Sensores de transformador de corriente (CT) y transformador de potencial (PT): ¿cómo medir el consumo de energía eléctrica?

No tengo experiencia en ingeniería eléctrica y, por lo tanto, no tengo mucha idea sobre cómo funcionan los medidores de energía.

Quiero medir el consumo de energía eléctrica de un motor de inducción trifásico. Entonces, necesito tres sensores CT y tres sensores PT para recolectar las lecturas de corriente y voltaje de la línea de transmisión de energía de la cual el motor de inducción está tomando energía. Y luego, usando las lecturas de corriente y voltaje, ¿tengo que medir cuánta potencia está usando el motor de inducción? ¿Es eso correcto? En realidad, estoy confundido porque, cuando le pedí al fabricante que me proporcionara todos los instrumentos necesarios para medir el consumo de electricidad, me dieron solo tres sensores CT y uno PT. ¿Puede alguien explicarme cómo se usan los sensores CT y PT para medir los datos de uso de electricidad (puede ser con un diagrama simple). Solo quiero entender cómo se recopilan los datos de corriente y voltaje. El cálculo del consumo de energía eléctrica lo puedo hacer yo mismo. Gracias de antemano.

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Respuestas (3)

Debe medir el voltaje y la corriente instantáneos en muchos intervalos de tiempo pequeños. Cada (voltaje x corriente) es la potencia sobre ese intervalo de tiempo. Para obtener la potencia promedio, promedie todos los valores de los intervalos de tiempo cortos en un rango de tiempo más grande.

Por lo general, desea poder manejar correctamente hasta aproximadamente el armónico 100. Para una potencia de 60 Hz, eso significa hasta 6 kHz, lo que significa una frecuencia de muestreo de al menos 12 kHz. Afortunadamente, significativamente más rápido sigue siendo fácil de hacer y calcular incluso en un microcontrolador modesto.

Probablemente muestrearía a 100 kHz porque eso aún debería ser fácilmente factible. Eso significa que obtiene 10 µs de cálculo por muestra, lo que debería ser más que suficiente. Por ejemplo, eso es 700 ciclos de instrucción en una serie dsPIC33EP.

La razón por la que sugieren una sola medición de voltaje es probablemente porque el voltaje no va a cambiar mucho, independientemente de lo que esté haciendo el motor. Puede medir una de las fases y simplemente asumir que se aplica a las otras fases, con los cambios de fase apropiados, por supuesto.

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Figura 1. Un medidor de potencia trifásico que muestra lecturas instantáneas de voltaje y corriente a la izquierda y un diagrama fasorial a la derecha. Fuente: Electrónica de Londres .

Dada su falta de experiencia, le recomendaría que compre un medidor de grado industrial. Estos están disponibles en un tipo de pantalla LED bastante simple de 7 segmentos hasta modelos a todo color, como se muestra en la Figura 2. El medidor proporcionará diagramas de conexión para las diversas configuraciones de cableado de sonda de voltaje y CT. Los medidores típicamente dan lecturas de

  • Corriente de fase y media trifásica.
  • Tensión fase a fase y tensión media trifásica. (Esto requiere tres sondas de voltaje.)
  • Tensión de fase a neutro.
  • Energía instantánea (kW).
  • Potencia reactiva instantánea (kVA).
  • kWh y kVArh consumidos.

Un punto que vale la pena considerar es que el medidor debe instalarse cerca del punto de medición debido a los límites en la longitud del cableado del TC. Si existe la posibilidad de conectarlo a la red Ethernet del edificio, tendría la opción de monitoreo y registro remotos.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Figura 2. Esquema de cableado probable para un medidor trifásico con una conexión de voltaje.

Pido disculpas. En la Figura 2 anterior, no hay cableado de transformador potencial. ¿No es necesario?
Los transformadores de potencial se utilizan para hacer coincidir el voltaje de suministro con el voltaje del instrumento. La mayoría de los medidores aceptarán 240/400 V directamente.

El método habitual para medir la potencia de una carga trifásica es utilizar dos vatímetros. Eso requeriría dos transformadores de corriente y dos transformadores de potencial. La medición se realiza como se describe en la respuesta de Andy, también conocida como potencia promedio del vatímetro . Su respuesta a ¿Cuál es la forma más económica de medir digitalmente el voltaje, la corriente y el factor de potencia de la red de 240 V? describe la medición digital. Tenga en cuenta que los motores trifásicos son cargas de tres hilos. Nunca hay una conexión de neutro y las tres fases y normalmente muy bien equilibradas. Sin embargo, el método de dos vatímetros también es válido para cargas de cuatro hilos y desequilibradas. Se puede encontrar mucha información adicional buscando "método de dos vatímetros".

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