Inspección y Prueba de Equipos de Medición

PROCEDIMIENTO MED - 7005

PRUEBAS A EQUIPOS DE MEDICIÓN

ANTECEDENTES

A partir de 1972 se implementan las pruebas monofásicas a equipos de

medición, utilizando el método de "carga artificial” la cual es equivalente

a la polifásica, disminuyéndose la utilización de recursos humanos y

materiales.

En 1976 se establece el programa nacional de pruebas de servicios

importantes, por lo que a todo el personal que intervino en este

programa, se le impartió la debida capacitación mediante cursos

estructurados exprofeso para ello, sin mediar algún procedimiento

oficial que normara el criterio y secuela a seguir, en el desarrollo de

todas las actividades inherentes a ello; situación que prevaleció hasta la

emisión de este documento.



OBJETIVO

✓Establecer la metodología para efectuar las pruebas a equipos de

medición instalados para integración de consumos y demandas para

efectos de facturación, y así comprobar su precisión y exactitud;

manteniéndolos dentro de tolerancias previamente definidas;

derivándose de ello una mejor calidad en la integración de los

parámetros utilizados para facturación.

✓Detectar y regularizar en forma oportuna a aquellos usuarios que

estén utilizando energía eléctrica de manera ilícita; equipos de medición

con fallas en su operación; usuarios con emisión de facturas incorrectas

y, con ello colaborar en la disminución del índice de pérdidas de

energía.



OBJETIVO

✓Cumplir con lo estipulado en la Ley Federal sobre Metrología y

Normalización (artículo 17).

✓Cumplir con lo estipulado en el reglamento de la Ley del Servicio

Público de Energía Eléctrica (artículos 30 y 31).



MARCO LEGAL

✓Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica (1983 - 1992)

✓Ley Federal sobre Metrología y Normalización (18 junio 1992)

✓Reglamento de la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica

(1993)

✓Norma Oficial Mexicana (NOM-CH-108/2-1991) instrumentos de

medición

✓Organigrama Legal para el Programa de Pruebas (CFE)



POLÍTICAS

Las divisiones de distribución implementarán un programa anual de

pruebas a equipos de medición a desarrollarse en cada una de sus

zonas de operación, apoyándose en :

✓Criterios institucionales definidos para ello.

✓Estadísticas de resultados de programas anteriores.

✓Experiencias actuales de fallas en equipos de medición.

✓Patrones de comportamiento de utilización de la energía eléctrica en

determinado nivel social.



POLÍTICAS

✓Actividades específicas de apoyo hacia otras áreas.

✓Sistemas de cómputo específicos para análisis de fluctuaciones

anormales de consumos, demandas y fp.

✓Sistemas de cómputo para selección de equipos de medición por

códigos de lote y código de medidor.



NORMAS

Se establece que el método a utilizar para la prueba es el de

COMPARACIÓN con wattmetro patrón el cual utiliza un medidor

rotatorio de watthoras (o patrón electrónico), que ha sido calibrado

debidamente en laboratorio y recibe el nombre de “PATRÓN DE

WATTHORAS” o simplemente “patrón”. Además, es necesaria la

utilización de un transformador de carga (carga artificial) para

proporcionar una alimentación de corriente regulable, la cual deberá

hacerse circular a través de las bobinas de corriente del patrón y

medidor bajo prueba. Este último aparato deberá contener un

dispositivo con capacidad de variar el factor de potencia de 100% a

50% inductivo.



NORMAS

Las pruebas a que se sujetan los medidores son realizadas con todas

las bobinas de potencial en paralelo y las bobinas de corriente en serie

aplicándose los limites de calibración que se indican en cada prueba.

La fuente de alimentación a las bobinas de potencial del patrón y del

medidor es tomada de los transformadores de potencial o directamente

de la alimentación del servicio, según sea el caso.

Con esta conexión el patrón y el medidor estarán midiendo la misma

corriente de carga y la energía integrada por el será directamente

proporcional al número de elementos del medidor bajo prueba.

