50159543-NTC4052

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 4052 2003-11-26

EQUIPOS DE MEDICIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (C.A.). REQUISITOS PARTICULARES. MEDIDORES ESTÁTICOS DE ENERGÍA ACTIVA (CLASES 1 Y 2)

E:

ELECTRICITY METERING EQUIPMENT (AC). PARTICULAR REQUIREMENTS. STATIC METERS FOR ACTIVE ENERGY (CLASSES 1 AND 2)

CORRESPONDENCIA: CORRESPONDENCIA :

esta norma es modificada (MOD) con respecto a su documento de referencia la IEC 62053-21.

DESCRIPTORES: DESCRIPTORES:

medidor de energía activa; medidor de energía; medidor estático de energía; instrumento de medida; instrumento de medida eléctrica; contador de energía; medidor.

I.C.S.: 17.220.20 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. 6078888 - Fax 2221435

Prohibida su reproducción

Tercera actualización Editada 2003-12-11

PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993.

ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 4052 (Tercera actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo del 2003-11-26. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 144 Medidores de energía. ABB COLTAV COLTAVIRA IRA ACTARIS ACTARIS DE COLOMBIA COLOMBIA CAM COLOMBIA CENTRALES ELÉCTRICAS DE NORTE DE SANTANDER DIGITRON DISICO ELECTRIFICADORA DE SANTANDER ELECTRIFICADORA DEL TOLIMA EMPRESA ANTIOQUEÑA DE ENERGÍA – EADE EMPRESA DE ENERGÍA DE BOYACA EMPRESA DE ENERGÍA DE CUNDINAMARCA

EMPRESA DE ENERGÍA DE PEREIRA EMPRESA DE ENERGÍA DEL PACIFICO EPSA EMPRESAS MUNICIPALES DE CALI EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN HAP ELECTRÓNICA IMCOMELEC INELCA INGEMERC ISA MEDER S.A METRELEC INGENIERIA LTDA. MTE LTDA. RYMEL

Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración consideración de las siguientes empresas: ALDANA AG CEDELCA CHEC CIDET CODENSA CORPORACIÓN UNIVERSITARIA AUTÓNOMA DE OCCIDENTE OCCIDENTE CREG

DINTEC EDOSPINA ELECTRIFICADORA DEL CARIBE ELECTRIFICADORA DEL META ELECTROCOSTA EMPRESA DE ENERGÍA DEL QUINDIO INGENIERÍA Y REPRESENTACIONES REPRESENTACIONES INPEL

MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA PAFAL PROELECTRICA SCHLUMBERGER SERVIPROCOL SUATELL LTDA.

SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO TRANSFORMADORES C&CO ENERGY LTDA. UNIVERSIDAD DEL VALLE

ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN


NTC 4052 (Tercera actualización)

ACLARACIÓN Esta norma es modificada (MOD) con respecto a su documento de referencia la IEC 62053-21, en los siguientes aspectos:

Numeral Introducción y numeral 2 Introducción

8.4. Constante de medidor.

Modificaciones

Explicación

Se referencian algunas NTC idénticas a las IEC correspondientes En la segunda oración del último párrafo se adiciono lo relacionado con las condiciones de referencia, de la siguiente manera: Para aplicaciones especiales, otros niveles de ensayos “y condiciones de referencia” pueden ser necesarios y deberán ser acordados entre el usuario y el fabricante. Se adicionó al final del texto la oración “o lo definido por programación”.

Referenciar las Normas Técnicas Colombianas Considerar la posibilidad de que cuando se establezcan condiciones especiales, también se puedan considerar otras condiciones de referencia, las cuales deben ser acordadas entre el usuario y el fabricante En este tipo de medidores es común que esta información sea definida al programar el equipo

INTRODUCCIÓN Esta norma debe ser utilizada con las partes relevantes de las series IEC 62052, IEC 62053 e IEC 62059, Equipos de Medición de Energía Eléctrica: NTC 5226:2003 (IEC 62052-11:2003) NTC 2288: 2003 (IEC 62053-11:2003) NTC 2147: 2003 (IEC 62053-22:2003) NTC 4569: 2003 (IEC 62053-23:2003) NTC 4688: 1999 (IEC 62053-31:1998) NTC 4649: 1999 (IEC 62053-61:1998) IEC 62059-11:2002 IEC 62059-21:2002

Equipos de medición de energía eléctrica (c.a). Requisitos generales, ensayos y condiciones de ensayo Equipos de medición de energía eléctrica (c.a.). Requisitos particulares. Medidores electromecánicos de energía activa (Clases 0,5, 1 y 2) Equipos de medición de energía eléctrica (c.a.). Requisitos particulares. Medidores estáticos de energía activa (Clases 0,2 S y 0,5 S) Equipos de medición de energía eléctrica (c.a.). Requisitos particulares. Medidores estáticos de energía reactiva (clases 2 y 3) Equipo para medidores de electricidad - ca -. Requisitos particulares. Dispositivos de salida de pulsos para medidores electromecánicos y electrónicos - solamente dos hilos. Equipo para medidores de energía eléctrica -c.a- Requisitos particulares. Requisitos de tensión y consumo de potencia. Electricity metering equipment (a.c.) - Dependability - Part 11: General concepts Electricity metering equipment (a.c.) - Dependability - Part 21: Collection of meter dependability data from the field

Esta es una norma para los ensayos tipo de medidores de energía eléctrica. Cubre los requisitos particulares para medidores que están siendo utilizados para aplicaciones interiores y exteriores en grandes cantidades alrededor del mundo. La Norma no aplica a implementaciones especiales (tales como partes de medición y/o displays en cajas separadas).



