Inspección de medidores: La prueba de potencia

Una de las tareas más importantes de la inspección de medidores en terreno es la prueba de potencia o comparación de cargas (erróneamente designada contraste de medidor).

Consiste en una prueba que verifica la exactitud del medidor mediante la comparación de los valores de potencia medidos simultáneamente con un instrumento desconocido y otro conocido (preferentemente patrón) para conocer el error del primero.

En caso que los valores de error obtenidos estén fuera del rango que permita la norma, el medidor será considerado defectuoso y se actuara en consecuencia.

Existen varios métodos para realizar esta tarea y la elección de uno de ellos dependerá básicamente del instrumental y personal disponible, de la precisión requerida y de la cantidad y el tipo de equipos a inspeccionar por periodo.

En este instructivo presentaremos un método clásico: La prueba de potencia por medio de wattimetro patrón y cronómetro utilizado cuando hay necesidad de verificar el medidor en su lugar de instalación (in situ) y no es posible interrumpir el suministro eléctrico del cliente.

Este método puede realizarse de dos maneras:

- Con carga real: para la medición se utilizará la carga propia de la instalación del cliente.

- Con carga externa: conectada a la salida del medidor.

Medición

El objetivo es medir simultáneamente la potencia del circuito y cronometrar el tiempo que tarda en girar un numero N de vueltas el disco del medidor.

Para medir la potencia se conectará el instrumento (en nuestro caso un Nanovip) según lo indicado en el siguiente circuito:

En el caso de utilizar instrumentos del tipo pinza voltamperométrica u otros que no arrojen directamente el valor de la potencia, esta podrá ser calculada como:

Y si se trata de un medidor trifásico, la potencia total será la suma de las potencias de las tres fases:

Se seleccionara una cantidad adecuada de vueltas N y se cronometrará el tiempo T que tarda el disco del medidor en cumplir con esta cantidad de revoluciones.

Precauciones

En todos los casos al realizar la medición se deberán tener en cuenta las siguientes precauciones a fin de disminuir el error de método:

-La corriente mínima por fase deberá ser de 1 A. De ser necesario se conectara una carga externa o se solicitara al cliente la conexión de algún artefacto.

-La carga deberá ser lo mas constante posible durante la medición, si se apreciara variación de la misma se deberá reiniciar el procedimiento.

-La toma del tiempo se realizara tomando una cantidad mínima sugerida de revoluciones del disco equivalente al 10% de la constante del medidor cuando los valores de carga lo hagan posible sin extender demasiado el tiempo de medición.

-En el caso de medidores electromecánicos, las vueltas del disco se contabilizaran entre posiciones iguales de la marca grabada en el canto del disco (comienzo o final de la marca).

-En el caso de medidores electrónicos se contabilizarán los pulsos como destellos del LED indicador o el número de intermitencias de la flecha indicadora de energía activa en el display.

Constante del medidor

Para medidores electromecánicos la constante se define como el valor que expresa la relación entre la energía registrada por el medidor y el correspondiente número de revoluciones del rotor, por ejemplo, en revoluciones por kilowatt hora (rev/kWh) o watt hora por revolución (Wh/rev).

Para medidores electrónicos es el valor que expresa la relación entre la energía registrada por el medidor y el valor correspondiente dado por la salida de ensayo. Si este valor es un número de impulsos, la constante será expresada en impulsos por kilowatt hora (imp/kWh) o watt hora por impulso (Wh/imp).

En ambos casos el dato siempre se encuentra indicado en la placa de caracteriaticas del cuadrante del medidor.

El medidor utilizado en este ejemplo es un Landis & Gyr tipo CG71 de fabricación española y su constante es 300 rev/kWh.

Cálculo de la potencia

La potencia del medidor se calculará como:

Donde:

N: es la cantidad de revoluciones del disco o pulsos contabilizados en el ensayo

K: es la constante del medidor expresada en rev/kWh.

T: es el tiempo en segundos que tarda el disco en rotar N vueltas.

