ES2346209T3 - Contador modular de electricidad. - Google Patents
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Abstract
Contador de electricidad electrónico, en particular, contador doméstico, con un único transformador de corriente por fase, que presenta respectivamente un devanado primario y un devanado secundario, así como un núcleo, y con un módulo de medición electrónico, estando aplicado sobre el núcleo (26) correspondiente del transformador de corriente (14, 16, 18) correspondiente un devanado de compensación (24) que está conectado en serie con una resistencia de carga aparente y que a través de un regulador (32) conectado con el devanado secundario (22) funciona de tal forma que el flujo magnético en el núcleo (26) es aproximadamente cero, y de tal forma que la tensión existente en la correspondiente resistencia de carga aparente (34) se introduce en el módulo de medición (42) para determinar la corriente, caracterizado porque el núcleo (26) del transformador de corriente (14, 16, 18) correspondiente está concebido de tal forma que en caso de una parte continua en la corriente primaria, el núcleo (26) no llega a saturarse y los transformadores de corriente (14 a 18) son estables en circuito abierto y son una parte de un módulo de transformador de corriente (40) que presenta una pieza de conexión por enchufe, y el módulo de medición (42) también presenta una pieza de conexión por enchufe y comprende el regulador (32).
Description
Contador modular de electricidad.
La invención se refiere a un contador de
electricidad electrónico.
Los contadores de electricidad actuales trabajan
con un sensor de corriente realizado, por ejemplo, como
transformador de corriente, y los valores medidos para la corriente
y la tensión se introducen en un módulo electrónico del contador,
en el que los valores medidos se almacenan y, dado el caso, se
visualizan. La duración de la validez de calibrado de los
contadores de electricidad electrónicos es de tiempo limitado. Para
la revisión es preciso desmontar o recambiar el contador. Para
ello, dado el caso, es necesario desconectar de la tensión la
conexión de alimentación del colector.
La ley de calibrado no permite modificar las
funciones de un contador de electricidad mediante una actualización
de software o corregir errores de software. También para ello se
requiere el montaje y desmontaje del contador de electricidad.
Los contadores de electricidad que trabajan con
llamados transformadores de corriente pasivos tienen defectos. Así,
por ejemplo, la resistencia interna depende de la temperatura.
Además, pueden producirse errores de fase y una influencia por las
propiedades magnéticas del núcleo del transformador de
corriente.
Los contadores de electricidad conectados
directamente a la red de alimentación están cargados también con
llamadas partes continuas de la corriente del consumidor. Para la
precisión del contador de electricidad es de importancia que por
las partes continuas no se produzcan errores de adición
inadmisiblemente altos.
Por los documentos
EP-A-0718635 y
EP-A-0670498 se conoce usar
transformadores de corriente para la medición de corriente en
contadores de electricidad electrónicos, estando aplicado en el
núcleo correspondiente del transformador de corriente
correspondiente un devanado de compensación conectado en serie con
la resistencia de carga aparente, que a través de un regulador
conectado con el devanado secundario se hace funcionar de tal forma
que el flujo magnético en el núcleo sea aproximadamente cero y que
la tensión existente en la correspondiente resistencia de carga
aparente se introduzca en un dispositivo de medición para la
determinación de la corriente.
Por el documento WO03/012462A se conoce alojar
en un módulo un sensor de corriente que comprende un transformador
de corriente y acoplar con este módulo, a través de una conexión de
enchufe, un módulo de medición.
Por el documento
EP-A-0365216 se conoce un
transformador de corriente para corrientes más grandes. Por el
documento US3,916,310 se conoce un transformador de corriente para
contadores de electricidad que asimismo presenta un circuito de
compensación para compensar por ejemplo fluctuaciones de
temperatura. Una compensación similar se propone en el documento
GB-A-2225436.
La invención tiene el objetivo de proporcionar
un contador de electricidad electrónico, en particular, un contador
doméstico, que satisfaga en medida suficiente los requisitos de
calibrado, pero que pueda fabricarse con un gasto reducido y que,
en especial, evite las desventajas de los contadores de electricidad
que trabajan con transformadores de corriente. Además, la invención
tiene el objetivo de no tener que interrumpir la alimentación
eléctrica del colector durante un cambio del módulo de contador, y
poder dejar montado durante ello el sensor de corriente.