Esta norma debe ser utilizada en conjunto con la NTC 5226 (IEC 62052-11). Cuando algún requerimiento de esta norma corresponda a un ítem ya especificado en la NTC 5226 (IEC 62052-11), los requerimiento de esta norma toman precedencia sobre los requerimientos de la NTC 5226 (IEC 62052-11). Esta norma hace diferencia entre: -

Medidores clase de exactitud 1 y medidores clase de exactitud 2.

-

Medidores clase de protección I y clase de Protección II.

-

Medidores para usar en circuitos equipados con o sin neutralizadores de falla a tierra.

Los niveles de ensayos requeridos son considerados como los valores mínimos para garantizar el funcionamiento apropiado del medidor bajo condiciones normales de trabajo. Para aplicaciones especiales, otros niveles de ensayos y condiciones de referencia pueden ser necesarios y deberán ser acordados entre el usuario y el fabricante.



EQUIPOS DE MEDICIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (C.A.). REQUISITOS PARTICULARES. MEDIDORES ESTÁTICOS DE ENERGÍA ACTIVA (CLASES 1 Y 2)

1.

ALCANCE

Esta norma aplica solamente a medidores estáticos nuevos de clase de exactitud 1 y 2, destinados a la medición de la energía eléctrica activa de corriente alterna en circuitos con frecuencia de 50 Hz ó 60 Hz y aplica solamente para sus ensayos tipo. Aplica solo a medidores estáticos para aplicaciones interiores y exteriores compuestos de uno o más elementos de medida, y uno o más registradores incorporados en la misma caja. También aplica a indicadores de operación y salidas de prueba. Si el medidor tiene un elemento de medida para mas de un tipo de energía (medidores multi-energía) o cuando otros elementos funcionales, como indicadores de demanda máxima, registradores tarifarios electrónicos, interruptores horarios, receptores de control de rizado, interfaces de comunicación de datos, etc. están incluidos en la caja del medidor, entonces las normas pertinentes para esos elementos también aplican. Esta norma no aplica a: a)

Medidores de energía activa cuya tensión en los bornes exceda 600 V (Tensión entre fases para sistemas polifásicos).

b)

Medidores portátiles.

c)

Interfaces de datos al registrador del medidor.

d)

Medidores de referencia.

Respecto a los ensayos de aceptación, los requisitos básicos están dados en la NTC 4597 (IEC 61358) El aspecto de confiabilidad es tratado en los documentos de la serie IEC 62059.

2.

REFERENCIAS NORMATIVAS

Las siguientes normas de referencia son indispensables para la aplicación de esta norma. Para las referencias fechadas, solamente aplica la edición citada. Para las referencias no fechadas, aplica la última edición de la norma (incluyendo cualquier adenda). 1



NTC 2423:1990, Electrotecnia. Medidores. Equipo de prueba para medidores de energía eléctrica. (IEC 60736: 1982). NTC 4597: 1999, Control de recepción para medidores estáticos de energía activa para corriente alterna de conexión directa (clases 1 y 2) (IEC 61358: 1996) NTC 4649:1999, Equipo para medidores de energía eléctrica -c.a- Requisitos particulares. Requisitos de tensión y consumo de potencia. (IEC 62053-61:1998) NTC 5226:2003, Equipos de medición de energía eléctrica (c.a). Requisitos generales, ensayos y condiciones de ensayo. (IEC 62052-11: 2003)

3.

TÉRMINOS Y DEFINICIONES

Para los propósitos de esta norma, aplican los términos y definiciones dados en la NTC 5226 (IEC 62052-11).

4.

VALORES ELÉCTRICOS NORMALIZADOS

Aplican los valores dados en la NTC 5226 (IEC 62052-11).

5.

REQUISITOS MECÁNICOS


6.

CONDICIONES CLIMÁTICAS


7.

REQUISITOS ELÉCTRICOS

Además de los requisitos eléctricos establecidos en la NTC 5226 (IEC 62052-11), los medidores deben cumplir los siguientes:

7.1

CONSUMO DE POTENCIA

El consumo de potencia en los circuitos de tensión y de corriente debe ser determinado por cualquier método apropiado, en las condiciones de referencia dadas en el numeral 8.5. El error total en la medición del consumo de potencia no debe exceder el 5 %.

7.1.1 Circuitos de tensión El consumo de potencia activa y aparente tomadas a temperatura de referencia y frecuencia de referencia, para cada circuito de tensión a la tensión de referencia no debe exceder los valores mostrados en la Tabla 1.

