ES2267098T3 - Sistema de medida electrica con un contador electrico y un sensor de corriente externo. - Google Patents
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Abstract
UN SISTEMA DE MEDICION ELECTRICA INCLUYE UN CONTADOR ELECTRICO DESPROVISTO DE SENSORES DE CORRIENTE Y UN SENSOR DE CORRIENTE EXTERNA PARA PRODUCIR UNA SEÑAL DE SALIDA RELACIONADA CON UNA CORRIENTE ELECTRICA DIRIGIDA POR UNA LINEA DE TRANSMISION A UNA CARGA ELECTRICA ASOCIADA AL CONTADOR ELECTRICO DE MODO QUE EL CONSUMO DE POTENCIA DE LA CARGA ELECTRICA PUEDA SER CALCULADO POR EL CONTADOR ELECTRICO. EL SENSOR DE CORRIENTE PUEDE INCLUIR GENERALMENTE UN CIRCUITO ASIMETRICO EN PUENTE PARA PRODUCIR UNA SEÑAL DE SALIDA EN ESCALA ASOCIADA, DE ACUERDO CON UNA SECUENCIA PREDETERMINADA DE LA CORRIENTE ELECTRICA DIRIGIDA POR LA LINEA DE TRANSMISION. EL CONTADOR ELECTRICO INCLUYE GENERALMENTE UN REGISTRADOR, SENSIBLE A LA SEÑAL DE SALIDA PRODUCIDA POR EL SENSOR DE CORRIENTE EXTERNA, PARA TABULAR LOS DATOS DE CARGA RELACIONADOS CON EL CONSUMO DE POTENCIA DE LA CARGA ELECTRICA ASOCIADA. MEDIANTE EL EMPLEO DE UN SENSOR DE CORRIENTE EXTERNO CAPAZ DE PROPORCIONAR FRECUENCIAS DE TRANSFORMACION DE CORRIENTE RELATIVAMENTE GRANDES, EL CONTADOR ELECTRICO NO NECESITA INCLUIR UN SENSOR DE CORRIENTE Y EL DISEÑO DEL SISTEMA DE MEDICION ELECTRICO PUEDE SER SIMPLIFICADO EN GRAN MEDIDA.
Description
Sistema de medida eléctrica con un contador
eléctrico y un sensor de corriente externo.
La presente invención se refiere a sistemas de
medida eléctrica y, más particularmente, a sistemas de medida
eléctrica con una pluralidad de contadores eléctricos.
Los sistemas de medida eléctrica convencionales
incluyen una pluralidad de contadores eléctricos, como contadores
de vatios-hora del tipo inducción o electrónico,
para medir el consumo eléctrico de los usuarios individuales de
energía eléctrica. Cada contador eléctrico incluye generalmente un
circuito de medida para medir el consumo de potencia de la carga
eléctrica asociada con el contador y para tabular los datos de carga
interrelacionados con el consumo de potencia medido. El circuito de
medida de los contadores eléctricos convencionales incluye
enérgicamente un sensor de corriente interno montado dentro de la
carcasa del contador eléctrico para detectar la corriente de línea
suministrada a la carga eléctrica asociada y para producir una señal
de salida relacionada con la corriente de línea.
Por ejemplo, los contadores de
vatios-hora de inducción convencionales incluyen un
circuito sensor de corriente en el cual el conductor que lleva la
corriente de línea está enrollado alrededor de un núcleo de hierro
para formar una bobina de corriente. El flujo magnético es creado
en el núcleo de hierro debido a la corriente de línea con la cual,
en combinación con el flujo magnético procedente de una bobina de
tensión similar, rota un disco a una velocidad relacionada, según
una relación predeterminada, a la tasa del consumo de energía
eléctrica del consumidor, para de dicha forma medir el consumo de
potencia de la carga eléctrica asociada.
