ES2713086T3 - Sistema de medición para monitorear al menos una fase de un sistema - Google Patents
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Abstract
Sistema de medición que se utiliza para monitorear al menos una fase (2) de un sistema en cuanto a una sobrecarga y/o a un cortocircuito, con un módulo de medición (16) dispuesto sobre un circuito impreso (1), donde el módulo de medición (16) comprende un componente de adquisición de señal (3) y un componente de reprocesamiento de señal (4), y el componente de adquisición de señal (3) está diseñado mediante un ASIC, donde para cada fase (2) que debe ser monitoreada el circuito impreso (1) comprende un sensor de tensión (5) y el componente de adquisición de señal (3) comprende sensores de corriente (6) y un terminal de sensor de tensión (7) conectado de forma eléctricamente conductora al sensor de tensión (5), donde mediante los sensores de corriente (6) puede tener lugar una determinación de un valor de corriente y mediante el sensor de tensión (5) una determinación de un valor de tensión de la fase (2) que debe monitorearse, donde el componente de reprocesamiento de señal (4) está conectado al componente de adquisición de señal (3) y evalúa valores de corriente y de tensión determinados, donde el componente de reprocesamiento de señal (4) comprende medios de salida (9), con los cuales pueden emitirse datos seriales y señales digitales con el fin de un control, donde el componente de reprocesamiento de señal (4) está realizado de modo que el mismo, mediante los valores de corriente y/o de tensión determinados, determina una sobrecarga y/o un cortocircuito de una instalación abastecida mediante al menos una fase (2).
Description
DESCRIPCION
Sistema de medicion para monitorear al menos una fase de un sistema
La presente invencion hace referencia a un sistema de medicion para monitorear al menos una fase de un sistema, en particular de una derivacion de consumidor.
La concienciacion cada vez mayor en cuanto a la problematica ambiental provoca que se intente evitar el derroche de energia en instalaciones industriales y especialmente tambien a aprovechar de forma eficiente la energia electrica. La "gestion de energia" requerida para ello necesita como variable de entrada el monitoreo detallado de la distribucion de energia en la instalacion. A este respecto so consideran importantes en particular los flujos de energia hacia los consumidores individuales. El suministro de energia hacia los consumidores individuales tiene lugar usualmente mediante una linea (una fase) o tres lineas (tres fases), dependiendo de si se encuentra presente un consumidor de 1 fase o de 3 fases.
En la solicitud DE19842241 se describe un contador de corriente.
En las instalaciones industriales con partes giratorias los motores trifasicos son los convertidores de energia determinantes. Esos motores trifasicos son abastecidos de energia mediante aparatos de conmutacion y de proteccion, usualmente mediante lineas de derivacion. A traves de los aparatos de conmutacion y de proteccion tiene lugar ademas un control, asi como un monitoreo del motor trifasico conectado a los mismos. La combinacion de aparato de conmutacion y de proteccion se denomina "derivacion de consumidor". Las derivaciones de consumidor sin proteccion son por ejemplo combinaciones de aparatos compuestas por una proteccion para la conmutacion conforme al funcionamiento y un conmutador de potencia para la proteccion contra sobrecargas y cortocircuitos.
Un motor trifasico usualmente es abastecido de energia electrica mediante tres lineas (fases). Esas lineas (fases) son guiadas hacia la instalacion mediante la derivacion de consumidor, de modo que el control y el monitoreo deseados de la instalacion pueden tener lugar a traves de la derivacion de consumidor.
Para la optimizacion de los valores de consumo de una instalacion (por ejemplo un motor trifasico) son importantes en particular los siguientes factores:
- deteccion transparente de la distribucion de energia (potencia activa, potencia aparente, potencia reactiva) en la instalacion,
- puesta a disposicion de informacion sobre el respectivo estado de carga de las derivaciones de consumidor individuales,
- introduccion de medidas de control (de forma centralizada/descentralizada) para optimizar los rendimientos de la derivacion de consumidor, de modo que se produce un aumento de la eficiencia energetica de la instalacion.
En el caso de las medidas de control debe diferenciarse entre procesos de regulacion de optimizacion de rendimiento (usualmente criticas en cuanto al tiempo, descentralizadas) (por ejemplo regulacion del par de rotacion) y procesos de control - de gestion de energia guiados de forma centralizada por un sistema de control de orden superior, por ejemplo una desconexion y conexion de derivaciones de consumidor individuales en funcion del grado de utilizacion.
La condicion previa mas importante para una gestion de energia efectiva, sin embargo, es la deteccion rapida del respectivo estado de carga en las derivaciones de consumidor individuales.
Como mejor parametro caracteristico para el estado de carga de una derivacion de consumidor motriz ha resultado el angulo de fase entre corriente y tension (CosFi / cos$). Puesto que ese parametro caracteristico, sin embargo, no conduce a resultados univocos en todas las areas de funcionamiento del motor, debe evaluarse tambien adicionalmente la corriente de funcionamiento respectivamente asociada.
Para derivaciones de consumidor existe ademas la exigencia de controles del estado de funcionamiento de la instalacion conectada (monitoreo de condicion) mediante el monitoreo de la variacion temporal de los parametros caracteristicos electricos. En este punto debe diferenciarse entre variaciones de comportamiento a largo plazo (por ejemplo a traves de marcas de desgaste) y variaciones de comportamiento a corto plazo (por ejemplo funcionamiento en seco de bombas, descarga de correas trapezoidales en transmisiones, bloqueo de la corriente de aire en ventiladores). Las variaciones de comportamiento a largo plazo pueden detectarse mediante analisis de tendencia (por ejemplo del consumo de corriente). Para la deteccion de variaciones de comportamiento a corto
plazo, en cambio, se requieren evaluaciones rapidas de valores de medicion. Como parametro caracteristico conveniente para la deteccion de variaciones de comportamiento a corto plazo, tambien en el control del estado de funcionamiento (en el monitoreo de condicion), ha dado buenos resultados el monitoreo del cos$ con relacion a una valoracion de la corriente de funcionamiento asociada.
Las derivaciones de consumidor deben protegerse tambien contra sobrecargas y cortocircuitos. La proteccion contra sobrecarga puede garantizarse mediante una simulacion electronica del calentamiento del motor (modelo de motor) mediante el desarrollo temporal de la corriente del motor. Para la proteccion "electronica" contra cortocircuitos, en cambio, se necesita un monitoreo extremadamente rapido del valor limite de la corriente del motor (exigencia del tiempo de reaccion = 10 ms).
Para la deteccion y la evaluacion de los valores de medicion requeridos que se necesitan al optimizar los valores de consumo de una instalacion, del control del estado de funcionamiento y de la proteccion contra sobrecargas y cortocircuitos, en una derivacion de consumidor, en particular en una derivacion de consumidor de 3 fases, se necesitan circuitos electronicos hasta el momento costosos, compuestos por una pluralidad de componentes (tecnica analogica tecnica digital).
El objeto de la presente invencion consiste en proporcionar un sistema de medicion compacto y multiple para determinar valores de corriente y de tension de al menos una fase.
Preferentemente, una derivacion de consumidor comprende ese sistema de medicion, de modo que en particular se posibilitan un analisis en cuanto a la optimizacion de una instalacion conectada a la derivacion de consumidor, un control del estado de funcionamiento de la instalacion y un monitoreo en cuanto a una sobrecarga o a un cortocircuito de la instalacion.