2



Tabla 1. Consumo de Potencia en los circuitos de tensión para medidores monofásicos y polifásicos Incluyendo la Fuente de Alimentación Medidores Circuito de tensión Fuente de alimentación auxiliar

Fuente de alimentación conectada al circuito de tensión

Fuente de alimentación no conectada al circuito de tensión

2 W y 10 VA

0,5 VA

----------

10 VA

NOTA 1 Para los transformadores de tensión conectados al medidor, el fabricante del medidor debería establecer si la carga (burden) es inductiva o capacitiva (únicamente para medidores operados con transformador). NOTA 2 Los datos antes indicados son valores medios. Se permiten valores pico debidos a fuentes de alimentación conmutada que sobrepasen los especificados, pero se debería asegurar que las características nominales de los transformadores de tensión asociados sean las adecuadas. NOTA 3 Para medidores multifuncionales ver la NTC 4649 (IEC 62053-61)

7.1.2 Circuitos de corriente La potencia aparente tomada en cada circuito de corriente de un medidor para conexión directa a la corriente básica, frecuencia de referencia y temperatura de referencia no debe exceder los valores mostrados en la Tabla 2. La potencia aparente tomada en cada circuito de corriente de un medidor conectado a través de un transformador de corriente no debe exceder los valores mostrados en la Tabla 2, a un valor de corriente igual a la corriente nominal del transformador correspondiente, a la frecuencia de referencia y temperatura de referencia del medidor. Tabla 2. Consumo de Potencia en los circuitos de corriente Medidores

Medidores clase

Monofásicos y polifásicos

1

2

4,0 VA

2,5 VA

NOTA 1 La corriente secundaria nominal es el valor de la corriente secundaria de un transformador de corriente en el cual se basa el desempeño del transformador. Los valores normalizados de la corriente secundaria máxima son 120 %, 150 % y 200 % de la corriente secundaria nominal. NOTA 2 Para los transformadores de corriente conectados al medidor, el fabricante del medidor debería establecer si la carga (burden) es inductiva o capacitiva (únicamente para medidores operados con transformador).

7.2

INFLUENCIA DE SOBRE-CORRIENTES DE CORTA DURACIÓN

Las sobre-corrientes de corta duración no deben dañar el medidor. El medidor debe desempeñarse correctamente cuando retorne a las condiciones normales de trabajo y la variación de error para la corriente nominal no deben exceder los valores indicados en la Tabla 3. El circuito de ensayo debe ser prácticamente no inductivo y para medidores polifásicos el ensayo debe realizarse fase por fase. Después de la aplicación de la sobre-corriente de corta duración con la tensión mantenida en los terminales, el medidor debe permitir el retorno a la temperatura inicial con el (los) circuito(s) de tensión energizado(s) (aproximadamente 1 h). 3

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA a)


Medidores para conexión directa El medidor debe soportar una sobre-corriente de corta duración de 30 I máx con una tolerancia relativa de +0 % a –10 % para medio ciclo a frecuencia nominal.

b)

Medidores para conexión a través de transformadores de corriente El medidor debe soportar por 0,5 s una corriente igual a 20 I máx con una tolerancia relativa de +0 % a –10 %.

NOTA Este requerimiento no aplica para medidores que tienen un contacto en el circuito de corriente. Para este caso ver las normas apropiadas Tabla 3. Variación debida a sobre-corrientes de corta duración Valor de la corriente

Factor de Potencia

Conexión directa

Ib

Conexión a través de transformadores de corriente

In

Medidores para

7.3

Límites de variación en error porcentual para medidores clase 1

2

1

1,5

1,5

1

0,5

1,0

INFLUENCIA DEL AUTO-CALENTAMIENTO

La variación del error, debido al auto-calentamiento no debe exceder los valores indicados en la Tabla 4. Tabla 4. Variaciones debidas al auto-calentamiento

Valor de corriente Imax

Factor de Potencia

Límites de variaciones en error porcentual para medidores de clase:

1

1 0,7

2 1,0

0,5 Inductivo

1,0

1,5

El ensayo debe efectuarse tal como sigue: Después de que los circuitos de tensión se han energizado a la tensión de referencia durante no menos de dos horas (2 h) para clase 1 y una hora (1 h) para clase 2, sin corriente en los circuitos de corriente, la corriente máxima debe ser aplicada a los circuitos de corriente. El error del medidor debe ser medido con factor de potencia uno inmediatamente después que la corriente es aplicada y luego a intervalos cortos para permitir el correcto trazado de la curva de variación del error en función del tiempo. El ensayo debe ser llevado a cabo por lo menos durante una hora (1 h), y en cualquier caso hasta que la variación del error durante veinte minutos (20 min) no exceda el 0,2 %. El mismo ensayo debe ser efectuado con factor de potencia 0,5 (inductivo). El cable utilizado para energizar el medidor debe tener una longitud de 1 m y una sección transversal que permita que la densidad de corriente esté entre 3,2 A/mm 2 y 4 A/mm2 4