En un número de circunstancias, el rango de
corrientes de línea es relativamente grande, como desde corrientes
de línea muy pequeñas hasta corrientes de línea relativamente
grandes, como por ejemplo 800 A. De dicha forma, el tamaño del
conductor alrededor del núcleo de hierro para medir la tasa
relativamente grande de las corrientes de línea y para producir una
salida apropiadamente escalada se vuelve prohibitivamente grande. En
dichos casos, se emplea normalmente un transformador de corriente
en conjunción con el contador eléctrico y el dispositivo detector
de corriente interna del contador. En particular, un transformador
de corriente se dispones genéricamente entre la línea de
transmisión que lleva la corriente de línea y el circuito sensor de
corriente y está situado externo al contador eléctrico. Por
ejemplo, en un sistema de medida eléctrica que suministra potencia
eléctrica a una carga eléctrica trifásica, los transformadores de
corriente están normalmente conectados a dos o más de las barras
bus que se extienden desde el engranaje de conmutación del sistema
de medida eléctrica a la carga eléctrica.
Los transformadores de corriente convencionales
también incluyen generalmente un núcleo de hierro alrededor del
cual un conductor que lleva la corriente de línea está enrollado
para formar una bobina de corriente. El flujo magnético creado en
el núcleo de hierro podrá, a su vez, crear una corriente de salida
escalada, proporcional a la corriente de línea que se suministra a
la carga eléctrica. La corriente de salida es detectada y escalada
adicionalmente por el sensor de corriente interno del contador
eléctrico y el consumo de potencia de la carga eléctrica asociada
es computado en parte del mismo. Por lo tanto, se debe establecer
una relación de transformación relativamente grande entre la
corriente de línea y la señal de salida del sensor de corriente
interno del contador eléctrico, como por ejemplo 800:0,002, mediante
la combinación de un transformador de corriente y el dispositivo
sensor de la corriente interna de un contador
eléctrico.
eléctrico.
La necesidad de relaciones de transformación de
corriente elevadas es particularmente patente en sistemas de medida
eléctrica que incluyen contadores eléctricos electrónicos, como por
ejemplo los contadores de vatios-hora electrónicos
u otros dispositivos de medida electrónicos. Ejemplarmente,
contadores eléctricos electrónicos incluyen unos contadores GE Type
EV (Marca Registrada) y Phase3 (Marca Registrada) que están
comercializados por General Electric Company de Somersworth,
New
Hampshire. Dichas contadores eléctricos electrónicos incluyen normalmente circuitos integrados para medir el uso de la corriente y la tensión de consumidores de energía eléctrica individuales. Los circuitos integrados son genéricamente "Circuitos Integrados Específicos de la Aplicación" ("ASIC") que están diseñados para aceptar y medir pequeños niveles de señal como típicamente menores de 2 mA y menores de 5 voltios. La combinación de los transformadores de corriente y los sensores de corriente internos de dichos contadores eléctricos electrónicos debe de dicha forma suministrar una gran relación de transformación para escalar las corrientes de línea relativamente grandes, como por ejemplo de 800 A, a niveles de entrada relativamente pequeños, como por ejemplo 2 mA, aceptados por los circuitos integrados. En la forma descrita anteriormente, el número de devanados requerido para escalar apropiadamente la corriente de línea y para suministrar la relación de transformación requerida podrá volverse prohibitivamente grande y cara.
Hampshire. Dichas contadores eléctricos electrónicos incluyen normalmente circuitos integrados para medir el uso de la corriente y la tensión de consumidores de energía eléctrica individuales. Los circuitos integrados son genéricamente "Circuitos Integrados Específicos de la Aplicación" ("ASIC") que están diseñados para aceptar y medir pequeños niveles de señal como típicamente menores de 2 mA y menores de 5 voltios. La combinación de los transformadores de corriente y los sensores de corriente internos de dichos contadores eléctricos electrónicos debe de dicha forma suministrar una gran relación de transformación para escalar las corrientes de línea relativamente grandes, como por ejemplo de 800 A, a niveles de entrada relativamente pequeños, como por ejemplo 2 mA, aceptados por los circuitos integrados. En la forma descrita anteriormente, el número de devanados requerido para escalar apropiadamente la corriente de línea y para suministrar la relación de transformación requerida podrá volverse prohibitivamente grande y cara.