Ademas, el sistema de medicion debe estar optimizado en cuanto a los costes, preferentemente en comparacion con la solucion de modulo de medicion convencional.
El sistema de medicion debe poder detectar y evaluar preferentemente valores de corriente y de tension de 1 fase y/o de 3 fases.
Segun la invencion, uno de esos objetos se soluciona a traves de un dispositivo segun la reivindicacion 1, es decir, a traves de un sistema de medicion para monitorear al menos una fase de un sistema, en particular de una derivacion de consumidor, con un modulo de medicion dispuesto sobre un circuito impreso, donde el modulo de medicion comprende un componente de adquisicion de senal y un componente de reprocesamiento de senal, y el componente de adquisicion de senal esta disenado mediante un ASIC, donde para cada fase que debe ser monitoreada el circuito impreso comprende un sensor de tension y el componente de adquisicion de senal comprende sensores de corriente y un terminal de sensor de tension conectado de forma electricamente conductora al sensor de tension, donde mediante los sensores de corriente puede tener lugar una determinacion de un valor de corriente y mediante el sensor de tension una determinacion de un valor de tension de la fase que debe monitorearse, donde el componente de reprocesamiento de senal esta conectado al componente de adquisicion de senal y puede evaluar valores de corriente y de tension determinados, donde el componente de reprocesamiento de senal comprende medios de salida, con los cuales pueden emitirse datos seriales y senales digitales con el fin de un control. En las reivindicaciones dependientes 2 a 16 se indican perfeccionamientos ventajosos de la invencion.
Preferentemente, el sistema es una derivacion de consumidor que comprende al menos una fase. Al menos una fase se utiliza preferentemente para el suministro de energia de una instalacion conectada a la derivacion de consumidor o refleja un valor que caracteriza el suministro de energia de la instalacion conectada a la derivacion de consumidor.
Mediante los sensores de corriente puede determinarse el valor de corriente correspondiente, es decir un valor que caracteriza la corriente de la fase correspondiente, de la fase que debe monitorearse (linea) o de las fases que deben monitorearse (lineas). En el caso de un monitoreo de varias fases, preferentemente sensores de corriente individuales pueden utilizarse para determinar un valor de corriente de varias fases. Para determinar un valor de corriente de una fase se necesitan en particular al menos dos sensores de corriente.
Mediante el terminal del sensor de tension, el sensor de tension o los sensores de tension (en tanto se monitoreen varias fases), pueden conectarse al modulo de adquisicion de senal. En este caso, para cada fase que debe monitorearse se proporcionan preferentemente un sensor de tension y un terminal de sensor de tension, donde el sensor de tension esta conectado de forma electricamente conductora con el terminal de sensor de tension asociado. A traves del sensor /los sensores de tension puede determinarse el valor de tension correspondiente, es decir un valor que caracteriza la tension de la fase, de la fase que debe monitorearse (linea) o de las fases que deben monitorearse (lineas). El sensor de tension es preferentemente un sensor de tension capacitivo. A traves de varios sensores de tension capacitivos integrados en el circuito impreso puede tener lugar una medicion de tension
capacitiva separada galvanicamente, de un sistema multiconductor. Para ello no se utilizan estructuras MEMS (MEMS = sistema micro - electro - mecanico). Al componente de adquisicion de senal, de este modo, puede suministrarse el valor de tension de la fase que debe monitorearse, a traves del sensor de tension, mediante el terminal de sensor de tension asociado.
Mediante el medio de salida pueden emitirse datos seriales, en particular datos de corriente, de tension, de potencia y de diagnostico, y senales digitales con el fin de un control, en particular senales que caracterizan un cortocircuito, una sobrecarga y un retorno a cero de fase de la corriente y de la tension en cuanto a por lo menos una fase monitoreada. El medio de salida, para la emision de los datos seriales y/o de las senales digitales, presenta respectivamente una conexion especifica del valor/ de la senal.
Mediante al menos una fase del sistema tiene lugar preferentemente el suministro de energia de una instalacion conectada al sistema. A traves del sistema de medicion segun la invencion se proporciona un sistema de medicion compacto, con el cual se posibilita un monitoreo optimo de al menos una fase del sistema. A traves del sistema de medicion pueden determinarse en particular los valores de corriente y de tension relevantes del sistema mediante al menos una fase monitoreada. Mediante una evaluacion de los desarrollos temporales de los valores de corriente y/o de tension pueden determinarse otros datos importantes. Preferentemente, a traves del sistema de medicion pueden determinarse los retornos a cero de fase de corriente y tension de la/s fase/s monitoreada/s. De este modo, con solo un sistema de medicion pueden realizarse tanto procesos de control y de regulacion en la gestion de energia y en el monitoreo de condicion, asi como una proteccion del motor (proteccion contra sobrecarga, proteccion contra cortocircuito), con respecto a la instalacion abastecida de energia a traves de al menos una fase. Ademas, mediante el sistema de medicion pueden emitirse datos de potencia, como por ejemplo la potencia activa, potencia aparente, potencia reactiva y/o el CosFi (cos$), con respecto a por lo menos una fase monitoreada. El sistema de medicion segun la invencion ofrece un amplio espectro de utilizacion, de modo que este puede utilizarse de diversas formas y, con ello, puede prescindirse de una solucion de modulo de medicion especifica del producto. A traves del sistema de medicion puede tener lugar en particular un monitoreo extremadamente rapido del valor de corriente con salida de senal asociada, el cual posibilita un tiempo de reaccion de aproximadamente 10ps. A traves de la deteccion de los retornos a cero de fase de corriente y tension, integrada en el sistema de medicion, y de una emision de senal digital asociada, precisa en cuanto al estado de la fase, puede tener lugar un calculo de CosFi extremadamente rapido.
El analisis de los valores de corriente y de tension tiene lugar preferentemente en el componente de reprocesamiento de senal, el cual preferentemente comprende un microcontrolador. A traves de la estructura dividida en dos, el modulo de medicion puede adaptarse ademas de forma optima a la respectiva aplicacion. El componente de reprocesamiento de senal puede seleccionarse en funcion del caso de aplicacion y por ultimo acoplarse al componente de adquisicion de senal. De este modo, la parte analogica del modulo de medicion (componente de adquisicion de senal) puede combinarse con distintos componentes de reprocesamiento de senal digitales eficientes.
En una forma de ejecucion ventajosa de la invencion, el sistema esta conectado aguas arriba de una instalacion y al menos una fase "en bucle" a traves del sistema se utiliza para el suministro de energia de la instalacion conectada aguas abajo o refleja el suministro de energia de la instalacion conectada aguas abajo. El sistema es por ejemplo una derivacion de consumidor que esta conectada aguas arriba de la instalacion, como por ejemplo un motor electrico. A traves del sistema de medicion (derivacion de consumidor) integrado en el sistema puede tener lugar un monitoreo de al menos una fase y, debido a ello, un monitoreo de la instalacion conectada aguas abajo. De manera alternativa con respecto a esto es posible que el sistema sea un consumidor final (una instalacion), como por ejemplo un motor electrico. Por consiguiente, al menos una fase que debe monitorearse se utiliza directamente para el suministro de energia del sistema, de modo que el sistema se monitorea y analiza directamente a traves del sistema de medicion.
En otra forma de ejecucion ventajosa de la invencion los sensores de corriente estan realizados a traves de sensores Hall de deteccion de corriente, integrados en el ASIC.
