Contadores

Electrónica. Ajuste y contraste. Monofásico. Inducción. Ensayo. Error

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Objeto del ensayo: Esta experiencia consiste en verificar el funcionamiento de un contador de energía. Consiste en la utilización del wattímetro y el cronometro para determinar la energía transferida a través del contador. Además se utilizará un voltímetro y un amperímetro para controlar las condiciones nominales del funcionamiento.

Para poder ajustar el factor de potencia, de acuerdo con las normas (IRAM), se podrá utilizar un regulador de fase.

Una vez hecho el ajuste del contador se determinará el error relativo porcentual (ER %), y se representará en función de los estados de carga verificados.

Determinación del error: La norma sobre aprobación y funcionamiento de contadores de energía eléctrica, define como error porcentual (E%), el se obtiene de la siguiente manera:

ER(%) = Wm - Wv x 100

Wv

Siendo Wm la energía registrada por el contador a verificar y Wv la energía verdaderas, ambas expresadas kWh.

El error absoluto (EA) es la diferencia entre ambo valores:

ER(%) = Wm - Wv

Ajuste para el 100% de carga y cos = 1: Se regula la potencia transferida de manera que el wattímetro indica la potencia nominal.

PN = UN x IN (valores nominales).

Valor que se mantendrá constante durante la determinación correspondiente a ese estado de carga. Con el cronómetro se tomará el tiempo “t” en segundos por el disco de aluminio en dar Nº (giros). De esta manera la energía registrada por el contador considerando la constante respectiva será:

Wm = Nºm / CTEm = Giros del contador a contrastar / CTE del contador a contrastar

El consumo verdadero será el producto de la lectura “PN del wattímetro por el tiempo “t” en segundos cronometrado, refiriendo el resultado a kWh.

Wm = PN(Watt) x t(seg.) / 1000(W/kW) x 3600(seg./ hora)

De W/seg. A kw/h.

Suponiendo que el contador funcione sin error, podemos considerar Wm = Wv o sea:

Nºm / CTE = PN x t / 3.600.000

De esta expresión despejamos el tiempo t en segundos:

t(seg.) = Nºm(giros) x 3600seg./hora x 1000Watt/hora

Cm(CTE = giros/1kWh) x PN(watt)

Este valor de “t” podemos denominarlo tiempo verdadero ya que resulta de considerar Wm = Wv.

Para efectuar el ajuste del contador para el 100% de carga se deberá actuar sobre el imán permanente que provee el frenado, hasta que el disco de aluminio realice Nºm(giros) en el tiempo verdadero, mas o menos el ER aceptado por las normas respectivas (2%).

Una vez realizado el ajuste con el imán permanente para el 100% de carga se regula éste al 10% de la nominal, y se actúa sobre el shunt magnético de la bobina voltímetrica buscando el tiempo verdadero. Se verificará nuevamente el 100% y si ambos errores no superan el 2%, se continuará con la determinación para el 50% y el 25% de la carga nominal.

Para más datos estudiar la norma.

Programa de ensayo: 1) Mantener constante U y f, 2) Variar la intensidad para el 100%, 50%, 25% y 10% de la nominal, 3) Medir y registrar el número de giros del contador y medir P, U, I, t para cos = 1, 4) Calcular: Wm, Wv, EA y ER(%) y 5) Representar: ER (% = f (I)).

Esquema de conexiones:

Contadores

Cuadro de valores:

f

Hz

Carga

P

Nºm

Giros

Tiempo (seg.)

Wm

kWh

Wv

kWh

EAbsoluto

kWh

ERelativo

%

%

A

W

Cte

Div.

Calculado

Cronometrado

Promedio

1

55

100

5

1100

20

55

40

130.9

131.2

131.2

0.04

0.040088

-0.000088

-0.219

2

55

100

5

1100

20

55

40

130.9

131.2

131.2

0.04

0.04008

-0.000088

-0.219

3

55

100

5

1100

20

55

40

130.9

131.2

131.2

0.04

0.04008

-0.000088

-0.219

4

55

50

2.5

550

20

27.5

20

130.9

132

132

0.0.2

0.020166

-0.000166

-0.823

5

55

50

2.5

550

20

27.5

20

130.9

132

132

0.02

0.020166

-0.000166

-0.823

6

55

50

2.5

550

20

27.5

20

130.9

132

132

0.02

0.020166

-0.000166

-0.823

7

55

25

1.25

275

20

13.75

10

130.9

131.6

131.73

0.01

0.0100604

-0.0000604

-0.6

8

55

25

1.25

275

20

13.75

10

130.9

131.8

131.73

0.01

0.0100604

-0.0000604

-0.6

9

55

25

1.25

275

20

13.75

10

130.9

131.8

131.73

0.01

0.0100604

-0.0000604

-0.6

10

55

12.5

0.5

110

20

5.5

4

130.9

131.5

131.7

0.004

0.0040241

-0.0000241

-0.498

11

55

12.5

0.5

110

20

5.5

4

130.9

131.8

131.7

0.004

0.0040241

-0.0000241

-0.498

12

55

12.5

0.5

110

20

5.5

4

130.9

131.8

131.7

0.004

0.0040241

-0.0000241

-0.498

Contador = 1000 giros/1kwh.

Tiempo calculado(seg.) = Nºm(40 giros) x 3600.000 = 130.9 seg.

Cm(CTE = 1000giros/1kWh) x PN(1100W)

Elementos empleados: Un contador a verificar marca “Galileo Argentina”, Nºserie = 235453, Características: 220V - 5(20A) - 50Hz - constante = 1000 giros por cada kWh, Un wattímetro, Un amperímetro, Un voltímetro, Un frecuencímetro, Un regulador de fase. Siemens, Cuatro resistencias de regulación y Un transformador reductor de 220V/14V.

Representaciones: En un par de semiejes coordenados ER % = f(I), uniendo con segmentos los errores determinados.

Escalas:

ER = 0.2% / 1cm

I = 1A / 1cm.