En forma genérica estas pruebas se clasificarán de acuerdo al tipo de

servicio que se este proporcionando, dependiendo si el servicio se

encuentre con transformadores para instrumento o carece de ellos y se

denominarán :



NORMAS

▪PRUEBAS A MEDIDORES EN SECUNDARIO (Con transformadores

para instrumentos)

▪PRUEBAS A MEDIDORES AUTOCONTENIDOS

Las diferentes condiciones de prueba a efectuar así como las

tolerancias establecidas son las siguientes:



NORMAS

A.- CARGA ALTA SERIE (C. A.) 100% Corriente de prueba y 100%

factor de potencia

TOLERANCIAS:

+/- 0.5% para medidores polifásicos de kWh

+/- 1.0% para medidores monofásicos de kWh

+/- 1.0% para medidores polifásicos de kVARh

B.- CARGA INDUCTIVA SERIE (C. I.) 100% Corriente de prueba y

50% factor de potencia

TOLERANCIAS:



+/- *.* para medidores monofásicos no se efectúa



NORMAS

C.- CARGA BAJA SERIE (C. B.) 10% Corriente de prueba y 100%

factor de potencia

TOLERANCIAS:


+/- 1.0% para medidores monofásicos de kWh


Las tolerancias arriba indicadas se expresan en % de error, siendo muy

común indicarlas en % de eficiencia ó % de registración. Estos dos

términos se definen como:



NORMAS

Porciento de registración de un medidor es definida como la razón de la

registración actual de un medidor a la registración verdadera; es decir,

es la cantidad resultante de dividir la cantidad de revoluciones que debe

de dar el patrón cuando se le cuenta un número específico de

revoluciones al disco del medidor; a la cantidad de revoluciones reales

registradas por el patrón durante la prueba. Expresado en forma

matemática será :

REP

% EFICIENCIA = --------- X 100

RRP

REP = Revoluciones esperadas del patrón

RRP = Revoluciones reales del patrón



NORMAS

Porciento de error de un medidor es la diferencia entre su porciento de

eficiencia y 100 %.

% e = % E - 100%

% e = Porciento de error

% E = Porciento de eficiencia



NORMAS

En la formula del %Eficiencia, las revoluciones esperadas por el patrón

son calculadas en función de la constante del medidor (Kh) la cual es

una constante de diseño para cada tipo de medidor y sus unidades son

energía /rev. del disco; y las revoluciones que se le cuentan al disco del

medidor. Por lo tanto la energía es:

ENERGÍA = KhMEDIDOR x RMEDIDOR

Por lo que:

ENERGÍA DEL PATRÓN = ENERGÍA DEL MEDIDOR

KhPATRÓN X RPATRÓN = KhMEDIDOR X RMEDIDOR

RPATRÓN = (KhMEDIDOR X RMEDIDOR) / (KhPATRÓN)



NORMAS

El patrón es un medidor monofásico y se utiliza para comparar energías

polifásicas, por ésta razón se deberá incluir una constante de

proporcionalidad, que dependerá del tipo de medidor bajo prueba. En

forma general:

RPATRÓN = (KhMEDIDOR X RMEDIDOR) / (KhPATRÓN) X C

Donde: C = 1/2, 1, 2, 3, 4 ó 6

Dado que el patrón tiene 4 rangos operación en el circuito de corriente

y 3 rangos de operación en el circuito de voltaje; El valor de la Kh del

patrón dependerá de los rangos seleccionados y deberá ser calculada a

partir de su Kh básica, la cual generalmente es a 120V y 5A.



NORMAS

La siguiente fórmula deberá ser aplicada para el cálculo de la khpatrón :

BOBINA DE BOBINA DE

VOLTAJE A UTILIZAR CORRIENTE A UTILIZAR

KhPATRÓN = KhBÁSICA X -------------------------------------- X ------------------------------------

120 5

Si el patrón es del tipo electrónico con autorrango de voltaje y corriente,

la Kh del patrón se auto selecciona y el porciento de eficiencia será

igual a:

KhMEDIDOR X RMEDIDOR

% E = ------------------------------------------------------ X 100

INTEGRACIÓN DEL PATRÓN X C



NORMAS

Los medidores autocontenidos, son aquellos que por sus bobinas de

corriente, circula la corriente que esta utilizando el usuario, es decir, no

cuentan con transformadores para instrumento; y, requieren de una

base para su montaje y conexión a la carga del usuario.