En otra forma de ejecucion ventajosa de la invencion al menos un sensor de tension esta dispuesto por fuera del area del circuito impreso cubierta por el componente de adquisicion de senal. De este modo, el sensor de tension, en la vista superior del componente de adquisicion de senal y del circuito impreso, esta dispuesto por fuera del area del circuito impreso cubierta por el componente de adquisicion de senal, de modo que este no es cubierto por la superficie del componente de adquisicion de senal. Una recta alineada ortogonalmente con respecto al circuito impreso, guiada a traves del sensor de tension, no intersecta de este modo el componente de adquisicion de senal. De este modo puede posibilitarse en particular una forma de construccion mejorada en cuanto a la tecnica de fabricacion y de interconexion. Al menos un sensor de tension esta conectado respectivamente al terminal de sensor de tension asociado. Debido a que el sensor de tension esta dispuesto por fuera del area del circuito impreso cubierta por el componente de adquisicion de senal puede posibilitarse un guiado flexible de la fase. El sensor de tension solamente debe posicionarse en el area de su fase que debe monitorearse, de modo que puede tener lugar una determinacion del valor de tension de la fase. Ese valor de tension, mediante la conexion electricamente conductora entre el sensor de tension y el componente de adquisicion de senal, puede suministrarse al componente
de adquisicion de senal. De este modo, entre al menos un sensor de tension y los sensores de corriente puede establecerse una distancia espacial, de modo que estos no resulten mutuamente afectados. Los sensores de corriente y al menos un sensor de tension, de este modo, estan dispuestos de manera que un valor de corriente y de tension puede determinarse con respecto a por lo menos una fase.
En otra forma de ejecucion ventajosa de la invencion, al menos un sensor de tension esta dispuesto dentro del circuito impreso. Al menos un sensor de tension, por tanto, se encuentra rodeado por el circuito impreso. De ese modo puede realizarse un sistema de medicion extremadamente compacto. Ademas, a traves de la integracion de al menos un sensor de tension dentro del circuito impreso puede tener lugar un acoplamiento optimo de al menos un sensor de tension con al menos una fase y el componente de adquisicion de senal.
En otra forma de ejecucion ventajosa de la invencion el sensor de tension es un sensor de tension capacitivo.
En otra forma de ejecucion ventajosa de la invencion al menos una fase que debe monitorearse del sistema que debe monitorearse esta separada galvanicamente de sus sensores de corriente y de su terminal de sensor de corriente, en particular de su sensor de tension. De ese modo pueden cumplirse las exigencias en cuanto a la seguridad del sistema de medicion.
En otra forma de ejecucion ventajosa de la invencion el sistema de medicion esta disenado para monitorear un sistema al menos trifasico. En el caso del monitoreo de un sistema multiconductor se proporcionan preferentemente para cada fase sensores de corriente disenados a traves del ASIC y un terminal de sensor de tension, asi como un sensor de tension. Preferentemente, el medio de salida, para valores/senales especificos de las fases, presenta ademas respectivamente una salida separada.
En el caso de un monitoreo de un sistema trifasico (sistema con tres lineas), el sistema de medicion comprende por lo tanto al menos cuatro sensores de corriente, tres conexiones del sensor de tension y tres sensores de tension, de modo que mediante estos puede tener lugar la deteccion de corriente y la deteccion de tension. El terminal de sensor de tension individual de los terminales de sensor de tension esta conectado respectivamente a su sensor de tension asociado, especifico de la fase. Por consiguiente, al menos tres sensores de tension estan colocados sobre el circuito impreso o bien estan integrados en el circuito impreso. Los sensores de corriente individuales y/o los sensores de tension preferentemente pueden desactivarse. Por ejemplo, si solamente tiene lugar un monitoreo de una fase con el sistema de medicion que puede monitorear varias fases, entonces los sensores de corriente y los sensores de tension no utilizados pueden desactivarse.
En tanto con el sistema de medicion tenga lugar un monitoreo de varias fases, en el caso de una vista superior del componente de adquisicion de senal y el circuito impreso, preferentemente las fases son guiadas agrupadas en el area del componente de adquisicion de senal, y por fuera del componente de adquisicion de senal son guiadas preferentemente dentro del circuito impreso o dentro de un bloque de aislamiento con otra distancia de una con respecto a otra.
En otra forma de ejecucion ventajosa de la invencion, el modulo de medicion, en particular el componente de adquisicion de senal, comprende al menos un medio de conexion para la conexion de un sensor de corriente externo para determinar un valor de corriente de al menos una fase del sistema. El modulo de medicion preferentemente presenta varios medios de conexion, de modo que un medio de conexion se encuentra presente para cada fase del sistema que debe monitorearse. A traves del medio de conexion, un sensor de corriente externo para determinar la corriente, como por ejemplo un convertidor de corriente, una bobina de Rogowski o un shunt, pueden acoplarse al componente de adquisicion de senal.
Del mismo modo es posible que en cada fase un sensor de tension externo pueda acoplarse al modulo de medicion, y en particular al componente de adquisicion de senal, de modo que en cada fase puede tener lugar una deteccion de tension alternativa.
De este modo, una deteccion de corriente y/o deteccion de tension puede posibilitarse mediante sensores de corriente externos y/o mediante el sensor de tension externo (o de los sensores de tension externos en el caso de varias fases que deben monitorearse). Por consiguiente, el modulo de medicion puede utilizarse para mediciones de corriente y tension en otros rangos de corriente y de tension. Preferentemente, a traves de los medios de conexion se forman varios puntos de conexion para los sensores de corriente externos y/o sensores de tension externos, de modo que un monitoreo de un sistema multiconductor, en particular de un sistema de tres fases, puede tener lugar estrictamente a traves de los sensores de corriente externos y/o de los sensores de tension externos.
En tanto las corrientes nominales superen una variable que ya no pueda ser detectada a traves de los sensores de corriente "internos" y/o sensores de tension, por lo tanto, una determinacion del valor de corriente y/o del valor de tension de las lineas que deben monitorearse puede tener lugar completamente mediante los sensores de corriente externos y/o los sensores de tension externos. En el caso de un monitoreo mediante los sensores de corriente
externos y/o sensores de tension externos, preferentemente los sensores de corriente no utilizados, dispuestos en el ASIC, y/o los sensores de tension integrados en el circuito impreso, no utilizados, pueden ser desactivados. Los sensores de corriente "internos" y/o los sensores de tension del sistema de medicion preferentemente estan disenados para corrientes nominales de hasta aproximadamente 20 amperios. A traves del acoplamiento de sensores de corriente y de tension externos al sistema de medicion, por lo tanto, el sistema de medicion puede utilizarse tambien para corrientes nominales > 20. De ese modo puede tener lugar una utilizacion del sistema de medicion lo mas multiple posible.
Del mismo modo es posible que al menos una fase del sistema que debe monitorearse sea reproducida respectivamente mediante un seccionador de tension y por ultimo sea evaluada por el sensor de tension asociado del sistema de medicion. Mediante una fase de potencial conductor proporcionada a traves del seccionador de tension, la cual es guiada hacia el sensor de tension, puede reproducirse por ultimo la fase que debe monitorearse. En otra forma de ejecucion ventajosa de la invencion el modulo de medicion puede determinar el factor de potencia (cos$), la potencia activa, la potencia aparente, la potencia reactiva y/o un valor que caracteriza el factor de potencia, la potencia activa, la potencia aparente y/o la potencia reactiva, con respecto a por lo menos una fase, y puede emitirlos mediante el medio de salida. Mediante esos valores puede monitorearse y analizarse la instalacion abastecida de energia a traves de una fase.