Este objetivo se consigue mediante las
características de la reivindicación 1.
En el contador de electricidad según la
invención, al igual que en el estado de la técnica, sobre el núcleo
de los transformadores de corriente está aplicado un llamado
devanado de compensación que, a través de un regulador conectado
con el devanado secundario del transformador de corriente, se hace
funcionar de tal forma que el flujo magnético en el núcleo sea
aproximadamente cero. La corriente de compensación se mide con una
resistencia de carga aparente y corresponde a la magnitud de la
corriente que se ha de medir. Este valor de tensión se introduce en
el módulo dem edición para tener en cuenta la medición de la
cantidad de energía que, como se sabe, es el producto de la
corriente, la tensión y el tiempo.
La relación de multiplicación de la corriente
primaria respecto a la corriente secundaria está vinculada de forma
unívoca con la relación entre el devanado primario y el devanado de
compensación. Los cambios de las características del núcleo o de la
resistencia de contacto son eliminados dentro de amplios márgenes
por la regulación de compensación. Típicamente, la regulación se
realiza de tal forma que al devanado secundario se conecta un
amplificador electrónico, cuya señal de salida se aplica de forma
inversa al devanado de compensación para producir un flujo
magnético en el núcleo, contrario al flujo producido por el devanado
primario.
La medida descrita tiene la ventaja de que los
cambios de temperatura no provocan errores de medición. También se
evitan los errores de fase típicos de los transformadores de
corriente.
En la invención, el núcleo se configura de tal
forma que al aparecer una parte continua no llegue a la saturación
magnética. Dado que se compensan las partes alternas, el núcleo sólo
tiene que configurarse adecuadamente para posibles partes continuas
que puedan producirse, lo que reduce las dimensiones del núcleo.
Dado que la corriente medida es determinada sólo
por el número de las espiras y su resistencia de carga aparente, se
obtiene una señal de salida proporcional a la corriente de carga.
Esto tiene como consecuencia una baja dispersión unitaria, lo que
repercute de forma especialmente ventajosa en contadores modulares.
Los cambios de la señal de salida a lo largo de un tiempo
prolongado no se producen o son sensiblemente menores que en el
estado de la técnica.
El contador de electricidad según la invención
está realizado en construcción modular. En ésta, el transformador
de corriente y la pieza de enchufe forman un módulo que puede
permanecer conectado permanentemente con los bornes de la red. El
módulo de medición, a su vez, presenta una pieza de conexión por
enchufe que puede enchufarse con la pieza de conexión por enchufe
del primer módulo. Para retirar el módulo de medición no hace falta
desembornar el módulo de transformador de corriente de la red y,
por tanto, desconectarlo de la red, porque para este caso, los
transformadores de corriente están configurados de forma estable en
circuito abierto.
El módulo de transformador de corriente es
homologable por tiempo ilimitado o al menos dispone de una validez
de calibrado más larga que los contadores de electricidad en
general. Por lo tanto, el módulo de transformador de corriente
puede permanecer en la instalación por un tiempo indeterminado.
Un ejemplo de realización de la invención se
describe en detalle a continuación, con la ayuda de un dibujo.
La única figura muestra una forma de realización
de un contador de electricidad electrónico según la invención.
En la figura, una caja 10a es una carcasa
precintable para el contador de electricidad electrónico alojado en
ésta. La carcasa contiene un módulo de transformador 40, en el que
están dispuestos tres transformadores de corriente 14, 16, 18. Cada
transformador de corriente presenta un devanado primario 20, un
devanado secundario 22, un devanado de compensación 24 y un núcleo
26 (esto está representado sólo en relación con el transformador de
corriente 14). El devanado primario 20 está conectado de la manera
habitual con los bornes de la alimentación de red, tal como se
indica con 28. Con los bornes está conectado un divisor de tensión
30 para determinar la tensión de red U_{L}. Como se sabe, esta
tensión es una magnitud de red para determinar el consumo de
energía.