Diversos otros tipos de sensores de corriente
han sido desarrollados para su incorporación dentro de un contador
eléctrico que escala una corriente de línea a un nivel que se pueda
medir por un contador eléctrico. Por ejemplo, los sensores de
corriente descritos en la patente U.S. nº 4.182.982 de Wolf y otros,
que fue expedida el 8 de enero de 1980 y la patente U.S. nº
4.492.919 de Milkovic, que fue expedida el 8 de enero de 1985
incluyen uno o más recorridos de derivación principales y unos
recorridos de derivación auxiliares paralelos entre los cuales la
corriente de líneas se divide en base a sus áreas en sección
transversal respectivas. La corriente resultante conducida por el
recorrido de derivación auxiliar podrá ser detectada para producir
una señal de salida escalada.
Además, un sensor de corriente coaxial se
desvela en la patente U.S. nº 5.066.904 de Bullock, expedida el 19
de noviembre de 1991 y que está transferida al cesionario de la
presente invención. El sensor de corriente coaxial divide la
corriente de línea entre dos conductores dispuestos coaxialmente. El
conductor central del sensor de corriente coaxial se extiende a
través del orificio de un núcleo toroidal e incluye una fuerza
magnetomotriz en un núcleo toroidal desde la cual una señal de
salida escalada podrá ser
producida.
producida.
Adicionalmente, un sensor de corriente
diferencial se desvela en la solicitud de patente U.S. número de
serie 08/043.903 de Coburn, presentada el 7 de abril de 1993
(EP-A-627.630) y que también está
transferida al cesionario de la presente invención. El sensor de
corriente diferencial divide una corriente de línea en unas partes
primera y segunda según una relación predeterminada y detecta el
diferencial de corriente entre las mismas. En base a la diferencial
de corriente detectada se podrá producir una corriente de salida
escalada.
Un sistema de medida eléctrica generalmente
según el preámbulo de la reivindicación 1 se describe en el
documento US-A-4.070.572.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención
es suministrar un sistema de medida eléctrica mejorado para medir
el consumo de potencia de una carga eléctrica asociada.
Otro objeto de la presente invención es
suministrar un sistema de medida eléctrica simplificado para medir
el consumo de potencia eléctrica de una carga eléctrica asociada que
sea menos caro que los sistemas de medida eléctrica
convencionales.
Los objetos mencionados y otros objetos
adicionales son suministrados según la presente invención por un
sistema de medida eléctrica según la reivindicación 1 de la
misma.
Por lo tanto, el contador eléctrico de la
presente invención tabula los datos de carga sin un sensor de
corriente. Al no incluir un sensor de corriente, el diseño del
contador eléctrico podrá ser simplificado y el coste y complejidad
resultante de los sistemas de medida eléctrica que emplean dichos
contadores eléctricos podrán reducirse en comparación a sistemas de
medida eléctrica convencionales que incluyen uno o más
transformadores de corriente y un contador eléctrico asociado que
tiene un sensor de corriente interno.
Según una forma de realización, la magnitud de
la señal de salida producida por el sensor de corriente externo es
menor que un valor máximo primero predeterminado. Según esta forma
de realización, el contador eléctrico incluye un medio de registro
para procesar las señales de salida producidas por el sensor de
corriente externo y para tabular los datos de carga en base a las
señales de salida. La magnitud de las señales de salida que el
medio de registro procesa son preferentemente no mayores que un
segundo valor máximo predeterminado que es mayor que el primer
valor máximo predeterminado. De dicha forma, el contador eléctrico
podrá procesar las señales de salida producidas por el sensor de
corriente externo sin reducir adicionalmente la magnitud de las
señales de salida.
El sensor de corriente podrá incluir un medio de
circuito puente para recibir y dividir la corriente eléctrica
conducida por las líneas de transmisión dentro del porciones
predeterminadas. El medio de circuito puente incluye generalmente
un circuito puente no balanceado que tiene unas ramas primera y
segunda para conducir unas partes primera y segunda de la corriente
eléctrica, respectivamente. El conductor central interconecta las
ramas primera y segunda y conduce una corriente relacionada con la
corriente eléctrica conectada por la línea de transmisión. El
sensor de corriente incluye preferentemente un medio sensor, como
por ejemplo un comparador de corriente anular, acoplado
magnéticamente al conductor central, para producir una señal de
salida relacionada con la corriente conducida por el conductor
central y, consecuentemente, la corriente conducida por la línea de
transmisión.