Para su calibración se requiere interrumpir el servicio proporcionado al

usuario, razón por la cual, se establece que la calibración de este tipo

de medidor, se realizará cuando exista una reclamación por parte del

usuario o cuando se efectué algún muestreo de algún tipo particular o

por anomalías detectadas.



NORMAS

A los medidores autocontenidos, se les efectuará únicamente pruebas

de eficiencia del equipo y comparación de integración mediante

pruebas de cronómetro, y solo en el caso que exista duda en éstas, se

procederá a efectuar pruebas con auxilio de wattmetros y factorímetros

polifásicos, y en casos muy extremos, la calibración de los medidores.

Considerando que la energía reactiva puede obtenerse atrasando los

potenciales o adelantando corrientes, y que cada fabricante utiliza el

método que comercialmente le convenga, la calibración de este tipo de

medidor se realizará tomando como base el medidor marca Sangamo

tipo CYRP que utiliza el desplazamiento de corrientes y para cada caso

en particular se deberá consultar el manual específico o el curso

Nacional de Ingeniería de Servicio al Cliente, en su apartado

correspondiente a Varhorímetros.



NORMAS

En los servicios con Transformadores de Potencial (TP’s) se debe

considerar que los valores normalizados para los voltajes secundarios

de los mismos son 115V y 120V, y que su rango de operación oscila

entre 90% y 110 % de su voltaje nominal; por lo que se deberá reportar

cualesquier desviación a dichos valores anotándolos como una posible

anomalía.

En los servicios con Transformadores de Corriente (TC’s), se deberá

extremar precauciones para no dejar abierto el secundario del mismo,

ya que ello puede originar una elevación de potencial en el secundario

de los TC's, y originar un sobrecalentamiento en los aislamientos de los

conductores y por consiguiente una falla a tierra; dañándose el equipo y

pudiendo ocasionar un accidente fatal al personal.



NORMAS

Considerando las diferentes tipos de prueba que pueden efectuarse, el

equipo necesario y reglamentario para realizar las pruebas por parte del

personal operativo es el siguiente:

➢Vehículo acondicionado para transportar equipo de pruebas.

➢Escaleras sencilla y doble.

➢Patrón rotatorio de watthoras o electrónico.

➢Carga artificial similar a TESCO RC-50A.

➢Probador de campo para transformadores de potencial.

➢Probador de campo para transformadores de corriente.

➢Fasómetro digital o analógico.

➢Voltamperímetro de gancho.

➢Vóltmetro de precisión



NORMAS

➢Amperímetro.

➢Amperímetro para Alta Tensión, similar al marca Sensor Link.

➢Cables de prueba e interruptor para potenciales.

➢Cronómetro.

➢Calculadora con funciones científicas.

➢Pértiga para Voltamperimetro de gancho.

➢Wattmetro polifásico.

➢Factorímetro polifásico.

➢Multímetro digital o analógico.

➢Caja de herramienta.

➢Secuencímetro tipo motor o electrónico.

➢Binoculares.



NORMAS

➢Dispositivos para medidor de estado sólido similar a los de la marca

Radian Research, en modelos:

RM-1N interfase medidor – patrón.

RM-DS sensor del disco en campo.

RM-KYZ adaptador de pulsos.

RM-1H puerto óptico.

RM-1S interruptor.

RM-PCA adaptador para PC.

PCA-LINK programa para prueba de medidores.



DESCRIPCIÓN

PRUEBAS A MEDIDORES EN SECUNDARIO

➢Al iniciar la prueba de un equipo se deberá informar al usuario del

objetivo de la visita, para que si considera la presencia de un testigo,

asigne al personal que el crea conveniente.

➢Hacer una inspección ocular tanto de la instalación en general, como

la particular del medidor con el objeto de detectar cualesquier anomalía

o evitar incurrir en actos inseguros que propicien accidentes.

➢Anotar todas las características, lecturas y sellos, del equipo de

medición en el formato M1-A anexo, teniendo cuidado de verificar el

valor de la Rr estampada en el registro del medidor.



