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  • Direccin de Operacin Coordinacin de los CENAC

    Centro Nacional de Capacitacin Celaya

    Medicin de Energa para Ingenieros Pgina 1

    Tema 47.- Medidor Alpha Elaborado por: Ing. Mario Alberto Villalobos Romo (Departamento Divisional de Medicin CFE.-D.D. Bajo) 1. Qu es el Medidor Alpha? Es un medidor totalmente electrnico, que mide, registra, almacena y exporta datos de energa en kWh, kVARh y potencia en kW y kVAR hasta 4 tarifas; con tarjetas opcionales efecta registros de perfil de carga hasta en 4 canales, 4 cuadrantes, salidas especiales de rels; tarjeta de comunicacin va mdem. El medidor est destinado para ser usado en usuarios comerciales e industriales. El medidor ALPHA se puede programar en fbrica, en la empresa elctrica donde sea instalado. Cuenta con dos relevadores de salida para control de carga, alerta al usuario o fin de intervalo (EOI) con una tarjeta opcional. La informacin del medidor se obtiene desde la pantalla LCD, mediante una PC porttil o de escritorio provista de un lector ptico y los datos son exportados a un programa adicional para la facturacin. La figura 1 muestra al medidor ALPHA.

    Figura 1.- Medidor Alpha

    2.- Caractersticas Principales. Multi-tensin.- Puede ser usado entre 96 y 528 Volts. Corriente.- Rango amplio cubierto con 2 modelos: Hasta 20 A para conexin indirecta y para

    conexin directa hasta 100 A, en tipo base y 200 A para tipo socket. Consumo.- El consumo de energa es bajo, sus circuitos internos son alimentados mediante

    transformadores de 2000/1 A y de 4000/1 Volts. Precisin.- Clase 0,2 segn IEC. Duracin.- Entre 20 a 25 aos. Muestras.- El medidor Alpha tiene un convertidor analgico digital que toma muestras de 3 canales

    simultneos de entrada 40 tomas por ciclo (2400 por segundo). Actualizacin.- Se puede actualizar a modelos superiores. 3.- Tipos del Medidor Alpha. A pesar que fsicamente el medidor Alpha es el mismo, existen 4 tipos bsicos de medidores, de acuerdo a las magnitudes que miden; el medidor bsico A1D puede ser actualizado mediante el software AlphaPlus y una llave de seguridad, a los modelos ms avanzados. Independientemente del tipo de medidor (A1D, A1R, etc.) los medidores Alpha son fabricados en las diferentes versiones:

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    Medidores de 3 hilos, conexin directa. Medidores de 3 hilos, conexin indirecta. Medidores de 4 hilos, conexin directa. Medidores de 4 hilos, conexin indirecta. Segn las magnitudes a medir, los medidores Alpha pueden ser divididos en los siguientes tipos: A1D.- Este medidor Alpha bsico, est diseado para la medicin de energa activa en kWh y demanda en

    kW, 1 tarifa, toda la informacin es guardada en la memoria no voltil y no requiere de batera de respaldo.

    A1T.- Es el medidor multi-tarifa (TOU, Tiempo de uso), incorpora todas las funciones del A1D, pero tiene capacidad de programar hasta 4 perodos diferentes de medicin multi-tarifa, requiere batera.

    A1K.- Es el medidor Alpha que incluye energa reactiva kVA, medicin multi-tarifa TOU; mide kWh total, kVA total: se puede programar va AlphaPlus, multi-tarifa para demanda kW y energa kWh o multi-tarifa de kVA de demanda y energa kVAh, los kVARh no estn disponibles, son calculados.

    A1R.- Es un medidor similar al A1K con la diferencia que la energa reactiva la mide en kVARh, calcula los kVAh. Mide energa activa en kWh, reactiva en kVARh y potencia en kW y kVAR, hasta en 4 perodos de potencia activa o reactiva.

    Estos son los tipos bsicos de medidores electrnicos Alpha, a todos ellos se les puede aadir las tarjetas opcionales siguientes: - L- Esta tarjeta es usada para agregar la capacidad de grabacin de perfil de carga a cualquier medidor

    multi-tarifa (TOU), slo tiene la capacidad de grabar pulsos de energa activa en un canal. Usada con el medidor A1R A1K, su capacidad de memoria es de 32 KB, suficiente para registrar 147 das de grabacin con un intervalo de demanda de 15 minutos.

    - A- Es la tarjeta de avanzada, tiene la capacidad adicional de medir en 4 cuadrantes valores multi-tarifas como kW, kWh, VA, VAh, factor de potencia promedio, mxima demanda coincidente y factor de potencia coincidente. Usada con el medidor Alpha A1R A1K.

    - AL - Es igual que la tarjeta A pero con la adicin de perfil de carga de hasta 4 canales con 96 KB de memoria. Esta memoria es suficiente para 119 das de grabacin con un intervalo de 15 minutos. Para obtener grabacin multi-canal de perfil de carga en un medidor Alpha reactivo, siempre tiene que aadirse sta tarjeta.