Segun la invencion, el componente de reprocesamiento de senal, mediante los valores de corriente y/o de tension determinados, determinara una sobrecarga y/o un cortocircuito de una instalacion abastecida mediante al menos una fase.
Ademas, preferentemente, a traves del sistema de medicion pueden determinarse los retornos a cero de fase de corriente y tension. En otra forma de ejecucion ventajosa de la invencion, el ASIC comprende ademas el componente de reprocesamiento de senal. De ese modo puede realizarse un sistema de medicion especialmente conveniente en cuanto a los costes.
En otra forma de ejecucion ventajosa de la invencion el modulo de medicion, en particular el componente de adquisicion de senal, puede parametrizarse mediante medios de parametrizacion, en particular pines de parametrizacion y/o una interfaz serial. Mediante los medios de parametrizacion puede regularse en particular un comportamiento del modulo de medicion en cuanto a valores limite de las corrientes y tensiones que deben monitorearse, y/o una cantidad de fases. Un sistema de medicion que por ejemplo puede monitorear tres fases, puede regularse por ejemplo mediante el medio de parametrizacion, de modo que solamente los sensores de corriente y el sensor de tension de una fase estan activos y los otros sensores de corriente y de tension estan desactivados.
En una forma de ejecucion ventajosa de la invencion al menos una fase se forma respectivamente a traves de al menos una fase de potencial conductor. Mediante un seccionador de tension, por ejemplo una tension reducida se suministra al sistema de medicion mediante la fase de potencial conductor, de modo que a traves de un analisis de la fase de potencial conductor puede monitorearse la instalacion que debe ser monitoreada. Por consiguiente, la fase de potencial conductor refleja la linea de suministro efectiva del consumidor que debe monitorearse.
En otra forma de ejecucion ventajosa de la invencion, en el circuito impreso es guiada al menos una fase y el componente de adquisicion de senal esta posicionado sobre el circuito impreso de modo que al menos una fase es guiada por debajo del componente de adquisicion de senal. El area del circuito impreso cubierta por el componente de adquisicion de senal mantiene por tanto al menos una fase. Por lo tanto, una recta alineada ortogonalmente con respecto al circuito impreso, guiada a traves de la fase, puede intersectar el componente de adquisicion de senal. Con respecto al sensor de tension, preferentemente una recta alineada ortogonalmente con respecto al circuito impreso, guiada a traves de la fase, puede intersectar una parte del sensor de tension que monitorea la fase.
En otra forma de ejecucion de la invencion, el sistema de medicion comprende un bloque de aislamiento, en el cual es guiada al menos una fase, donde el circuito impreso presenta una primera y una segunda superficie lateral, donde la primera superficie lateral esta dispuesta de forma opuesta a la segunda superficie lateral, donde el componente de adquisicion de senal esta dispuesto en la primera superficie lateral y el bloque de aislamiento esta dispuesto en la segunda superficie lateral, donde el componente de adquisicion de senal esta posicionado sobre el circuito impreso, en frente del bloque de aislamiento, de modo que al menos una fase es guiada por debajo del componente de adquisicion de senal. Una segunda recta ortogonal con respecto a la segunda superficie lateral del circuito impreso, guiada a traves de la fase y/o alineada con respecto al bloque de aislamiento, por consiguiente, puede intersectar el componente de adquisicion de senal. A traves de la integracion de la fase en un bloque de aislamiento, un sistema que es abastecido de corrientes elevadas se monitorea y analiza de forma segura, de modo que no puede producirse un dano del circuito impreso o de otros componentes.
En otra forma de ejecucion ventajosa de la invencion, la primera superficie lateral presenta una cavidad, de modo que el componente de adquisicion de senal esta integrado al menos parcialmente en el circuito impreso. Las superficies laterales del componente de adquisicion de senal, alineadas ortogonalmente con respecto al circuito impreso, estan enmarcadas al menos parcialmente por el circuito impreso. Por consiguiente, el componente de adquisicion de senal esta introducido en un area fresada del circuito impreso. Preferentemente, el componente de adquisicion de senal, con la superficie lateral alineada con respecto al circuito impreso, esta posicionado completamente en la cavidad del circuito impreso. De ese modo, la distancia entre los sensores de corriente y la/las fase/s que deben monitorearse se mantiene tan reducida como sea posible, de modo que puede tener lugar una medicion de corriente mejorada. Del mismo modo, en tanto el guiado de la fase tenga lugar dentro del circuito impreso, es posible que el circuito impreso, para el componente de adquisicion de senal, presente una cavidad. En otra forma de ejecucion ventajosa de la invencion, una derivacion de consumidor comprende el sistema de medicion, donde con el sistema de medicion puede monitorearse al menos una fase de la derivacion de consumidor. La derivacion de consumidor es el sistema con al menos una fase, el cual es monitoreado a traves del sistema de medicion. Al menos una fase de la derivacion de consumidor representa por ultimo la fase de una instalacion conectada a la derivacion de consumidor, de modo que la instalacion se monitorea a traves del monitoreo de al menos una fase de la derivacion de consumidor.
A continuacion, la invencion y variantes de la invencion se describen en detalle y se explican mediante los ejemplos de ejecucion representados en las figuras. Las figuras muestran:
Figura 1: una representacion esquematica de una vista superior de un sistema de medicion con el cual pueden monitorearse tres fases de un sistema,
Figura 2: una representacion esquematica de una vista lateral de una forma de ejecucion de un sistema de medicion para monitorear tres fases de un sistema,
Figura 3: una representacion esquematica de una vista lateral de otra forma de ejecucion de un sistema de medicion para monitorear tres fases de un sistema,
Figura 4: una representacion esquematica de una vista lateral de otra forma de ejecucion de un sistema de medicion para monitorear tres fases de un sistema, y
Figura 5: una vista en perspectiva de una parte de la forma de ejecucion mostrada en la figura 3.
La figura 1 muestra una representacion esquematica de una vista superior de un sistema de medicion 1 con el cual pueden monitorearse tres fases 2 de un sistema. El sistema es en este caso una derivacion de consumidor a traves de la cual son guiadas tres fases 2 que se utilizan para el abastecimiento de energia de una instalacion conectada a la derivacion de consumidor. Las tres fases 2 de la derivacion de consumidor reflejan por ultimo las lineas de suministro de energia de la instalacion conectada a la derivacion de consumidor, de modo que a traves del monitoreo de las tres fases 2 de la derivacion de consumidor puede monitorearse por ultimo la instalacion conectada a la derivacion de consumidor. Para que pueda tener lugar un monitoreo de las tres fases 2 a traves de la derivacion de consumidor, las tres fases 2 de la derivacion de consumidor son guiadas hacia el sistema de medicion y son monitoreadas.
El sistema de medicion forma parte aqui de la derivacion de consumidor con la cual se monitorea la instalacion. Para que a traves de la derivacion de consumidor pueda tener lugar una optimizacion de los valores de consumo de la instalacion, un control del estado de funcionamiento de la instalacion, asi como un monitoreo en cuanto a una sobrecarga o un cortocircuito en la instalacion, la derivacion de consumidor comprende el sistema de medicion segun la invencion. Con la ayuda del sistema de medicion pueden determinarse y, por ultimo evaluarse en particular valores de corriente, asi como el angulo de fase de las fases 2 individuales. Mediante esa evaluacion, a traves del sistema de medicion pueden emitirse en particular datos seriales, asi como senales digitales, de modo que el monitoreo deseado de la instalacion puede tener lugar a traves del sistema de medicion y, con ello, a traves de la derivacion de consumidor.
