Una unidad de medición exterior suele constar de transformadores de instrumentos combinados, un medidor de energía, un gabinete de medición, descargadores de sobretensión, cableado secundario y módulos de comunicación. La selección no debe basarse únicamente en la clase de precisión y el precio. Debe evaluarse de forma exhaustiva desde siete aspectos: finalidad de la medición, parámetros del sistema, características de la carga, entorno de aislamiento, carga secundaria, estabilidad dinámica y térmica, y comunicación y operación y mantenimiento.
Unidad de medición montada en poste
1. Confirmar la finalidad del punto de medición
| Tipo de punto de medición |
Configuración recomendada |
Notas |
| Línea de enlace / Liquidación comercial |
TC 0.2S, TT 0.2 |
Requisitos de error más estrictos; se requiere documentación de aceptación completa |
| Medición de conexión a la red |
TC 0.2S, TT 0.2 |
Se requiere medición bidireccional y energía reactiva de cuatro cuadrantes |
| Evaluación de alimentadores |
TC 0.2S/0.5S, TT 0.2/0.5 |
Equilibrio entre precisión y costo |
| Monitoreo interno |
TC 0.5, TT 0.5 |
Adecuado para el servicio de la estación y estadísticas de carga |
| Generación distribuida |
TC 0.2S, TT 0.2 |
Debe acomodar el flujo de potencia inverso y las condiciones de baja carga |
Para la facturación de electricidad, la liquidación de conexión a la red o la evaluación de líneas de enlace, el transformador de corriente debe ser preferiblemente de clase 0.2S, y el transformador de tensión debe ser preferiblemente de clase 0.2.
Un TC convencional de clase 0.2 puede presentar errores mayores en condiciones de baja carga. Un TC de clase 0.2S mantiene una precisión más estable en un amplio rango de carga, cubriendo típicamente condiciones de baja carga hasta el 120% de la corriente nominal. El rango exacto estará sujeto a las normas aplicables y a la placa de características del equipo.
2. Verificar la tensión del sistema, la frecuencia y el método de conexión
La unidad de medición exterior debe coincidir con los parámetros del sistema:
- Tensión nominal: Las tensiones nominales comunes incluyen 6 kV, 10 kV, 24 kV y 35 kV. La selección se basará en la tensión máxima de operación del sistema.
- Frecuencia nominal: 50 Hz es común en China; para proyectos de exportación o en el extranjero, se debe confirmar si es de 50 Hz o 60 Hz.
- Método de conexión: La conexión V/V se utiliza comúnmente para sistemas trifásicos de tres hilos. Para sistemas trifásicos de cuatro hilos o donde se requiere el monitoreo de tensión de secuencia cero, se debe utilizar la conexión Y/Y0 o un devanado adicional en delta abierta.
- Flujo de potencia bidireccional: Para aplicaciones de conexión a la red de energía fotovoltaica, almacenamiento de energía y pequeña hidroeléctrica, el medidor de energía debe soportar energía activa directa/inversa, energía reactiva de cuatro cuadrantes y medición por franjas horarias.
3. Seleccionar el tipo de instalación
| Tipo |
Aplicación |
Consideraciones clave |
| Unidad de medición montada en poste |
Líneas aéreas de 10 kV, estaciones pequeñas |
Ocupa poco espacio, pero el mantenimiento en altura es inconveniente |
| Armario de medición de pie |
Subestaciones, subestaciones tipo caja, puntos de interconexión |
Fácil mantenimiento; deben revisarse los cimientos y el sistema antic condensación |
| Transformador combinado de instrumentos tipo armario |
Aparamenta, subestaciones prefabricadas |
Estructura compacta; deben verificarse la carga secundaria y la disipación de calor |
| TC electrónico / bobina de Rogowski |
Cargas de impacto, altos armónicos, amplio rango dinámico |
Mejor respuesta dinámica; debe confirmarse con antelación la viabilidad de aceptación del proyecto |
Los equipos de exterior están expuestos al medio ambiente durante largos períodos. Se debe prestar especial atención al sellado de las cajas de bornes secundarios, el grado de protección IP de la carcasa y el diseño a prueba de lluvia y anticondensación. La entrada de agua de lluvia y la condensación diurna y nocturna en los bornes secundarios son causas comunes de degradación del aislamiento y anomalías de medición.
4. Verificación del aislamiento y la adaptabilidad ambiental
Las unidades de medición de exterior se seleccionarán según las condiciones del lugar y no deben tratarse como productos de interior.
Se deberá confirmar lo siguiente:
- Rango de temperatura ambiente;
- Altitud: para instalaciones por encima de 1.000 m, el aislamiento, el aumento de temperatura y la distancia de fuga se corregirán de acuerdo con IEC 61869, GB/T y otras normas aplicables;
- Nivel de contaminación: las zonas costeras, de niebla salina, industriales y de polvo pesado requieren diseños resistentes a la contaminación y una mayor distancia de fuga;
- Material de aislamiento: se prefieren estructuras moldeadas con resina epoxi de grado exterior o caucho de silicona;
- Grado de protección IP: los gabinetes de medición, las cajas de bornes y las entradas de cables deben cumplir con los requisitos de protección contra la lluvia y el polvo;
- Material de la carcasa: se prefiere acero inoxidable, acero galvanizado en caliente o aleación de aluminio resistente a la intemperie.
5. Selección de transformadores de corriente
- Clase de precisión: Se prefiere la clase 0.2S para la liquidación comercial, la medición de líneas de enlace y la conexión a la red; se puede utilizar la clase 0.5 para la monitorización interna.
- Relación de transformación: La corriente nominal primaria debe ser mayor que la corriente máxima de operación continua, y la corriente de operación normal debe caer preferiblemente dentro del rango óptimo de la corriente nominal.