    Con la adicin de las tarjetas anteriores se obtienen los siguientes modelos: A1T-L Es el medidor A1T con la adicin de una tarjeta opcional para grabacin de perfil de 32 KB. A1R-A Es el medidor A1R con la adicin de la tarjeta de opcin A para medicin en los cuatro

    cuadrantes, mide energa reactiva en kVAR y calcula los kVA. A1K-A Es el medidor A1K con la adicin de la tarjeta de opcin A para medicin en los cuatro

    cuadrantes, mide kVA y calcula los kVAR. A1R-AL Es el medidor A1R con la adicin de la tarjeta de opcin AL que incluye grabacin de perfil de

    carga en los cuatro canales con 96 KB y para los cuatro cuadrantes. A1K-AL Es el medidor A1K con la adicin de la tarjeta de A avanzada que incluye grabacin de perfil de

    carga en los 4 canales con 96 KB y para los cuatro cuadrantes. Al medidor Alpha tambin se le puede aadir tarjetas de rels, que viene en 3 versiones diferentes, estas son: 1 Rel Un rel para salida de pulsos KYZ de energa activa (no se puede programar para otra

    funcin).

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    2 Rels El primer rel es slo para salida de pulsos KYZ de energa activa; el segundo puede ser programado para control de carga, indicador de fin de intervalo de demanda (EOI) para salida de pulsos KYZ de energa reactiva.

    6 Rels Rel 1.- Pulsos KYZ de energa activa entregada

    Rel 2.- Pulsos KYZ de energa reactiva entregada, EOI o control de carga. Rel 3.- Pulsos KYZ de energa activa recibida. Rel 4.- Pulsos KYZ de energa reactiva recibida. Rel 5.- EOI (Final del intervalo de la demanda. Rel 6.- Control de carga.

    3.1.- Memoria del Perfil de carga.

    MEMORIA DE PERFIL DE CARGA CON TARJETA L 32 KB

    Nmero De

    Canales

    Longitud De

    Intervalo

    Intervalos Por

    Canal

    Total Das

    1 01 min 14016 9,7 1 05 min 14016 48,6 1 15 min 14016 146,0 1 30 min 14016 292,0

    MEMORIA DE PERFIL DE CARGA CON TARJETA AL 96 KB

    Nmero De

    Canales

    Longitud De

    Intervalo

    Intervalos Por

    Canal

    Total Das

    1 01 min 45696 31,7 1 05 min 45696 158,6 1 15 min 45696 476,0 1 30 min 45696 952,0

    2 01 min 22848 15,8 2 05 min 22848 79,3 2 15 min 22848 238,0 2 30 min 22848 476,0

    3 01 min 15232 10,5 3 05 min 15232 52,8 3 15 min 15232 158,6 3 30 min 15232 317,0

    4 01 min 11424 7,9 4 05 min 11424 36,9 4 15 min 11424 119,0 4 30 min 11424 238,0

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    4.- Construccin.-

    Figura 2.- Componentes del Medidor Alpha

    El medidor ALPHA est compuesto de 3 partes:

    La tapa de policarbonato La base con sensores de medida El circuito electrnico

    4.1.- Tapa de Policarbonato: Es la cubierta que protege al medidor del medio ambiente as como de los rayos ultravioleta e interferencia magnticas; es de material de policarbonato, resistente a golpes y en la tapa se conecta el cable ptico para las comunicaciones, no tiene conexin elctrica con el medidor y lleva una mica transparente para proteger y visualizar la pantalla. En la parte exterior se encuentra un selector para efectuar el restablecimiento manual de la demanda, as como para seleccionar los modos de operacin normal y alterno, tiene un dispositivo de seguridad. 4.2.- Base con sensores de medida: Es la parte inferior del medidor, ah se encuentran los transformadores de corriente de 2000/1 A y 4000/1 Volts. En la base tambin se encuentran:

    Los bornes de entrada y salida para corriente y tensin. La batera para mantener la hora. El puerto ptico para comunicaciones. El circuito electrnico y tarjetas de opcin. La placa de caractersticas. La pantalla LCD. La fuente de potencia.

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    4.3.- Componentes Electrnicos. Las corrientes y los voltajes son sensados usando sensores de corriente y divisores de voltaje resistivos respectivamente. Aplican operaciones bsicas como multiplicaciones y otros clculos y son desarrollados usando un circuito integrado (IC) que es una seal digital procesada (DSP) construido en un circuito analgico digital (A/D) capaz de convertir una muestra de cada seal de entrada de voltaje y corriente. El medidor y el registro electrnico se encuentran localizados en la Tarjeta de Circuito. Ah, el medidor y el registro electrnico se encuentran en una sola superficie, montada en un circuito impreso. Especficamente, la tarjeta del circuito contiene los siguientes componentes:

    Fuente de poder. Divisores de voltaje resistivos para las tres fases de voltaje. Resistores de carga para sensar las tres corrientes. Oscilador de cristal de 6.2208 MHz. Chip de medicin. Microcontrolador. Circuito de Reset. EEPROM. Oscilador de cristal para el reloj de 32.768 MHz. Componentes del puerto ptico. Interfase con la pantalla de