El sistema de medicion comprende para ello un modulo de medicion 16 que comprende el componente de adquisicion de senal 3 y el componente de reprocesamiento de senal 4, asi como un circuito impreso 1, en el cual preferentemente estan fijados el componente de adquisicion de senal 3 y el componente de reprocesamiento de senal. El componente de adquisicion de senal 3 y el componente de reprocesamiento de senal 4 estan conectados uno con otro de forma electricamente conductora mediante una linea de conexion 8. Esa linea de conexion 8 puede estar disenada a traves del circuito impreso 1.
A traves del sistema de medicion ilustrado puede monitorearse un sistema que comprende hasta tres fases 2. Para ello, el circuito impreso 1 comprende tres sensores de tension 5 que estan integrados en el circuito impreso 1.
Preferentemente, el circuito impreso 1 rodea completamente esos tres sensores de tension 5. A cada fase 2 esta asociado un sensor de tension 5, preferentemente un sensor de tension 5 capacitivo. Por consiguiente, mediante los sensores de tension 5 puede determinarse respectivamente un valor de tension de la fase 2 correspondiente. Cada uno de los sensores de tension 5, mediante la conexion de sensor de tension 7 del componente de adquisicion de senal 3, esta conectado con el componente de adquisicion de senal 3. El componente de adquisicion de senal 3 comprende cuatro sensores de corriente 6 con los que puede determinarse un valor de corriente de las fases 2 individuales. Para determinar el valor de corriente de una fase 2 se necesitan respectivamente dos sensores de corriente 6. Los sensores de corriente individuales 6 son en particular sensores Hall de deteccion de corriente 6. El valor de corriente es en particular un valor que caracteriza la corriente de la fase. El valor de tension es en particular un valor que caracteriza la tension de la fase.
En el area de entrada, asi como en el area de salida de las tres fases 2, hacia el circuito impreso 1, las fases 2 individuales son guiadas mas distanciadas unas de otras, en comparacion con el area en la cual las fases 2 son guiadas por debajo del componente de adquisicion de senal 3 y en particular de los sensores de corriente 6. En el area del componente de adquisicion de senal 3 y en particular en el area de los sensores de corriente 6 tiene lugar de este modo un guiado agrupado de las fases 2, de unas con respecto a otras. Las fases individuales 2 son guiadas directamente dentro del circuito impreso 1. De manera alternativa, las fases 2 individuales pueden ser guiadas tambien por debajo del circuito impreso 1, por ejemplo dentro de un bloque de aislamiento. En la vista superior, por consiguiente, los sensores de corriente 6 individuales estan dispuestos junto a las fases 2 individuales, mientras que los sensores de tension 5 cubren respectivamente una fase 2. La fase 5 cubierta por el sensor de tension 5 es monitoreada por ultimo por el sensor de tension 5.
Los sensores de tension 5 estan dispuestos por fuera del area cubierta por el componente de adquisicion de senal 3, en el circuito impreso 1. En la figura 1, el guiado de las fases 2 unas con respecto a otras en esa area ya se encuentra mas distanciado que en el area de los sensores de corriente 6. Sin embargo, tambien es posible que la separacion de las fases 2 en el area de los sensores de tension 5 sea igual a la separacion de las fases 2 en el area de los sensores de corriente 6.
El componente de adquisicion de senal 3 comprende los sensores de corriente 6, el terminal de tension 7, mediante la cual los sensores de tension 5 se acoplan con el componente de adquisicion de senal 3, un medio de conexion 10 y un medio de parametrizacion 11.
Mediante el medio de conexion 10, sensores de corriente externos, como por ejemplo un convertidor de corriente, una bobina de Rogowski o un shunt, pueden acoplarse al componente de adquisicion de senal 3. Debido a esto, a traves del sistema de medicion puede proporcionarse igualmente una deteccion de corriente, asi como un analisis por fuera de los rangos admisibles para los sensores de corriente internos 6. Para ello, preferentemente, los sensores de corriente internos 6 pueden desactivarse. Igualmente es posible que una deteccion de tension externa pueda acoplarse al sistema de medicion, de modo que un analisis subsiguiente de los valores de tension determinados puede tener lugar mediante el sistema de medicion.
Mediante el medio de parametrizacion 11 pueden parametrizarse en particular el componente de adquisicion de datos 3 y/o el componente de reprocesamiento de senal 4. Por ejemplo, si tiene lugar solamente el monitoreo de un sistema monofasico, entonces preferentemente a traves del medio de parametrizacion 11 los sensores de corriente y de tension 5, 6 no utilizados pueden desactivarse. Del mismo modo, preferentemente mediante el medio de parametrizacion 11 pueden desactivarse los sensores de corriente "internos", en tanto sensores de corriente externos esten acoplados y se utilicen con el componente de adquisicion de senal 3.
El componente de adquisicion de senal 3 se realiza a traves de un ASIC. De ese modo puede proporcionarse una fabricacion conveniente en cuanto a los costes, asi como un componente de adquisicion de senal 3 fiable.
El componente de reprocesamiento de senal 4 comprende un medio de salida 9 mediante el cual pueden emitirse datos seriales, en particular datos de corriente, de tension, de potencia y de diagnostico, y senales digitales con el fin de un control, en particular senales que caracterizan un cortocircuito, una sobrecarga y un retorno a cero de fase de la corriente y de la tension en cuanto a por lo menos una fase 2 monitoreada. El medio de salida 9, para los datos seriales y/o para las senales digitales, comprende preferentemente una salida separada o salidas separadas.
De este modo, mediante el sistema de medicion, a traves del monitoreo de las tres fases 2, pueden determinarse y analizarse todos los valores relevantes (valor de corriente, valor de tension, CosFi) con respecto a la instalacion monitoreada a traves de la derivacion de consumidor, de modo que en el caso de la instalacion monitoreada a traves de la derivacion de consumidor se posibilita un analisis en cuanto a la optimizacion de esa instalacion, un control del estado de funcionamiento de esa instalacion y un monitoreo en cuanto a una sobrecarga o un cortocircuito de esa instalacion. A traves del sistema de medicion y, con ello, a traves de la derivacion de consumidor, puede cubrirse un
espectro de utilizacion extremadamente amplio, sin que deban producirse un sistema de medicion o derivaciones de consumidor especfficos de la instalacion.
Debido a que la transmision de los valores de corriente, asf como de valores de tension, tiene lugar en el componente de reprocesamiento de senal 4, dependiendo de la demanda de potencia, el componente de adquisicion de senal 3 puede acoplarse a un componente de reprocesamiento de senal 4 adecuado. Gracias a ello puede garantizarse una utilizacion flexible. El componente de reprocesamiento de senal 4 comprende en particular un microcontrolador que esta dimensionado en funcion de la demanda de potencia. A traves de la estructura dividida en dos partes puede proporcionarse un sistema de medicion extremadamente multiple, con el cual se posibilita un analisis en cuanto a la optimizacion de una instalacion conectada a la derivacion de consumidor, un control del estado de funcionamiento de la instalacion y un monitoreo en cuanto a una sobrecarga o a un cortocircuito de la instalacion.
Igualmente es posible que el componente de reprocesamiento de senal 4 y el componente de adquisicion de senal 3 esten realizados como un componente ASIC.