- Corriente secundaria: Se utiliza comúnmente 5 A o 1 A. Para cables secundarios largos, se debe verificar primero la carga secundaria, y se puede seleccionar 1 A cuando sea necesario.
- Carga secundaria nominal: La carga real incluye el medidor de energía, el terminal de adquisición de datos, la regleta de bornes y la impedancia del cable, y no debe exceder la carga nominal del TC.
- Estabilidad dinámica y térmica: La corriente térmica de corta duración y la corriente de estabilidad dinámica se verificarán frente a la capacidad de cortocircuito del sistema.
- Devanados separados: El devanado de medición debe estar separado de los devanados de protección y medición para evitar que las operaciones de protección afecten la medición.
- Medición bidireccional: Para aplicaciones de conexión a la red, se debe confirmar que el TC mantiene su precisión bajo flujo de potencia inverso.
6. Selección de transformadores de tensión
- Clase de precisión: Se prefiere la clase 0.2 para la medición de líneas de enlace; se puede utilizar la clase 0.5 para la monitorización sin liquidación.
- Tensión secundaria nominal: Los valores comunes incluyen 100 V, 100/√3 V, 110 V, 115 V y 120 V, y deben coincidir con el medidor de energía, los requisitos de la utilidad local y los estándares del proyecto.
- Carga secundaria: La carga real no debe exceder la salida nominal del TT.
- Factor de tensión: Se debe confirmar el factor de tensión continuo y la capacidad de sobretensión de corta duración.
- Ferrorresonancia: Para sistemas con neutro aislado o puestos a tierra con bobina de extinción, se debe evaluar el riesgo de ferrorresonancia y proporcionar medidas de supresión.
- Protección secundaria: El circuito secundario del TT no debe cortocircuitarse. Se deben proporcionar fusibles, interruptores automáticos en miniatura o terminales de prueba.
7. Configuración del medidor de energía y comunicación
El medidor de energía debe coincidir con la clase de precisión del transformador de instrumento, el método de conexión y las reglas de liquidación:
- Precisión de energía activa: clase 0.2S o 0.5S;
- Precisión de energía reactiva: típicamente clase 2.0;
- Soporte para energía activa directa/inversa y energía reactiva de cuatro cuadrantes;
- Soporte para tarifa por tiempo de uso, demanda máxima, pérdida de tensión, pérdida de corriente, pérdida de fase, secuencia de fase inversa y registro de eventos de apertura de tapa;
- Las interfaces de comunicación deben cumplir con los requisitos de lectura remota de medidores y O&M, como RS485, 4G y Ethernet; para proyectos en el extranjero, se pueden seleccionar DLMS/COSEM, Modbus, IEC 61850 u otros protocolos según sea necesario, sujetos a los documentos de licitación del proyecto, las especificaciones del propietario y los requisitos de la utilidad local;
- Se deben proporcionar funciones de cifrado de datos, sellado y a prueba de manipulaciones.
Si el punto de medición participa en el comercio del mercado eléctrico, la liquidación al contado o la evaluación de conexión a la red de energías renovables, el medidor de energía también debe admitir la adquisición de datos de alta frecuencia, registros con marca de tiempo y trazabilidad de datos.
8. Circuitos secundarios y aceptación de instalación
Se debe verificar lo siguiente durante la instalación y puesta en servicio:
- El circuito secundario del TC no debe dejarse en circuito abierto; el circuito secundario del TT no debe cortocircuitarse;
- La sección transversal del cable secundario se verificará en función de la caída de tensión y la carga;
- Se deben proporcionar terminales de prueba o bloques de conexión conjunta en los circuitos de medición para facilitar las pruebas en vivo y la verificación periódica;
- La secuencia de fases debe ser correcta, y se prefiere la conexión de secuencia de fases positiva;
- Se instalarán descargadores de sobretensión del nivel de tensión correspondiente en el lado de entrada de alta tensión;
- Se confirmarán los sellos, las medidas contra manipulaciones y la protección contra aperturas antes de la aceptación.
Después de la puesta en servicio, se realizará la verificación periódica de acuerdo con las regulaciones locales de medición y los procedimientos de verificación. El intervalo de verificación seguirá los requisitos de la utilidad, la autoridad de metrología o la ubicación del proyecto.
9. Lista de verificación recomendada de documentación de aceptación
Durante la adquisición o aceptación, se deben verificar los siguientes elementos:
- Tensión del sistema, frecuencia y método de puesta a tierra;
- Categoría del punto de medición y requisitos de precisión;
- Método de instalación y condiciones ambientales;
- Clase de precisión del TC, relación de transformación, corriente secundaria, carga nominal y estabilidad dinámica/térmica;
- Clase de precisión del TT, tensión nominal, carga secundaria, factor de tensión y medidas de supresión de resonancia;
- Funciones del medidor de energía, protocolo de comunicación, contra manipulaciones y registro de eventos;
- Nivel de aislamiento, nivel de contaminación, distancia de fuga y grado de protección IP;
- Material de la carcasa, estructura de sellado, anticondensación y resistencia a los rayos UV;
- Caída de tensión del circuito secundario, método de cableado y configuración de terminales de prueba;
- Informes de ensayos de tipo, informes de ensayos de fábrica, certificados de verificación metrológica o informes de calibración de precisión, y datos de ensayos de aislamiento; por lo general, se deben proporcionar datos de ensayos de descargas parciales para transformadores de instrumentos con aislamiento sólido de 35 kV y superiores, mientras que para 10 kV e inferiores los requisitos seguirán las especificaciones del proyecto o las reglas de aceptación locales; confirmación de la independencia del devanado de medición.
Editado de:Garca
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