Según una forma de realización, la primera rama
incluye unos conductores primero y segundo, como resistores, que
tienen unas resistencias primera y segunda predeterminadas,
respectivamente. Igualmente, la segunda rama incluye unos
conductores tercero y cuarto, como resistores, que tienen unas
resistencias predeterminadas tercera y cuarta respectivamente.
Además, el conductor central podrá ser también un resistor que tiene
una quinta resistencia predeterminada que se extiende desde un
primer extremo entre los conductores primero y segundo hasta el
segundo extremo entre los conductores tercero y cuarto.
Preferentemente, la relación de las resistencias
predeterminadas primera y segunda a la resistencias predeterminadas
tercera y cuarta permanece constante a medida que la temperatura de
los conductores varía. Según una forma de realización, los
conductores primero y cuarto constan de unos materiales primero y
segundo y los conductores segundo y tercero constan del segundo
material. Los materiales específicos se eligen preferentemente de
forma que la resistividad del primer material varía menos que la
resistividad del segundo material a medida que las temperaturas de
los materiales varían. Sin embargo, los conductores contienen
preferentemente cantidades predeterminadas del segundo material, de
forma que la relación de las resistencias de las ramas primera y
segunda no varía a medida que la temperatura de los materiales
varian.
Al incluir un sensor de corriente externo al
contador eléctrico y eliminar el sensor de corriente interno del
contador eléctrico, el diseño del contador eléctrico se simplifica.
Además, el coste y complejidad del sistema de medida eléctrica que
emplea tales contadores eléctricos es reducido en comparación con el
de los sistemas de medidas eléctricas convencionales que incluyen
uno o más transformadores de corriente y contadores eléctricos
asociados que tienen unos sensores de corriente internos. Además, el
diseño del sensor de corriente externo de la presente invención
suministra una relación de transformación de corriente consistente
que es independiente de las fluctuaciones de temperatura, de forma
que una señal de salida relacionada con la magnitud y fase de la
corriente eléctrica de entrada se produce con precisión.
La figura 1 es una vista en perspectiva de un
sistema de medida eléctrica según la presente invención.
La figura 2 es una vista en perspectiva de un
contador eléctrico según la presente invención que ilustra la
carcasa del contador y la base del contador.
La figura 3 es un diagrama de bloques de un
contador eléctrico de la presente invención que ilustra la
transferencia de una señal de salida desde un sensor de corriente
externo.
La figura 4 es una vista lateral fragmentaria
del sensor de corriente externo de la presente invención que
ilustra su conexión a las partes separadas primera y segunda de la
barra bus.
La figura 5 es una vista en perspectiva de un
sensor de corriente externo según la presente invención.
La figura 6 es una vista en sección aumentada
del sensor de corriente externo de la figura 5 tomada a lo largo de
la línea 6-6 de la figura 5.
La figura 7 es un esquema eléctrico del sensor
de corriente externo de la figura 5.
La presente invención se describirá a
continuación con mayor amplitud haciendo referencia a los dibujos
adjuntos, en los cuales se muestra una forma de realización
preferente de la invención. Sin embargo, la presente invención
puede adoptar muchas formas diferentes y no debería interpretarse
como limitada a las formas de realización establecidas en la
presente memoria; por el contrario, la presente forma de realización
es suministrada de forma que la presente descripción sea amplia y
completa y que presente el ámbito de la invención a los expertos en
la técnica. Números iguales se refieren a elementos iguales a través
de la misma.
Con referencia ahora la figura 1 se muestra un
sistema 50 de medida eléctrica según la presente invención. El
sistema de medida eléctrica incluye un contador eléctrico 52 para
tabular datos de carga relacionados al consumo de potencia de la
carga eléctrica asociada. Los datos de carga podrán incluir, entre
otras cantidades, el consumo de energía en
vatios-hora, el factor de potencia y la demanda pico
dentro de un período de tiempo predeterminado. En la forma
ilustrada en la figura 3, el contador eléctrico incluye un circuito
integrado 53 que incluye un medio de registro 54 para tabular los
datos de carga. El contador eléctrico podrá incluir además un medio
de pantalla 56 para mostrar los datos de carga generados por el
contador eléctrico.