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 7.4


ENSAYOS DE TENSIÓN ALTERNA

Los ensayos de tensión alterna deben realizarse de conformidad con la Tabla 5. La tensión de ensayo debe ser sustancialmente sinusoidal, con una frecuencia entre 45 Hz y 65 Hz, y aplicada durante 1 min. La fuente de potencia debe ser capaz de suministrar por lo menos 500 VA. Durante los ensayos respecto a tierra, los circuitos auxiliares con tensión de referencia menor o igual a 40 V deben ser conectados a tierra. Todos los ensayos deben ser realizados con la caja cerrada y la tapa del bloque de terminales en su lugar. Durante este ensayo no debe presentarse flameo, descargas disruptivas o perforaciones. Tabla 5. Ensayos de tensión alterna

Ensayo

A

B

8.

Aplicable a

Medidores clase de protección I

Medidores clase de protección II

Tensión de ensayo (r.m.s.)

Puntos de aplicación de la tensión de ensayo

2 kV

a) Entre, de un lado, todos los circuitos de corriente y tensión así como los circuitos auxiliares con tensión de referencia superior a 40 V, conectados entre sí y por el otro lado, la tierra.

2 kV

b) Entre los circuitos que en servicio no estén previstos para ser conectados entre sí.

4 kV

a) Entre, de un lado, todos los circuitos de corriente y tensión así como los circuitos auxiliares con tensión de referencia superior a 40 V, conectados entre sí y por el otro lado, la tierra.

2 kV

b) Entre los circuitos que en servicio no estén previstos para ser conectados entre sí.

-

c) Una inspección visual para cumplir con las condiciones del numeral 5.7 de la NTC 5226 (IEC 62052-11).

REQUERIMIENTOS DE EXACTITUD

Aplican los ensayos y condiciones de ensayo dados en la NTC 5226 (IEC 62052-11).

8.1

LÍMITES DE ERROR DEBIDOS A VARIACIÓN DE LA CORRIENTE

Cuando el medidor está bajo las condiciones de referencia indicadas en el numeral 8.5, el error porcentual no debe exceder los límites de la clase de exactitud dados en las Tablas 6 y 7. Si el medidor está diseñado para medir energía en ambas direcciones, los valores indicados en las Tablas 6 y 7 deben ser aplicados para cada dirección.

5



Tabla 6. Límites del error porcentual (medidores monofásicos y polifásicos con cargas balanceadas) Valores de corriente Medidores para conexión directa

Medidores operados con transformador

Factor de Potencia

Límite del error porcentual para medidores de clase: 1

2

0,05 Ib ≤ I< 0,1 Ib

0,02 In ≤ I< 0,05 In

1

± 1,5

± 2,5

0,1 Ib ≤ I ≤ Imax

0,05 In ≤ I ≤ Imax

1

± 1,0

± 2,0

0,1 Ib ≤ I < 0,2 Ib

0,05 In ≤ I < 0,1 In

0,5 inductivo 0,8 capacitivo

± 1,5

± 2,5

± 1,5

--


± 1,0

± 2,0

± 1,0

--


± 3,5

---


0,1 In ≤ I ≤ Imax

Cuando es especialmente requerido por el usuario: de 0,2 Ib ≤ I ≤ Ib

0,1 In ≤ I ≤ In

± 2,5

Tabla 7. Límites de error porcentual (medidores con cargas monofásicas, pero con tensiones polifásicas balanceadas aplicadas a los circuitos de tensión). Valores de corriente Factor de Potencia Medidores para conexión directa

Límite del error porcentual para medidores de clase:

Medidores operados con transformador

1

2

0,1 Ib ≤ I≤Imax

0,05 In ≤ I≤ Imax

1

± 2,0

± 3,0


0,1 In ≤ I ≤ Imax

0,5 inductivo

± 2,0

± 3,0

La diferencia entre el error porcentual cuando el medidor es conectado a una carga monofásica y a una carga polifásica balanceada a corriente básica I b y factor de potencia uno para medidores de conexión directa, y respectivamente a corriente nominal y factor de potencia uno para medidores operados con transformador, no debe exceder el 1,5 % y 2,5 % para medidores de clase 1 y 2 respectivamente. NOTA Cuando se realice el ensayo para verificar los valores de la Tabla 7, la corriente de ensayo debe ser aplicada a cada elemento secuencialmente.

8.2

LÍMITES DE ERROR DEBIDO A FACTORES DE INFLUENCIA

El porcentaje de error adicional debido al cambio de los factores de influencia con respecto a las condiciones de referencia dadas en el numeral 8.5, no debe exceder los límites apropiados para cada clase de exactitud dadas en la Tabla 8.