La figura 2 muestra una representacion esquematica de una vista lateral de una forma de ejecucion de un sistema de medicion para monitorear tres fases 2 de un sistema. El sistema es preferentemente en este caso una derivacion de consumidor, donde mediante las tres fases 2 de la derivacion de consumidor se monitorea una instalacion conectada a la derivacion de consumidor. El sistema de medicion comprende en este caso un modulo de medicion, el cual comprende un componente de adquisicion de senal 3, asf como un componente de reprocesamiento de senal 4, y un circuito impreso 1, en el cual estan integrados tres sensores de tension 5.
Las tres fases 2, en este ejemplo de ejecucion, son guiadas dentro del circuito impreso 1. Del mismo modo, dentro del circuito impreso 1 estan integrados tres sensores de tension 5 capacitivos, de modo que por cada sensor de tension 5 puede determinarse la tension de una fase 2. Sobre una superficie lateral del circuito impreso 1 se encuentran dispuestos el componente de adquisicion de senal 3 y el componente de reprocesamiento de senal 4. El componente de adquisicion de senal 3 disenado como componente ASIC esta conectado de forma electricamente conductora con el componente de reprocesamiento de senal 4.
Los tres sensores de tension 5 estan dispuestos preferentemente por fuera del area cubierta del circuito impreso 1, a traves del componente de adquisicion de senal 3, de modo que puede tener lugar una determinacion sin alteraciones, de un valor de tension.
El componente de adquisicion de senal 3 comprende cuatro sensores de corriente 6, en particular cuatro sensores Hall de deteccion de corriente 6, un medio de conexion 10, un terminal de sensor de tension 7 y un medio de parametrizacion 11. Mediante los sensores de corriente puede determinarse un valor de corriente de las fases 2 individuales. Por cada fase 2 se necesitan dos sensores de corriente 6 para determinar el valor de corriente. Mediante el medio de conexion 10, sensores de corriente externos pueden conectarse al componente de adquisicion de senal 3, de modo que un valor de corriente de las fases 2 que deben monitorearse puede determinarse mediante sensores de corriente externos. Los sensores de corriente externos pueden ser por ejemplo convertidores de corriente, bobinas de Rogowski o shunts, con los cuales puede determinarse un valor de corriente de la fase que debe analizarse. Mediante el medio de parametrizacion 11 puede parametrizarse el componente de adquisicion de senal 3, de modo que por ejemplo puede tener lugar una activacion o una desactivacion de los sensores de corriente "internos" 6. Si la determinacion de un valor de corriente de las fases 2 individuales tiene lugar mediante los sensores de corriente externos, entonces por ejemplo los sensores de corriente "internos" 6 pueden desactivarse. Del mismo modo, preferentemente es posible activar o desactivar los sensores de corriente 6 individuales y los sensores de tension 5 individuales en funcion de las fases 2 que deben monitorearse. Por ejemplo, si debe monitorearse solamente una fase 2, entonces mediante el medio de parametrizacion 10 pueden desactivarse respectivamente dos sensores de corriente y de tension 5, 6; de modo que solamente se encuentra activo el sensor de corriente y de tension 5, 6 de la fase que debe monitorearse. Mediante la terminal de sensor de tension 7, los tres sensores de tension 5, preferentemente mediante pines, pueden conectarse al componente de adquisicion de senal 3, de modo que al componente de adquisicion de senal 3 pueden suministrarse los valores de tension individuales de las fases 2.
El guiado de las fases, de las tres fases 2, tiene lugar de modo que respectivamente una fase 2 es guiada por debajo de un sensor de tension 5 integrado en el circuito impreso 1, y en el centro por debajo de dos sensores de corriente 6. Preferentemente, en el area del componente de adquisicion de senal 3 el guiado de las fases tiene lugar de forma agrupada. Las fases 2 individuales son guiadas de forma galvanicamente separada hacia el modulo de medicion y los sensores de tension 5.
Mediante el componente de adquisicion de senal 3, por consiguiente, pueden determinarse los valores de corriente y de tension de las fases 2 individuales. Ademas, mediante esos datos puede determinarse el cos$ de las fases 2 individuales. Por tanto, a traves del componente de adquisicion de senal 3 tiene lugar la determinacion de los valores
relevantes de las fases 2 individuales, los cuales finalmente reflejan el estado de la instalacion que debe monitorearse. Los datos mencionados son evaluados por el componente de reprocesamiento de senal 4, de modo que se posibilita un analisis en cuanto a la optimizacion de una instalacion conectada al sistema de medicion, un control del estado de funcionamiento de la instalacion y un monitoreo en cuanto a una sobrecarga o a un cortocircuito de la instalacion.
El componente de reprocesamiento de senal 4 comprende medios de salida, con los cuales pueden emitirse datos seriales, en particular datos de corriente, de tension, de potencia y de diagnostico, y senales digitales con el fin de un control, en particular senales que, en cuanto a las tres fases 2 monitoreadas, caracterizan un cortocircuito, una sobrecarga y un retorno a cero de fase de la corriente y de la tension. Por lo tanto, mediante el sistema de medicion puede tener lugar un analisis global de la instalacion. El modulo de medicion, mediante los valores de corriente y de tension determinados mediante el medio de salida 9, puede determinar y emitir el factor de potencia (cos$), la potencia activa, la potencia aparente, la potencia reactiva y/o un valor que caracteriza el factor de potencia, la potencia activa, la potencia aparente y/o la potencia reactiva, con respecto a las tres fases 2.
Preferentemente, para corriente nominales reducidas (de hasta aproximadamente 6,0 A), las tres fases 2 (conductores) del circuito electrico principal que debe monitorearse, de la derivacion de consumidor, son guiadas dentro del circuito impreso 1. El componente de adquisicion de senal 3 se posiciona directamente sobre las tres fases 2. El rango de corriente utilizable es limitado a traves de los grosores de cobre disponibles de forma maxima del circuito impreso 1, de la capacidad de carga de cortocircuito admisible de las pistas conductoras en el caso de un cortocircuito, con relacion al elemento de proteccion contra cortocircuitos respectivamente asociado (fusibles, disyuntores).
Para la medicion de corriente se utilizan los sensores de corriente 6 integrados en el ASIC (componente de adquisicion de senal 3). La deteccion de tension 5 tiene lugar mediante sensores de tension capacitivos 5 dispuestos por encima de las tres fases 2 (conductores).
Esa variante de la estructura representa la solucion usualmente mas conveniente en cuanto a los costes, porque por ejemplo en derivaciones de consumidores electronicas circuitos impresos 1 ya existentes solo deben redisenarse de modo correspondiente.
La figura 3 muestra una representacion esquematica de una vista lateral de otra forma de ejecucion de un sistema de medicion para monitorear tres fases 2 de un sistema. En este caso, en comparacion con la figura 2, el guiado de las tres fases 2 no tiene lugar en el circuito impreso 1, sino en un bloque de aislamiento 12. Ademas, el circuito impreso 1 presenta una cavidad 15 en la cual esta posicionado el componente de adquisicion de senal 3. Debido a ello, la distancia de los sensores de corriente 6 con respecto a las tres fases 2 se mantiene tan reducida como sea posible, de modo que puede tener lugar una medicion de corriente mejorada. El circuito impreso 1 presenta una primera superficie lateral 13, asi como una segunda superficie lateral 14. La segunda superficie lateral 14 se situa de forma directamente adyacente al bloque de aislamiento 12, mientras que sobre la primera superficie lateral 13 estan posicionados el componente de adquisicion de senal 3 y el componente de reprocesamiento de senal 4. Debido a que las tres fases 2 son guiadas dentro del bloque de aislamiento 12 pueden analizarse corrientes nominales mas elevadas.