El contador eléctrico 52 incluye también
genéricamente una carcasa 58 del contador que define en su interior
una cavidad interna, en la forma mostrada en la figura 2. Como
conocen los expertos en la técnica, la carcasa del contador protege
los componentes internos del contador de los agentes
medioambientales y de la violación. Normalmente, el circuito
integrado 53 incluye el medio de registro 54, el medio de pantalla
56 y otros componentes del contador eléctrico están dispuestos
dentro de la cavidad definida por la carcasa del contador. La
carcasa del contador está, a su vez, montada en una base 60 del
contador sobre, por ejemplo, la pared exterior de un edificio
62.
El sistema 50 de medida eléctrica ilustrado en
la figura 1 incluye además unos sensores 10 de corriente, externos
al contador eléctrico 52, y sensibles a la corriente eléctrica
conducida por una línea de transmisión 66 a la carga eléctrica
asociada. Típicamente, la línea de transmisión es una línea
secundaria extendida donde desde un transformador de distribución
68 a una carga eléctrica. Por ejemplo, la forma de realización
ilustrada, la línea de transmisión incluye una pluralidad de barras
bus 70 extendidas entre el engranaje de conmutación 72 del sistema
de medida eléctrica y una carga eléctrica trifásica. Mientras que se
ilustra una carga eléctrica trifásica, el sistema de medida
eléctrica podrá ser también empleado con cargas eléctricas
monofásicas sin apartarse del ámbito de la presente invención.
En la forma ilustrada en las figuras 1 y 4, las
barras bus 70 podrán incluir unas partes 70a y 70b primera y
segunda separadas. De forma correspondiente, el sensor de corriente
10 podrá incluir unos brazos 40 primero y segundo extendidos hacia
el exterior, como se aprecia mejor en las figuras 5 y 6, que
puentean entre, y conectan eléctricamente, las partes de barra bus
primera y segunda separadas. Como se explica con detalle en lo que
sigue, el sensor de corriente produce una señal de salida
I_{salida} relacionada a la corriente eléctrica I_{entrada}
conducida por la línea de transmisión 66, como una barra bus.
Preferentemente, la señal de salida es una representación escalada
de la corriente eléctrica conducida por las líneas de transmisión
según una relación de transmisión predeterminada. Más
preferentemente, la señal de salida es relativamente menor en
corriente que la corriente conducida por la línea de
transmisión.
La señal de salida está provista al contador
eléctrico 52 y, en particular, al medio de registro 54 del contador
eléctrico al proporcionar medios, como uno o más cables eléctricos
44 extendidos entre el sensor 10 de corriente externa y el contador
eléctrico. En la forma ilustrada en la figura 3, el contador
eléctrico incluye un medio 57, como por ejemplo un circuito
acondicionador de la señal opcional, para recibir las señales de
salida del sensor de corriente externo. El contador eléctrico
incluye también de manera preferente un medio 59, como un
convertidor analógico a digital, que es sensible al medio de
recepción para aplicar las señales de salida escaladas al circuito
integrado 53 y, más particularmente, al medio de registro, de forma
que el medio de registro pueda tabular datos de carga relacionados
con el consumo de potencia de la carga eléctrica asociada en base a
lo anterior. Por lo tanto, el contador eléctrico no incluye un
sensor de corriente, de forma que el diseño del contador eléctrico
está simplificado en gran manera.