Determinación del error

Una vez calculada la potencia del medidor Pm y medida la potencia total PT se proceda el cálculo del error relativo con la siguiente formula:

Donde:

Error (%): es el error relativo porcentual del medidor

Pm: es la potencia registrada por el medidor calculada con los giros del disco

PT : es la potencia medida con el instrumento

Análisis de los resultados

De la medición surgen los siguientes valores:

Tensión = 198 V

Corriente = 6,70 A

Potencia activa = PT = 1,33 kW

Factor de Potencia = 1

El ensayo del medidor arrojó los siguientes resultados:

N = 10 vueltas

T = 84 segundos

K = 300 rev/kWh

Por lo que la potencia Pm se calculará como:

Con este dato y la potencia medida PT realizamos el cálculo del error:

Verificamos que la prueba de potencia arrojó un error de +7,36 %. Este resultado nos indica que el medidor estaría registrando en exceso un 7,36%.

Para este tipo de prueba se consideran valores normales de error los situados en la banda de +-8% por lo que si el resto de la inspección dio resultados normales se registran los datos y se procederá a la finalización de la misma.

Del análisis de la formula de calculo de error surge inmediatamente que los valores negativos de error nos indican un registro de energía en defecto y los positivos un registro en exceso.

Clasificación de los medidores de energía

Los medidores de energía eléctrica, o contadores, utilizados para realizar el control del consumo, pueden clasificarse en tres grupos:

- Medidores electromecánicos: o medidores de inducción, compuesto por un conversor electromecánico (básicamente un vatímetro con su sistema móvil de giro libre) que actúa

sobre un disco, cuya velocidad de giro es proporcional a la potencia demandada, provisto de un dispositivo integrador.

- Medidores electromecánicos con registrador electrónico: el disco giratorio del medidor de inducción se configura para generar un tren de pulsos (un valor determinado por cada rotación del disco, p.e. 5 pulsos) mediante un captador óptico que sensa marcas grabadas en su cara superior. Estos pulsos son procesados por un sistema digital el cual calcula y registra valores de energía y de demanda. El medidor y el registrador pueden estar alojados en la misma unidad o en módulos separados.

- Medidores totalmente electrónicos: la medición de energía y el registro se realizan por medio de un proceso análogico-digital (sistema totalmente electrónico) utilizando un microprocesador y memorias. A su vez, de acuerdo a las facilidades implementadas, estos medidores se clasifican como:

- Medidores de demanda: miden y almacenan la energía total y una única demanda en las 24 hs. (un solo períodos, una sola tarifa).

- Medidores multitarifa: miden y almacenan energía y demanda en diferentes tramos de tiempo de las 24 hs., a los que le corresponden diferentes tarifas (cuadrantes múltiples). Pueden registrar también la energía reactiva, factor de potencia, y parámetros especiales adicionales.

Para los pequeños consumidores, industriales y domiciliarios, se mantiene aún el uso de medidores de inducción de energía activa y reactiva. Para los medianos consumidores se instalan generalmente medidores electrónicos. Para los grandes consumidores, a fin de facilitar la tarea de medición y control, el medidor permite además la supervisión a distancia vía módem (en muchas marcas incorporado al medidor). http://www.afinidadelectrica.com.ar/articulo.php?IdArticulo=141

Muchas compañías de electricidad continúan dependiendo de la inspección visual de las instalaciones de medición para la detección de ilícitos, verificando el estado de las protecciones tradicionales en los medidores como sellos y anillos de protección. Estos elementos han evolucionado aumentado la dificultad para ser violados.