6



Tabla 8. Factores de influencia

Factor de influencia

Variación de la temperatura ambiente 9)

Valor de corriente (balanceada a menos que otra cosa sea establecida) Medidores para Medidores conexión operados con directa transformador 0,1 Ib ≤ I ≤ Imax 0,05 In ≤ I ≤ Imax 0,2 Ib ≤ I ≤ Imax 0,1 In ≤ I ≤ Imax

Variación de la tensión 1) 8) ± 10 %

0,05 Ib ≤ I ≤ Imax 0,1 Ib ≤ I ≤ Imax

0,02 In ≤ I ≤ Imax 0,05 In ≤ I ≤ Imax

Variación de la frecuencia 8) ±2 %

0,05 Ib ≤ I ≤ Imax 0,1 Ib ≤ I ≤ Imax

0,02 In ≤ I ≤ Imax 0,05 In ≤ I ≤ Imax

Factor de Potencia

Coeficiente medio de temperatura %/K para medidores clase 1

2

1

0,05

0,10

0,5 inductivo

0,07

0,15

1

Límites de variación en el error porcentual para medidores clase 1 2 0,7 1,0

0,5 inductivo

1,0

1,5

1

0,5

0,8

0,5 inductivo

0,7

1,0

Secuencia de fase 0,1 Ib 0,1 In 1 1,5 1,5 inversa Desbalance de tensión 3) Ib In 1 2,0 4,0 Componente armónica en 0,5 Imax 0,5 Imax 1 0,8 1,0 los circuitos de tensión y de corriente 5) Componente DC y Imax / v2 2) -1 3,0 6,0 armónicas pares en el circuito de corriente alterna 4) Armónicas impares en el 0,5 Ib 2) 0,5 In 2) 1 3,0 6,0 circuito de corriente alterna 5) Sub-armónicas en el 0,5 Ib 2) 0,5 In 2) 1 3,0 6,0 circuito de corriente alterna 5) Inducción magnética Ib In 1 2,0 3,0 continua de origen externo 5) Inducción magnética de Ib In 1 2,0 3,0 6) origen externo 0,5 mT Campo electromagnético Ib In 1 2,0 3,0 de radio frecuencia Operación de accesorios 7) 0,05 Ib 0,05 In 1 0,5 1,0 Perturbaciones inducidas Ib In 1 2,0 3,0 por campos de radio frecuencia Transitorios eléctricos Ib In 1 4,0 6,0 rápidos en ráfaga Inmunidad de onda -In 1 2,0 3,0 oscilatoria amortiguada 10) 1) Para los rangos de tensión desde -20 % a -10 % y +10 % a +15 %, los límites de variación en error porcentual son tres veces los valores dados en esta Tabla. Por debajo de 0,8 Vn, el error del medidor puede variar entre +10 % y -100 %. Continúa...

7


NTC 4052 (Tercera actualización) Tabla 8. (Final)

2)

El factor de distorsión de la tensión debe ser menor que 1 %. Para las condiciones de prueba ver los numerales 8.2.2 y 8.2.3. 3) Los medidores polifásicos con tres elementos de medición deben medir y registrar, dentro de los límites de la variación del error porcentual indicados en esta tabla, si las siguientes fases son interrumpidas: En un circuito trifásico de cuatro hilos una o dos fases. En un circuito trifásico de tres hilos (si el medidor es diseñado para este servicio) una de las tres fases. Esto solamente cubre la interrupción de fases y no cubre eventos tales como fallas en los fusibles del transformador. 4) Este ensayo no aplica para medidores operados con transformador. Las condiciones de ensayo están especificadas en la Cláusula A.1. 5) Las condiciones de ensayo están especificadas en los numerales 8.2.1 a 8.2.4 6) Una inducción magnética de origen externo de 0,5 mT producida por una corriente de la misma frecuencia que la de tensión aplicada al medidor y bajo las condiciones de fase y dirección más desfavorables, no debe causar una variación en el error porcentual del medidor que exceda los valores mostrados en esta tabla. La inducción magnética debe ser obtenida colocando el medidor en el centro de una bobina circular, de diámetro medio 1 m, de sección cuadrada y de espesor radial pequeño relativo al diámetro, y que tenga 400 A vuelta (amperios-vuelta). 7) Si algún accesorio está incluido en la caja del medidor, éste será energizado intermitentemente, por ejemplo el electroimán de un registrador multi-tarifa. Es preferible que la conexión de este accesorio sea identificada para indicar el método correcto de conexión. Si éstas conexiones están hechas por medio de clavijas y enchufes, ellas deben ser irreversibles. Sin embargo, en ausencia de esa identificación o conexión irreversible, la variación del error no debe exceder los valores indicados en la tabla 6 si el medidor es probado con la conexión dada para la condición más desfavorable. 8) El punto de ensayo recomendado para variación de tensión y para variación de frecuencia es Ib para medidores de conexión directa e In para medidores operados con transformador. 9) La determinación del coeficiente medio de temperatura para una temperatura dada debe hacerse sobre todo el rango de operación. El rango de temperatura de operación debe ser dividido en rangos con amplitud 20 K. Luego el coeficiente medio de temperatura deberá ser determinado para esos rangos tomando medidas 10 K por encima y 10 K por debajo de la mitad del rango. Durante el ensayo, en ningún caso la temperatura debe estar fuera del rango de temperatura de operación especificado. 10) Este ensayo aplica únicamente para medidores operados con transformador.