Según una forma de realización preferente, el
sensor 10 de corriente externo incluye un medio de circuito puente,
como un circuito puente no balanceado. Un sensor de corriente
preferente que incluye un medio de circuito puente es el
procedimiento y aparato de sensor de corriente desvelado en la
solicitud de patente U.S. número de serie 08/202.334 de Coburn que
fue presentada el 25 de febrero de 1994 y que está transferida al
cesionario de la presente invención. En la forma ilustrada en las
figuras 5-7, el sensor de corriente externo de la
presente forma de realización incluye un medio de circuito puente
para recibir y dividir la corriente eléctrica I_{entrada}
conducida por la línea de transmisión 66 dentro de partes
predeterminadas. Más particularmente, el medio de circuito puente
incluye unas ramas 13 y 15 primera y segunda para conducir las
partes primera y segunda I_{1} y I_{2} de la corriente
eléctrica, respectivamente. Un conductor central 20 interconecta las
ramas primera y segunda y conduce una corriente I_{c} en base al
diferencial de corriente entre la ramas primera y segunda y
relaciona, según una relación predeterminada, la corriente eléctrica
conducida por la línea de transmisión.
El sensor de corriente 10 incluye también
preferentemente un medio sensor, como un comparador 26 de corriente
anular, acoplado magnéticamente al conductor central para producir
una señal de salida I_{salida} relacionada con la corriente
I_{c} conducida por el conductor central y, a su vez, relacionada
con la corriente eléctrica I_{entrada} conducida por la línea de
transmisión. En particular, la señal de salida es una representación
escalada de la corriente eléctrica conducida por la línea de
transmisión según una relación de trasformación predeterminada.
En la forma mostrada en las figuras
5-7, la primera rama 13 del medio de circuito puente
incluye unos conductores primero y segundo 12 y 14, como
resistores, que tienen unas resistencias predeterminadas primera y
segunda R_{1} y R_{2}, respectivamente. Igualmente, la rama
segunda 15 incluye unos conductores tercero y cuarto 16 y 18, como
resistores, que tienen unas resistencias predeterminadas tercera y
cuarta, R_{3} y R_{4}, respectivamente. Además, el conductor
central 20 es generalmente un resistor de interconexión que tiene
una quinta resistencia predeterminada R_{c} que se extiende desde
un primer extremo 22 entre los conductores primero y segundo de la
primera rama hasta un segundo extremo 24 entre los conductores
tercero y cuarto de la segunda rama.
Preferentemente, la relación de las resistencias
de las ramas primera y segunda 13 y 15, es decir, la relación de
las resistencias predeterminadas primera y segunda a las
resistencias predeterminadas tercera y cuarta, permanece constante
a medida que la temperatura de los conductores varía. Con objeto de
suministrar una relación constante de resistencias, los conductores
primero y cuarto 12 y 18 comprenden preferentemente una combinación
de materiales primero y segundo, como se muestra con un rayado
diferente en la figura 6, que están soldados conjuntamente, como
por un procedimiento de soldadura convencional de haz de electrones.
En contraste, los conductores segundo y tercero 14 y 16 comprenden
preferentemente de forma exclusiva el segundo material. Además, el
conductor central 20 comprende también preferentemente el primer
material.
Aunque se pueden utilizar diversos materiales
sin apartarse del ámbito de la presente invención, el primer
material es preferentemente una aleación de cobre y níquel, como por
ejemplo Copel, o una aleación de cobre níquel manganeso como por
ejemplo Manganin. Preferentemente, la resistencia del primer
material no varía significativamente con la temperatura. Por
ejemplo el coeficiente de temperatura de la resistencia de Manganin
varía 0,000015 \Omega/\Omega/ºC. En contraste, el segundo
material como por ejemplo cobre o aluminio tiene preferentemente
una resistividad relativamente baja en comparación con el primer
material. Por ejemplo, la resistividad del primer material es
preferentemente menos de 25 veces mayor que la resistividad del
segundo material. De dicha forma, la resistencia de los conductores
segundo y tercero 14 y 16 es preferentemente pequeña en comparación
con la resistencia de los conductores primero y cuarto 12 y 18 que
incluyen el primer material que tiene una resistividad
relativamente alta. Sin embargo, la resistencia del segundo material
varía normalmente con la temperatura en un grado mucho mayor que el
primer material.