Para corrientes nominales de > 3A hasta aproximadamente 40 A se utilizan preferentemente conductores planos de cobre 2 (fases) colados en el bloque de aislamiento 12. El componente de adquisicion de senal 3 se introduce en el circuito impreso 1 fresado, el cual se monta directamente por encima del area del bloque de aislamiento 12 que guia las tres fases 2.
La deteccion de tension tiene lugar a su vez mediante sensores de tension capacitivos 5 dispuestos en el circuito impreso 1 y por encima de los conductores del circuito electrico principal (fases 2).
La figura 4 muestra una representacion esquematica de una vista lateral de otra forma de ejecucion de un sistema de medicion para monitorear tres fases 2 de un sistema. En este caso, en comparacion con la figura 2, las tres fases 2 son suministradas al sistema de medicion a traves de fases de potencial conductor 2. Mediante un seccionador de tension, una tension reducida se suministra al sistema de medicion mediante las fases de potencial conductor 2, de modo que a traves de un analisis de las fases de potencial conductor 2 puede monitorearse la instalacion que debe ser monitoreada. Por consiguiente, las fases de potencial conductor 2 reflejan la linea de suministro efectiva de la instalacion que debe monitorearse. Ademas, en esta forma de ejecucion la determinacion del valor de corriente de las fases individuales no tiene lugar mediante los sensores de corriente 6 integrados en el componente de adquisicion de senal 3, sino mediante sensores de corriente externos que estan conectados al componente de adquisicion de senal 3 mediante el medio de conexion. Los sensores de corriente externos determinan el valor de corriente de las fases individuales por fuera del componente de adquisicion de senal 3 y suministran el valor de corriente determinado al componente de adquisicion de senal 3 mediante el medio de conexion 10. En este caso, los sensores de corriente 6 internos preferentemente estan desactivados.
Para la medicion de corrientes nominales > 40 A se desactivan los elementos de sensor 6 integrados en el ASIC (componente de adquisicion de senal 3). Las 3 corrientes de fase se detectan mediante elementos de sensor externos (convertidores de corriente, shunt, bobina de Rogowski) y se transmiten a las entradas asociadas (del medio de conexion 10) del componente de adquisicion de senal 3 que esta disenado como ASIC.
La deteccion de tension tiene lugar mediante sensores de tension capacitivos 5 en el circuito impreso 1. Las fases de potencial conductor 2 asociadas se conectan a la tension de red de la instalacion mediante conexiones externas. Junto con la deteccion de tension separada galvanicamente del circuito electrico principal mediante superficies de sensor capacitivos, el componente de adquisicion de senal 3, de manera preferente, ofrece tambien la posibilidad de procesar senales de tension relacionadas con el potencial (obtenidas a partir de la tension de red mediante seccionadores de tension ohmicos). No obstante, la deteccion de tension capacitiva directa es la solucion mas conveniente en cuanto a los costes y que mas economiza en cuanto al espacio.
La figura 5 muestra una vista en perspectiva de una parte de la forma de ejecucion mostrada en la figura 3. En este caso puede observarse el guiado de fases de las tres fases 2. Las tres fases son guiadas en el bloque de aislamiento 12 que esta colocado por debajo del circuito impreso 1 (en la segunda superficie lateral 14), hacia la cavidad 15 que se encuentra presente en la primera superficie lateral 13 del circuito impreso 1. Dentro de esa cavidad 15 se posiciona el componente de adquisicion de senal, de modo que la separacion entre los sensores de corriente y la fase individual 2 se mantiene tan reducida como sea posible. En el area de la cavidad 15 (del area del bloque de aislamiento 12 cubierta por la cavidad 15) tiene lugar una agrupacion del guiado de las fases, es decir que las fases 2 dentro del bloque de aislamiento 12 en el area de la cavidad 15 estan distanciadas mas proximas unas con respecto a otras que por fuera del area cubierta por la cavidad 15. Los sensores de tension individuales pueden posicionarse tanto por debajo del area formada por la cavidad 15, como tambien preferentemente por fuera del area formada por la cavidad, dentro del circuito impreso 1.
Claims (16)
1. Sistema de medicion que se utiliza para monitorear al menos una fase (2) de un sistema en cuanto a una sobrecarga y/o a un cortocircuito, con un modulo de medicion (16) dispuesto sobre un circuito impreso (1), donde el modulo de medicion (16) comprende un componente de adquisicion de senal (3) y un componente de reprocesamiento de senal (4), y el componente de adquisicion de senal (3) esta disenado mediante un ASIC, donde para cada fase (2) que debe ser monitoreada el circuito impreso (1) comprende un sensor de tension (5) y el componente de adquisicion de senal (3) comprende sensores de corriente (6) y un terminal de sensor de tension (7) conectado de forma electricamente conductora al sensor de tension (5), donde mediante los sensores de corriente (6) puede tener lugar una determinacion de un valor de corriente y mediante el sensor de tension (5) una determinacion de un valor de tension de la fase (2) que debe monitorearse, donde el componente de reprocesamiento de senal (4) esta conectado al componente de adquisicion de senal (3) y evalua valores de corriente y de tension determinados, donde el componente de reprocesamiento de senal (4) comprende medios de salida (9), con los cuales pueden emitirse datos seriales y senales digitales con el fin de un control, donde el componente de reprocesamiento de senal (4) esta realizado de modo que el mismo, mediante los valores de corriente y/o de tension determinados, determina una sobrecarga y/o un cortocircuito de una instalacion abastecida mediante al menos una fase (2).
2. Sistema de medicion segun la reivindicacion 1, donde los sensores de corriente (6) estan disenados a traves de sensores Hall de deteccion de corriente integrados en el ASIC.
3. Sistema de medicion segun una de las reivindicaciones precedentes, donde al menos un sensor de tension (5) esta dispuesto por fuera del area del circuito impreso (1) cubierta por el componente de adquisicion de senal (3).
4. Sistema de medicion segun una de las reivindicaciones precedentes, donde al menos un sensor de tension (5) esta dispuesto dentro del circuito impreso (1).
5. Sistema de medicion segun una de las reivindicaciones precedentes, donde el sensor de tension (5) es un sensor de tension capacitivo (5).
6. Sistema de medicion segun una de las reivindicaciones precedentes, donde al menos una fase (2) que debe monitorearse, del sistema que debe monitorearse, esta separada respectivamente de forma galvanica de sus sensores de corriente (6) y de su terminal de sensor de tension (7), en particular de su sensor de tension (5).
7. Sistema de medicion segun una de las reivindicaciones precedentes, donde el sistema de medicion esta disenado para monitorear al menos un sistema trifasico.
8. Sistema de medicion segun una de las reivindicaciones precedentes, donde el modulo de medicion (16), en particular el componente de adquisicion de senal (3), comprende al menos un medio de conexion (10) para conectar un sensor de corriente externo para determinar un valor de corriente de al menos una fase (2) del sistema.
9. Sistema de medicion segun una de las reivindicaciones precedentes, donde el modulo de medicion (16) puede determinar el factor de potencia (cos$), la potencia activa, la potencia aparente, la potencia reactiva y/o un valor que caracteriza el factor de potencia, la potencia activa, la potencia aparente y/o la potencia reactiva, con respecto a por lo menos una fase (2), y puede emitirlos mediante el medio de salida (9).