Los ensayos de la variación causada por factores de influencia deberían ser realizados independientemente con todos los demás factores de influencia en su condición de referencia (véase la Tabla 11).

8.2.1 Ensayos de exactitud en presencia de armónicas Condiciones de ensayo -

Corriente de frecuencia fundamental: I1 = 0,5 Imáx

-

Tensión de frecuencia fundamental: V1 = Vn

-

Factor de potencia a la frecuencia fundamental: 1

-

Contenido de la 5ª armónica de tensión: V5 = 10 % de Vn

-

Contenido de la 5ª armónica de corriente: I 5 = 40 % de la corriente fundamental

-

Factor de potencia de la armónica: 1

-

Tensiones fundamental y armónicas en fase, en el cruce de cero con pendiente positiva. 8



La potencia resultante debido la quinta armónica es P 5 = 0,1 V1 * 0,4 I1 = 0,04 P1 o la potencia activa total = 1,04 P1 (fundamental + armónica).

8.2.2 Ensayo de la influencia de armónicas impares y sub-armónicas Los ensayos de la influencia de armónicas impares y sub-armónicas deben realizarse con el circuito mostrado en la Figura A.4 o con otro equipo capaz de generar la forma de onda requerida como se muestra en las Figuras A.5 y A.7 respectivamente. La variación en error porcentual cuando el medidor está sometido al ensayo de forma de onda dado en las Figuras A.5 y A.7 y cuando está sometido a la forma de onda de referencia no debe exceder los límites de variación dados en la Tabla 8. NOTA Los valores dados en las figuras son únicamente para 50 Hz. Para otras frecuencias los valores deben ser adaptados acordemente.

8.2.3 Ensayo de la influencia de la corriente directa y armónicas pares Los ensayos de la influencia de la corriente directa y armónicas pares deben realizarse con el circuito mostrado en la Figura A.1 o con otro equipo capaz de generar la forma de onda requerida como se muestra en la Figura A.2. La variación en porcentaje de error cuando el medidor está sometido al ensayo de forma de onda dado en la Figura A.2 y cuando está sometido a la forma de onda de referencia no debe exceder los límites de variación dados en la Tabla 8. NOTA Los valores dados en la figura son únicamente para 50 HZ. Para otras frecuencias los valores deben ser adaptados acordemente.

8.2.4 Inducción magnética continua de origen externo La inducción magnética continua puede ser obtenida usando el electroimán del Anexo B, energizado con una corriente directa. Este campo magnético debe ser aplicado a todas las superficies accesibles del medidor cuando este es montado como para uso normal. El valor de la fuerza magneto-motriz deberá ser 1 000 A vueltas (amperios-vueltas).

8.3

ENSAYOS DE ARRANQUE Y FUNCIONAMIENTO SIN CARGA

Para estos ensayos, las condiciones y los valores de los factores de influencia deben ser como se establecen en el numeral 8.5 excepto para cualquier cambio especificado posteriormente.

8.3.1 Arranque inicial del medidor El medidor debe iniciar su funcionamiento en el transcurso de los 5 s contados a partir de la aplicación de la tensión de referencia en los terminales del mismo.

8.3.2 Funcionamiento sin carga Cuando la tensión es aplicada sin carga en el circuito de corriente, la unidad de salida de ensayo del medidor no debe producir más de un pulso. Para este ensayo el circuito de corriente debe ser un circuito abierto y debe aplicarse una tensión del 115 % de la tensión de referencia a los circuitos de tensión.

9



El mínimo período de ensayo ∆t debe ser: ∆t ≥

∆t ≥

600 x 106 k • m • V n • l máx.

480 x 106 k • m • V n • l máx.

(min) para medidores de clase 1

(min) para medidores de clase 2

en donde k

es el número de pulsos emitidos por el dispositivo de salida de ensayo del medidor por kilovar-hora (imp/kvarh)

m

es el número de elementos de medición

V n

es la tensión de referencia en voltios

l max

es la corriente máxima en amperios.

NOTA Para medidores operados con transformador con registradores primarios o semi-primarios, la constante k corresponde a los valores secundarios (tensiones y corrientes).

8.3.3 Arranque El medidor debe arrancar y continuar registrando al valor de corriente de arranque (y en caso de medidores polifásicos con carga balanceada) indicado en la tabla 9. Si el medidor está diseñado para la medición de energía en ambas direcciones, entonces este ensayo debe ser aplicado con la energía fluyendo en cada dirección. Tabla 9. Corriente de arranque Medidores para

8.4

Factor de potencia

Medidores clase 1

2

Conexión directa

1

0,004 Ib

0,005 Ib

Conexión a través de transformadores de corriente

1

0,002 In

0,003 In

CONSTANTE DEL MEDIDOR

La relación entre la información dada por el dispositivo de salida de ensayo y la indicación en el registrador o display, debe cumplir con lo indicado en la placa de características o lo definido por programación.