El devanado secundario 22 y el devanado de
compensación 24 están enrollados sobre el mismo núcleo y tienen,
por ejemplo, el mismo número de espiras, por ejemplo 1.000. En la
salida del devanado primario 22 está conectado un amplificador 32
invertido, cuya salida está conectada con el devanado de
compensación 24. Una resistencia de carga aparente 34 transforma la
corriente de compensación en una tensión U_{IL}. El valor de dicha
tensión corresponde al consumo de corriente que ha de ser medida
por el contador, que también se introduce en el mecanismo de
medición del contador de electricidad, que no se describe con más
detalle.
La regulación representada del transformador de
corriente es tal que el campo en el núcleo 26 se regula a
aproximadamente cero. De esta forma, la tensión en el devanado
secundario 22 es aproximadamente cero y la corriente en el devanado
de compensación 24 (corriente de compensación) corresponde a la
corriente consumida que se mide a través de la resistencia 34.
Con el transformador de corriente compensado,
descrito, es posible minimizar influencias de temperaturas y
errores de medición a causa de errores de fase o similares. Además,
con una parte continua en la corriente de medición, la parte
alterna no incrementa el flujo en el núcleo 26, sino que éste es
determinado únicamente por la parte continua. Si el núcleo se
configura de tal forma que en caso de una parte continua no llega a
la saturación magnética, pueden evitarse errores de medición a causa
de errores de saturación.
Como se ha descrito, los transformadores de
corriente 14 a 16 están dispuestos en un primer módulo 40 y el
regulador 32, la resistencia 34 y las piezas de medición no
descritas en detalle se encuentran en el módulo de medición 42. El
módulo de medición 42 y un módulo adicional 44 para la alimentación
y el funcionamiento del módulo de contador 42 están dispuestos en
una carcasa 46 común. De cada módulo forman parte en concreto
piezas de conexión por enchufe no representados para una conexión
por enchufe separable de los módulos 40 y 42 ó 44 entre ellos. La
conexión por enchufe está designada por 48 en general.
Después de abrir la carcasa 10a, puede retirarse
sin problemas la carcasa 46, por ejemplo, para recambiarla por otro
módulo de contador. Sin embargo, puede mantenerse en todo momento la
conexión del módulo 40 con los bornes 28. Si hiciesen falta
precauciones especiales, es preciso que los transformadores 14 a 18
sean estables en circuito abierto.
La disposición descrita tiene la ventaja de que
el módulo de transformador 40 que puede funcionar prácticamente sin
limitación de tiempo, puede permanecer conectado a la red a la hora
de tener que comprobar o recambiar el módulo de contador 42, sin
necesidad de revisión o recalibrado.
Claims (1)
1. Contador de electricidad electrónico, en
particular, contador doméstico, con un único transformador de
corriente por fase, que presenta respectivamente un devanado
primario y un devanado secundario, así como un núcleo, y con un
módulo de medición electrónico, estando aplicado sobre el núcleo
(26) correspondiente del transformador de corriente (14, 16, 18)
correspondiente un devanado de compensación (24) que está conectado
en serie con una resistencia de carga aparente y que a través de un
regulador (32) conectado con el devanado secundario (22) funciona
de tal forma que el flujo magnético en el
núcleo (26) es aproximadamente cero, y de tal forma que la tensión existente en la correspondiente resistencia de carga aparente (34) se introduce en el módulo de medición (42) para determinar la corriente, caracterizado porque el núcleo (26) del transformador de corriente (14, 16, 18) correspondiente está concebido de tal forma que en caso de una parte continua en la corriente primaria, el núcleo (26) no llega a saturarse y los transformadores de corriente (14 a 18) son estables en circuito abierto y son una parte de un módulo de transformador de corriente (40) que presenta una pieza de conexión por enchufe, y el módulo de medición (42) también presenta una pieza de conexión por enchufe y comprende el regulador (32).
núcleo (26) es aproximadamente cero, y de tal forma que la tensión existente en la correspondiente resistencia de carga aparente (34) se introduce en el módulo de medición (42) para determinar la corriente, caracterizado porque el núcleo (26) del transformador de corriente (14, 16, 18) correspondiente está concebido de tal forma que en caso de una parte continua en la corriente primaria, el núcleo (26) no llega a saturarse y los transformadores de corriente (14 a 18) son estables en circuito abierto y son una parte de un módulo de transformador de corriente (40) que presenta una pieza de conexión por enchufe, y el módulo de medición (42) también presenta una pieza de conexión por enchufe y comprende el regulador (32).
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