiliza un reloj interruptor (figura 17), al cual se le programan las horas de cada tarifa y éste, a su vez, energiza una bobina adosada a los totalizadores, la cual efectúa el cambio de uno a otro:
• Con la bobina energizada actúa el totalizador I.
• Con la bobina desenergizada actúa el totalizador II.
Figura 16
Figura 17
El esquema interior de este reloj interruptor corresponde al de la fig. 18 (puede variar según los tipos). Para efectuar el cambio de tarifa lleva un motor, alimentado a corriente alterna (220-110 V), que sirve para dar cuerda al sistema de relojería.
Figura 18
En el disco horario de la fig. 19 se observa que el totalizador I registrará la energía desde las 9 hasta las 13 horas, mientras que el totalizador II lo hará durante el resto del día, es decir, de 13 a 9 horas.
Para poner en servicio la instalación es necesario colocar el pivote de cierre (1) en la hora de comienzo del ciclo de punta y el pivote apertura (2) en la hora de final del ciclo de punta. Estos pivotes se diferencian, según el tipo de reloj, por letras indicativas o, en su defecto, habría que probar girando el disco en el sentido de la flecha para ver cuándo abre y cierra el contacto interruptor. Después de efectuada esta operación, es necesario poner en hora el reloj.
Figura 19
Puede ocurrir que al hacer el cambio de tarifa no se energize el totalizador I. Esto es debido, casi siempre, a que llega el mismo conductor de corriente a los dos bornes de la bobina. Para corregir esto es necesario invertir las entradas en la alimentación del motor del reloj horario.
En el esquema de la figura 20 se puede observar que la bobina de la doble tarifa no se energizará, ya que por un extremo y por otro le llega la fase S.
Figura 20
En la conexión de la figura 21 se ha corregido el defecto anterior invirtiendo las entradas de corriente en el motor del reloj horario, con lo que se energizará el totalizador I.
Figura 21
1.9.- CONTADORES CON MAXIMETRO.
El maxímetro puede ir incorporado a cualquier contador de activa, reactiva o aparente.
Generalmente se suele colocar en el contador de activa de los equipos de medida.
La misión que tiene el maxímetro es registrar la potencia máxima conectada por un abonado durante un período de 15 minutos, la cual va a servir para establecer el término de potencia a este abonado o unos recargos si se pasa de su potencia contratada, según la legislación vigente.
El contador lleva incorporado un cuadrante graduado en kilovatios (fig. 22) en el que se mueven dos agujas, una negra que está prendida solamente y una roja que es accionada por el equipo móvil del contador, arrastrando en su movimiento a la aguja negra.
La posición máxima que alcanza la aguja roja en cada período de 15 minutos, es proporcional a la potencia media registrada en la instalación, y aunque registra las puntas originadas por motores, cortocircuitos, etc., al ser éstas de corta duración su efecto queda prácticamente anulado al repartirse en los 15 minutos.
La aguja roja vuelve a cero cada 15 minutos, quedando fija la aguja negra en la posición a que ha sido arrastrada.
Supongamos que en un período de 15 minutos el maxímetro alcanza una potencia de 80 kW; si en el período siguiente la potencia se elevara a 88 kW, la aguja roja arrastraría a la negra hasta la nueva posición. Si la potencia se quedara en 72 kW (valor por debajo del anterior), la aguja roja no llegaría hasta la posición en que se encuentra la negra, por lo que la posición de esta última no variaría.
Figura 22
Hay que tener presente que la indicación del maxímetro no hace referencia a los kWh consumidos, ya que éstos son registrados por el totalizador ordinario del contador, sino que se refiere a los kilovatios de potencia medía empleados en el período de 15 minutos de mayor consumo:
Los períodos de integración de 15 minutos los da el contactor horario instalado independientemente del contador de energía (fig. 23). Este contactar mantiene energízada la bobina del maxímetro durante un período de 15 minutos, al cabo de los cuales se abre el contacto durante 15 segundos aproximadamente, lo que permite la caída de la aguja roja a la posición de cero, y de esta forma se irán repitiendo sucesivamente los períodos. Hay contadores con maxímetro que llevan incorporado interiormente el mecanismo de relojería.
Figura 23
Continua en: Contadores de energía eléctrica: conexiones y esquemas (y Parte 2ª)
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