8.5

CONDICIONES DE LOS ENSAYOS DE EXACTITUD

Para comprobar los requerimientos de exactitud, las siguientes condiciones de ensayo deben ser mantenidas: a)

El medidor debe ser ensayado en su caja con la tapa en su posición; todas las partes destinadas a ser puestas a tierra deben ser puestas a tierra. 10



b)

Antes de realizar cualquier ensayo, los circuitos deben haber sido energizados por un tiempo suficiente para alcanzar la estabilidad térmica;

c)

Adicionalmente, para medidores polifásicos. -

La secuencia de fase debe ser tal como se indica en el diagrama de conexiones.

-

Las tensiones y las corrientes deben estar substancialmente balanceadas (véase la Tabla 10). Tabla 10. Balance de tensión y corriente Medidores de clase 1 2

Medidores Polifásicos Cada una de las tensiones entre la fase y el neutro y entre cualquiera de dos fases no deben ser diferentes de la correspondiente tensión promedio en más de: Cada una de las corrientes en los conductores no debe ser diferente de la corriente promedio en más de: Los desplazamientos de fase de cada una de las corrientes respecto a su correspondiente tensión fase-neutro, independientemente del factor de potencia, no deben diferir la una de la otra en más de:

±1

%

±1

%

±2

%

±2

%

2°

2°

d)

Las condiciones de referencia deben ser como se especifican en la Tabla 11;

e)

Para los requerimientos referidos a equipos de ensayo, véase la NTC 2423 (IEC 60736). Tabla 11. Condiciones de referencia

Factor de influencia

Valor de referencia

Tolerancia permisible para medidores clase 1

Temperatura ambiente Tensión Frecuencia Secuencia de fases Desbalance de tensión Forma de onda (componente directa y armónicas pares, impares y sub-armónicas) Inducción magnética continua de origen externo Inducción magnética de origen externo a la frecuencia de referencia

Temperatura de referencia o, en su ausencia, 23 °C 1) Tensión de referencia Frecuencia de referencia L1 – L2 – L3 Todas las fases conectadas Tensiones y corrientes sinusoidales Igual a cero Inducción magnética igual a cero

±2

2 °C

±2

°C

± 1,0 %

± 1,0 %

± 0,3 %

± 0,5 %

--

--

--

--

Factor de distorsión menor que: 2%

3%

--

--

Valor de inducción que causa una variación en el error no mayor que: ± 0,2 % ± 0,3 % Pero en cualquier caso debe ser menor que 0,05 mT 2) Continúa...

11


NTC 4052 (Tercera actualización) Tabla 11. (Final)

Factor de influencia Campo electromagnético de radio frecuencia, 30 kHz a 2 GHz Operación de accesorios

Tolerancia permisible para medidores clase

Valor de referencia Igual a cero No operación de accesorios Igual a cero

1

2

<1 V/m

<1 V/m

--

--

Perturbaciones inducidas por campos <1 V <1 V de radio frecuencia, 150 kHz a 80 MHz 1) Si los ensayos son hechos a una temperatura distinta a la temperatura de referencia, incluyendo tolerancias permisibles, los resultados deben ser corregidos mediante la aplicación del coeficiente apropiado de temperatura del medidor. El ensayo consiste en: a) Para un medidor monofásico, determinar los errores primero con el medidor normalmente conectado a la fuente y luego después de invertir las conexiones tanto de los circuitos de corriente como de los circuitos de tensión. La mitad de la diferencia entre los dos errores es el valor de la variación de error. A causa de la fase desconocida del campo externo, el ensayo debe hacerse a 0,1 lb con factor de potencia uno o a 0,05 In con factor de potencia uno y a 0,2 lb con factor de potencia 0,5 o a 0,1 In con factor de potencia 0,5. b) Para un medidor trifásico, haciendo 3 medidas a 0,1 l b con factor de potencia uno o a 0,05 In con factor de potencia uno, después de cada medida las conexiones de los circuitos de corriente y de tensión se cambian en 120 ° sin alterar la secuencia de fases. La mayor diferencia entre cada uno de los errores así determinados y su error promedio es el valor de la variación de error.

8.6

INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS DE LOS ENSAYOS

Ciertos resultados de ensayos pueden resultar fuera de los límites indicados en las Tablas 6 y 7 debido a incertidumbres de medida y otros parámetros capaces de influenciar las medidas. Sin embargo, si por un desplazamiento de la línea cero paralela a sí misma pero no mayor que los límites indicados en la Tabla 12, permite llevar todos los resultados de medida dentro de los límites indicados en las Tablas 6 y 7, el tipo de medidor debe ser considerado aceptable. Tabla 12. Interpretación de los resultados del ensayo Clase del medidor

Desplazamiento permisible de la línea cero (%)

12

1

2

0,5

1,0


NTC 4052 (Tercera actualización) ANEXO A (Normativo)

DIAGRAMA DEL CIRCUITO DE ENSAYO PARA COMPONENTE DIRECTA, ARMÓNICAS PARES, IMPARES Y SUBARMÓNICAS NOTA Los valores de las Figuras A.2, A.3 y A.5 a A.8 son para 50 Hz solamente. Para otras frecuencias los valores se deben adoptar adecuadamente.