Incluso aunque la resistencia del segundo
material varía con la temperatura, el rendimiento del sensor de
corriente 10 preferentemente no varía con la temperatura. De dicha
forma, la relación de transformación establecida por las
resistencias predeterminadas de los conductores respectivos debería
ser independiente de la temperatura. Por lo tanto, la relación de
la resistencias predeterminadas primera y segunda respecto de la
tercera y cuarta resistencias predeterminadas permanece
preferentemente constante a medida que la temperatura de los
conductores varía. La magnitud y fase relativas de la corriente
I_{c} en el conductor central I_{entrada} respecto del
conductor de corriente eléctrica por la línea de transmisión 66
permanecerá de dicha forma constante a medida que la
temperatura varía.
temperatura varía.
Dado que el segundo material, por ejemplo cobre,
tiene una resistencia que varía con la temperatura, cada conductor
contiene preferentemente cantidades predeterminadas del segundo
material, de forma que la relación de las resistencias
predeterminadas primera y segunda respecto de las resistencias
predeterminadas tercera y cuarta es, ante todo, independiente de
las variaciones de temperatura. En particular, el conductor central
20 no tiene necesidad de ser lineal pero podrá estar configurado, en
la forma mostrarán las figuras 5 y 6, de forma que cada conductor
contenga la cantidad predeterminada del segundo material. Por
ejemplo, un extremo como el segundo extremo 24 mostrado en las
figuras 5 y 6 podrá estar posicionado de forma selectiva de forma
que la relación de las resistencias de las ramas primera y segunda
13 y 15 permanezca constante e independiente de la temperatura.
Al emplear un sensor de corriente 10 que tiene
un circuito puente no balanceado en la forma descrita anteriormente
y con más detalle en la solicitud de patente U.S. número de serie
08/202,334 (EP-A-670,498), el sensor
de corriente no es solamente impermeable a las variaciones de
temperatura sino que podrá suministrar también las grandes
relaciones de transformación requeridas para escalar grandes
corrientes de línea I_{entrada}, como por ejemplo 800 A, a los
bajos niveles requeridos por el medio de registro 54 del contador
eléctrico 52. Además, un sensor de corriente que tiene un circuito
puente no balanceado suministra las grandes relaciones de
transformación, como por ejemplo 800A:2 mA, sin ser innecesariamente
grandes.
Según una forma de realización, la magnitud de
la señal de salida I_{salida} producida por el sensor 10 de
corriente externo es menor que un valor primero máximo
predeterminado. Según esta forma de realización, el medio de
registro 54 está adaptado para procesar señales de salida que tienen
una magnitud que no es mayor que un segundo valor máximo
predeterminado. El segundo valor máximo predeterminado es
preferentemente mayor que el primer valor máximo predeterminado, de
forma que el contador eléctrico 52 pueda procesar la señales de
salida sin reducir adicionalmente la magnitud de la señales de
salida. De dicha forma, el contador eléctrico de la presente
invención no necesita incluir un sensor de
corriente.
corriente.
Aunque la configuración particular del sensor de
corriente podrá variar ampliamente, se considera preferente que el
sensor de corriente 10 esté dispuesto dentro de una carcasa del
sensor de corriente, externo respecto al contador eléctrico 52,
para protección del sensor de corriente de los agentes
medioambientales y para facilitar la operación y longevidad del
sensor de corriente, en la forma mostrada en la figura 4. Por
ejemplo, la carcasa del sensor de corriente podrá comprender un
material aislante, como por ejemplo plástico.
Al eliminar el sensor de corriente interno del
contador eléctrico de los sistemas de medida eléctrica
convencionales se suministra un contador eléctrico 52 simplificado
y consecuentemente un sistema 10 de medida eléctrica simplificado.
Debido al diseño simplificado, se cree que los contadores eléctricos
y los sistemas de medida eléctrica de la presente invención son más
baratos que los contadores eléctricos y sistemas de medida eléctrica
convencionales.
En los dibujos y en la descripción, se han
establecido unas formas de realización preferentes de la invención
y aunque se emplean unos términos específicos, los términos se
utilizan en un sentido general y descriptivo solamente y no a
objeto de limitación, estando establecida el alcance de la invención
en las reivindicaciones siguientes.