10. Sistema de medicion segun una de las reivindicaciones precedentes, donde el sistema de medicion monitorea varias fases (2) del sistema en cuanto a una sobrecarga y/o a un cortocircuito, donde las fases (2), en el caso de una vista superior del componente de adquisicion de senal (3) y el circuito impreso (1), son guiadas agrupadas en el area del componente de adquisicion de senal (3), y por fuera del componente de adquisicion de senal (3) son guiadas dentro del circuito impreso (1) o dentro de un bloque de aislamiento con otra distancia de una con respecto a otra.
11. Sistema de medicion segun una de las reivindicaciones precedentes, donde el ASIC comprende ademas el componente de reprocesamiento de senal (4).
12. Sistema de medicion segun una de las reivindicaciones precedentes, donde el modulo de medicion (16), en particular el componente de adquisicion de senal (3), puede parametrizarse mediante medios de parametrizacion (11), en particular pines de parametrizacion y/o una interfaz serial, donde mediante el medio de parametrizacion (11) pueden desactivarse los sensores de corriente (6) individuales del componente de adquisicion de senal (3) y los sensores de tension (5) individuales.
13. Sistema de medicion segun una de las reivindicaciones precedentes, donde en el circuito impreso (1) es guiada al menos una fase (2) y el componente de adquisicion de senal (3) esta posicionado sobre el circuito impreso (1) de modo que al menos una fase (2) es guiada debajo del componente de adquisicion de senal (3).
14. Sistema de medicion segun una de las reivindicaciones 1 a 12, donde el sistema de medicion comprende un bloque de aislamiento (12), en el cual es guiada al menos una fase (2), donde el circuito impreso (1) presenta una primera y una segunda superficie lateral (13, 14), donde la primera superficie lateral (13) esta situada de forma opuesta a la segunda superficie lateral (14), donde el componente de adquisicion de senal (3) esta dispuesto en la primera superficie lateral (13) y el bloque de aislamiento (12) en la segunda superficie lateral (14), donde el componente de adquisicion de senal (3) esta posicionado en frente del bloque de aislamiento sobre el circuito impreso (1), de modo que al menos una fase (2) es guiada por debajo del componente de adquisicion de senal (3).
15. Sistema de medicion segun la reivindicacion 14, donde la primera superficie lateral (13) presenta una cavidad (15), de modo que el componente de adquisicion de senal (3) se encuentra integrado al menos parcialmente en el circuito impreso (1).
16. Derivacion de consumidor con un sistema de medicion segun una de las reivindicaciones 1 a 15, donde la derivacion de consumidor es el sistema y con el sistema de medicion puede monitorearse al menos una fase de la derivacion de consumidor.
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IL237235B (en) * | 2015-02-11 | 2019-08-29 | Friedlander Yehudah | A system for analyzing power consumption |
EP3153869B1 (en) * | 2015-10-08 | 2019-12-18 | Everspring Industry Co., Ltd. | Device and method for measuring the power consumption, contactless device and method for measuring power supply status |
US9977058B2 (en) * | 2015-10-08 | 2018-05-22 | Everspring Industry Co., Ltd. | Device and method for measuring the power consumption, contactless device and method for measuring power supply status |
FR3053828B1 (fr) * | 2016-07-08 | 2019-10-25 | Schneider Electric Industries Sas | Module d'interconnexion d'un disjoncteur et d'un contacteur pour un ensemble electrique |
FR3053829B1 (fr) * | 2016-07-08 | 2019-10-25 | Schneider Electric Industries Sas | Module d'interconnexion d'un disjoncteur et d'un contacteur pour un ensemble electrique comportant un capteur de tension |
DE102016213766A1 (de) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | Deutsche Bahn Ag | Vorrichtung zur Diagnose einer mittels eines elektrischen Antriebsmotors angetriebenen mechanischen Anlage |
CN106597089A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-04-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油田抽油机井场电能在线监测与计量集成装置 |
CN107817377A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-03-20 | 国网江苏省电力有限公司检修分公司 | 一种基于传感器外置有效抑制干扰的隐患行波检测装置 |
EP3734298B1 (de) | 2019-05-03 | 2023-06-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Messanordnung zum erfassen eines elektrischen stroms |
EP3739345A1 (de) | 2019-05-16 | 2020-11-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Erfassen eines in einer elektrischen leitung fliessenden elektrischen stroms |
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EP3739705A1 (de) | 2019-05-17 | 2020-11-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und vorrichtung zum einschalten einer kapazitiven lastanordnung an ein gleichstromnetz |
DE202021101829U1 (de) | 2021-04-07 | 2022-07-26 | K.H. Brinkmann GmbH & Co Kommanditgesellschaft | Pumpe mit Überwachungsschaltung |
CN115436869B (zh) * | 2021-06-02 | 2024-06-28 | 太原市优特奥科电子科技有限公司 | 无线电气传感器、电参量测量计算装置、方法及系统 |
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US5041780A (en) | 1988-09-13 | 1991-08-20 | California Institute Of Technology | Integrable current sensors |
US5457621A (en) * | 1992-02-21 | 1995-10-10 | Abb Power T&D Company Inc. | Switching power supply having voltage blocking clamp |
DE19713120C1 (de) * | 1997-03-27 | 1998-10-29 | Siemens Ag | Elektrizitätszähler |
DE19819470B4 (de) * | 1998-01-08 | 2011-06-09 | Lust Antriebstechnik Gmbh | Verfahren zum potentialfreien Messen von Strömen durch die Aufzeichnung des von ihnen verursachten Magnetfeldes sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens |
DE19842241A1 (de) | 1998-09-15 | 2000-04-06 | Siemens Metering Ag | Elektrizitätszähler und Eingangsbaustein für einen Elektrizitätszähler |
DE19962435A1 (de) * | 1999-12-22 | 2001-07-05 | Siemens Metering Ag Zug | Elektrizitätszähler mit einem zusätzlichem Rechenmodul |
GB0000067D0 (en) | 2000-01-06 | 2000-02-23 | Delta Electrical Limited | Current detector and current measurement apparatus including such detector with temparature compensation |
JP2002247750A (ja) | 2001-02-16 | 2002-08-30 | Fuji Electric Co Ltd | 過負荷電流保安装置 |
US7106046B2 (en) * | 2002-06-18 | 2006-09-12 | Asahi Kasei Emd Corporation | Current measuring method and current measuring device |
CA2511004C (en) * | 2002-12-23 | 2015-07-21 | Power Measurement Ltd. | Power monitoring integrated circuit with communication interface |
US7259545B2 (en) * | 2003-02-11 | 2007-08-21 | Allegro Microsystems, Inc. | Integrated sensor |
JP2004301550A (ja) | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Mitsubishi Electric Corp | 電力関連量および位相角演算装置 |
US8222886B2 (en) * | 2008-06-18 | 2012-07-17 | Hioki Denki Kabushiki Kaisha | Voltage detecting apparatus and line voltage detecting apparatus having a detection electrode disposed facing a detected object |
US8843334B2 (en) | 2008-07-17 | 2014-09-23 | Isis Innovation Limited | Utility metering |
US9222992B2 (en) * | 2008-12-18 | 2015-12-29 | Infineon Technologies Ag | Magnetic field current sensors |
US9335352B2 (en) * | 2009-03-13 | 2016-05-10 | Veris Industries, Llc | Branch circuit monitor power measurement |
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