A.1

RECTIFICACIÓN DE MEDIA-ONDA (CC Y ARMÓNICOS PARES) l máx 2

Medidor de referencia

Medidor bajo ensayo

Vfuente

Impedancia de balanceo

RB

RB

l fuente

NOTA 1 La impedancia de balanceo debe ser igual a la impedancia del equipo bajo ensayo para asegurar la precisión de la medición. NOTA 2 ensayo.

La impedancia de balanceo podría convenientemente ser un medidor del mismo tipo que el equipo bajo

NOTA 3

Los diodos de rectificación deben ser del mismo tipo.

NOTA 4 Para mejorar la condición de balanceo, se puede introducir una resistencia adicional RB en ambas ramas. Su valor debe ser aproximadamente diez veces el valor del medidor bajo ensayo. Figura A.1. Diagrama del circuito de ensayo para rectificación en media-onda

13



Ensayo en CD y armonicos pares 1,5

1 e t n e i r r o c e 0,5 d a d n O

0

-0,5

0,00

3,33

6,67

10,00 Periódo

13,33

16,67 ms

20,00

Figura A.2. Forma de onda rectificada en media-onda

Análisis de los armónicos hasta el 20 60 z H 0 5 a 50 s o d a r a 40 p m o c c d y 30 s o c i n ó 20 m r a s o d i n 10 e t n o C

0

d.c. 50Hz

2nd

4th

6th

8th 10th 12th 14th 16th 18th 20th Armónico

Figura A.3. Distribución informativa del contenido armónico en media-onda (el análisis de Fourier no está completo)

14

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA A.2


ONDAS INTERRUMPIDAS (ARMÓNICOS IMPARES)

Generador de onda de tensión

U ref

I ref

L

I ref

o I Test RL

N armónico NOTA El medidor de referencia debe medir la energía activa total (fundamental + armónicos) en la presencia de armónicos. Figura A.4 Diagrama del circuito de ensayo (informativo)

Ensayo en CD y armonicos pares 1,5 Forma de la onda de corriente de ensayo ( I b o I n )

1

0,5

e t n e i r r o c 0 e d a d n O

Forma de la onda de corriente de ensayo (0,5 I b o 0,5 I n )

-0,5

Tiempo de elevación a la ruptura de la carga 0,2 ms ± 0,1 ms Puntos de encendido = 5 ms ± 1 ms

-1

-1,5

0,00

3,33

6,67

10,00 Periódo

13,33

16,67 ms

Figura A.5 Forma de onda en onda interrumpida

15

20,00


% 70


Análisis de los armónicos hasta el 20

z H 0 60 5 a o d a r 50 a p m o c 40 o c i n ó 30 m r a o d i 20 n e t n o C 10

0

50Hz

5th

3rd

7th

9th

11th

13th 15th

17th 19th

21st

Figura A.6 Análisis del contenido armónico de la forma de onda en onda interrumpida (el análisis de Fourier no está completo)

A.3

CONTROL DE IMPULSO (subarmónicos)

Véase la Figura A.4 para el diagrama del circuito de ensayo. 1,5 Forma de la onda de ensayo (I b o I n )

1,0

Forma de la onda de corriente de ensayo (0,5 I b o 0,5 I n )

e t n 0,5 e i r r o c e 0 d a d n O-0,5

-1 -1,5

0,0

8,0

16,0

24,0

32,0 40,0 Periódo

48,0

56,0

Figura A.7 Definición del tren de ondas

16

64,0

72,0

80,0 ms



% 60

o 50 c i n ó m r a b 40 u s y o c 30 i n ó m r a o d i 20 n e t n o C 10

0

Componente 50 Hz

12,5

37,5

62,5

87,5 112,5 137,5 162,5 187,5 Frecuencia

212,5 237,5 Hz

Figura A.8 Distribución informativa de armónicos (el análisis de Fourier no está completo)

17


NTC 4052 (Tercera actualización) ANEXO B (Normativo)

ELECTROIMÁN PARA EL ENSAYO DE LA INFLUENCIA DE LOS CAMPOS MAGNÉTICOS DE ORIGEN EXTERNO

55

~22

17

~22

8,5

38

Medidor bajo ensayo

43,5

37

Ejemplos de enrollado

:

500 vueltas φ 0,6 mm/0,28 mm2

ó

:

1 000 vueltas φ 0,4 mm/0,126 mm2

Laminación del núcleo

:

1,0 W/kg

Escala 1:1

:

(dimensiones en mm)

Figura B.1. Electroimán para el ensayo de la influencia de los campos magnéticos de origen externo

18



DOCUMENTO DE REFERENCIA INTERNATIONAL ELETROTECHNICAL COMMISSION. Electricity Metering Equipment (a.c.) – Particular Requirements. Part 21: Static Meters for Active Energy (Classes 1 and 2) First Edition 2003-01, 45 p, il. (IEC 62053-21).

19

50159543-NTC4052

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