Claims (5)
1. Un sistema (50) de medida eléctrica para
medir el consumo de potencia de una carga eléctrica asociada
acoplada a una línea (66) de transmisión, comprendiendo dicho
sistema de medida eléctrica:
un sensor (10) de corriente sensible a una
corriente eléctrica (I_{entrada}) conducida por la línea de
transmisión a la carga eléctrica asociada, configurado para
producir una señal de salida que está relacionada a una corriente
eléctrica (I_{entrada}) conducida por la línea de transmisión,
estando configurado dicho sensor (10) de corriente para estar
conectado eléctricamente entre la línea de transmisión y la carga
para conducir al menos una parte de la corriente de la línea de
transmisión suministrada a la carga; y
un contador (52) eléctrico que comprende un
medio (53) de circuito integrado; caracterizado
porque:
porque:
dicho sensor (10) de corriente está configurado
para producir una señal de salida (I_{salida}) menor de 2 mA; y
dicho contador (52) es sensible a dicho sensor de corriente y dicho
medio (53) de circuito integrado para tabular los datos de carga
relacionados con el consumo de potencia, incluyendo datos del factor
de potencia de la carga eléctrica asociada en base a las señales de
salida producidas por dicho sensor (10) de corriente y dicho medio
(53) de circuito, en el que dicho sensor de corriente es externo a
dicho contador eléctrico y su carcasa es tal que dicho contador
eléctrico está libre de dicho sensor de corriente, y dicho sensor
(10) de corriente comprende
unos conductores primero y segundo (12, 14) que
tienen unas resistencias primera y segunda (R_{1} y R_{2}),
respectivamente, predeterminadas para conducir una primera parte
(I_{1}) de una corriente de entrada;
unos conductores tercero y cuarto (16, 18) que
tienen unas resistencias tercera y cuarta (R_{3} y R_{4}),
respectivamente, predeterminadas para conducir una segunda parte
I(_{2}) de una corriente de entrada;
un conductor (20) de interconexión que tiene una
quinta resistencia (R_{c}) predeterminada para conducir la
corriente entre un primer extremo entre dichos conductores primero y
segundo hasta un segundo extremo entre dichos conductores tercero y
cuarto; y
un comparador (26) de corriente anular sensible
a la corriente (I_{c}) conducida por dicho conductor (20) de
interconexión para producir la señal de salida (I_{salida})
relacionada con la corriente eléctrica conducida por la línea de
transmisión.
2. Un sistema de medida eléctrica según la
reivindicación 1, en el que la magnitud de la señal de salida
(I_{salida}) producida por dicho sensor de corriente es menor que
un primer valor máximo predeterminado, y en el que dicho contador
(52) eléctrico incluye unos medios de registro (54) para procesar
las señales de salida producidas por dicho sensor de corriente y
para tabular los datos de carga en base a las señales de salida,
siendo la magnitud de las señales de salida que dicho medio de
registro procesa no superior que un segundo valor máximo
predeterminado, siendo el segundo valor máximo predeterminado mayor
que un quinto valor máximo predeterminado, de forma que dicho
contador eléctrico pueda procesar las señales de salida sin reducir
adicionalmente la magnitud de las señales de salida.
3. Un sistema de medida eléctrica según la
reivindicación 1, en el que la relación de las resistencias primera
y segunda (R_{1} y R_{2}), predeterminadas a las resistencias
tercera y cuarta (R_{3} y R_{4}), predeterminadas, permanece
constante cuando la temperatura de dichos conductores primero,
segundo, tercero y cuarto varía.
4. Un sistema de medida eléctrica según la
reivindicación 3, en el que cada uno de dichos conductores primero
y cuarto (12, 18) consta de unos materiales primero y segundo y cada
uno de dichos conductores segundo y tercero (14, 16) consta de un
segundo material.
5. Un sistema de medida eléctrica según la
reivindicación 4, en el que la resistividad del primer material
varía menos que la resistividad del segundo material cuando la
temperatura de los materiales primero y segundo varía, y en el que
dichos conductores contienen cantidades predeterminadas de dicho
segundo material, de forma que la relación de las resistencias
primera y segunda predeterminadas a las resistencias tercera y
cuarta predeterminadas no varía cuando la temperatura de los
materiales primero y segundo
varía.
varía.
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