La anterior medida ha demostrado no ser tan efectiva ante el creciente aumento del porcentaje de pérdidas, debido al también creciente ingenio delictivo del consumidor. Cuando la compañía de electricidad empieza a "caracterizar" e implantar protecciones contra una

forma de ilíc Equipos de detección

En algunos lugares se han empleado con poco éxito analizadores de fallas en conductores eléctricos. Estos equipos normalmente se utilizan para detectar cortocircuitos o discontinuidades. Su aplicación en el tema que nos ocupa se refiere a la detección de derivaciones o tomas clandestinas. Dichos analizadores son equipos electrónicos cuyo funcionamiento se basa en técnicas de reflectometría en el dominio del tiempo, y otros más sofisticados en el de la frecuencia. Los más usados son los primeros. Su principio funcional se basa en la emisión de un pulso de muy corta duración (generalmente de nanosegundos) y el análisis del pulso reflejado, que da indicación de discontinuidades (cambios de impedancia) en el conductor que se esté analizando. Las derivaciones comúnmente significan cambios de impedancia en los conductores.

El uso de estos equipos para tal efecto no ha sido muy afortunado por los siguientes motivos: su aplicación es por excepción, por ejemplo cuando se sospecha del acto ilegal, por otro lado, en muchos casos el ilícito es también por excepción, como en días y horas aleatorios, de tal manera que, a menudo, cuando se efectúa la verificación se encuentra todo en orden; a veces es difícil discriminar ciertos tipos de discontinuidad con estos aparatos como entre un "empalme" y una "derivación", los efectos en el ánimo de un cosumidor honesto no son buenos cuando se busca algo que no existe, máxime cuando la indicación se da en una parte oculta de la acometida; el equipo sólo funciona para la detección de un tipo de ilegítimo (derivaciones) cuando existen muchos otros que se dan en el medidor mismo; para el uso adecuado del equipo es necesario desconectar la carga del consumidor a fin de que no haya confusiones con derivaciones legales (después del medidor).

Análisis estadístico de consumos

Muchas compañías han adaptado sus sistemas de procesamiento de lecturas para detectar desviaciones sensibles en los consumos de los usuarios y que pudieran corresponder a situaciones anómalas. Esta medida no ha arrojado buenos resultados, pues en lugares en donde se ha aplicado las pruebas indican que solamente en 10% de los casos investigados se encontró algo ilegal.

Las pérdidas de energía eléctrica debidas a ilícitos es un problema que se dejó adelantar demasiado a los procedimientos y a la tecnología para combatirlo. Es un fenómeno parecido al robo de autos: cada dispositivo (alarma) que sale al mercado para combatirlo es descifrado por los ladrones. La gravedad del problema hace que se empiecen a tomar medidas al respecto.

Así como para el robo de autos los sistemas de posicionamiento global (GPS) abren un panorama alentador para combatirlo, los avances en la física de estado sólido y en la electrónica nos ofrecen excelentes herramientas para desarrollar protecciones inteligentes e interactivas, a diferencia de las técnicas tradicionales. De tal manera que es posible reducir en buena medida los robos de energía. Además, se empieza a manejar un cambio de concepto: no tratar de detectar al ladrón, sino lo que se lleva. El ladrón cambia de tácticas, lo que se lleva permanece invariable.

Quedaría un punto por resolver si se quiere llegar a las últimas concecuencias: la demostración del ilícito para fines legales. La base para solucionarlo es el mismo cambio de concepto. Su análisis es otro tema.

Finalmente, aunado a la deshonestidad de muchos consumidores, se encuentra todavía en no pocos lugares la equivocada percepción de que la generación y entrega de la energía eléctrica "no cuesta mucho" y que "por ley" tenemos derecho a ella sin ninguna obligación, como ayudar a la calidad del servicio (las fugas incontrolables de energía afectan, entre otras cosas, la calidad del servicio).

Lo que también es cierto es que la energía que algunos roban, todos la tenemos que pagar de alguna manera.

URPA, Energy theft related news group posts, julio de 1997.

Ferrer, J., "Investigators use AMR to detect millions in energy theft", AMRA News, vol. 9, núm. 12, diciembre de 1996, pp. 1-12.

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Richardson, W., Energy division and theft of service in a changing environment, 7th Annual AMRA Symposium, septiembre de 1994, pp. 43-45.

http://www.afinidadelectrica.com.ar/articulo.php?IdArticulo=38ito, el consumidor pone otra en práctica.