DESCRIPCIÓN


➢En la tablilla de pruebas, determinar la secuencia de fases, utilizando

el secuencímetro. Seleccionar la fase central como fase “B", en la cual

se conectará la terminal de prueba del secuencímetro denominada “B".

Las otras dos terminales de prueba del secuencímetro se conectan a

las navajas de potencial restantes. El secuencímetro indicará la

secuencia de fases A-B-C ó C-B-A.

➢Medir el voltaje de operación y observar si es el adecuado para el

sistema de medición, anotando los valores correspondientes.

➢Verificar el alambrado que parte de la tablilla de pruebas a los

medidores observando que no existan conexiones flojas o relación

inadecuada de voltajes y corrientes.



DESCRIPCIÓN


PRUEBA A TRANSFORMADORES DE POTENCIAL

Si el servicio cuenta con Transformadores de Potencial, efectuar laprueba de transformadores de potencial utilizando el probador decampo de acuerdo al sistema eléctrico que se trate :

SISTEMA 3 FASES 3 HILOS

a) Conecte las terminales de prueba entre las navajas de potencial dela tablilla de pruebas que se detectaron como fase “A" y fase “B".

b) Tome lectura del voltímetro del probador y anótela en el camporespectivo del formato.



DESCRIPCIÓN



c) Oprímase el botón de adicionar Burden en el probador de campo.

d) Tome lecturas del voltímetro del probador y observe que la agujaindicadora no efectué una deflexión muy notoria y anote el valor devoltaje obtenido.

e) Si ocurrió una deflexión muy notoria es probable que exista unaanomalía en ese transformador y deberá reportarse de inmediato a susuperior y anotar en observaciones.

f) Desconecte la terminal de prueba conectada en la fase “A" ycámbiela a la detectada como fase “C".



DESCRIPCIÓN



Proceda como en los incisos b) al e)

g) Desconecte las terminales de prueba del probador de campo y

conéctelas en las navajas de la tablilla de pruebas identificadas como

fase “A" y fase “C".

h) Mida el valor de voltaje indicado por el voltímetro del probador. Este

debe ser aproximadamente igual a los valores obtenidos en el inciso d)

de las pruebas anteriores.



DESCRIPCIÓN



i) Si el valor obtenido de voltaje entre fases “A" y “C" es mayor y

aproximadamente igual a √3 veces los voltajes de Línea “AB" o “CB",

entonces, la conexión de los transformadores de potencial es

incorrecta. Es decir, la conexión de la delta abierta fue efectuada

erróneamente y el equipo de medición integrará con error, anotar en

observaciones.

j) Desconecte el probador y guárdelo en su estuche.



DESCRIPCIÓN




a) Conecte las terminales de prueba entre las navajas de potencial de

la tablilla de pruebas que se detectaron como fase “A" y Neutro.

b) Tomar lecturas del voltímetro y anotarlas en campo respectivo del

formato.

c) Oprímase el botón de adicionar Burden en el probador de campo.



DESCRIPCIÓN



d) Tome lecturas del voltímetro del probador y observe que la aguja

indicadora no efectué una deflexión muy notoria y anote el valor de

voltaje obtenido.

e) Si ocurrió una deflexión muy notoria es probable exista una anomalía

en ese transformador y deberá reportarse de inmediato a su superior y

anotar en observaciones.

f) Desconecte la terminal de prueba conectada en la fase “A" y

cámbiela a la detectada como fase “B".



DESCRIPCIÓN




g) Desconecte la terminal de prueba conectada en la fase “B" y

cámbiela a la detectada como fase “C".


h) Desconecte el probador y guárdelo en su estuche.



DESCRIPCIÓN


PRUEBA A TRANSFORMADORES DE CORRIENTE

Para efectuar esta prueba se utiliza el probador de daños en

transformadores de corriente cuya función es adicionar un Burden extra

al transformador de corriente y observar el comportamiento del

transformador bajo prueba.

Se auxilia de un cable de conexión el cual contiene una clavija de

conexión, misma que se inserta en la navaja de retorno de corriente de

la tablilla de pruebas, efectuándose una conexión en serie con el

secundario del transformador de corriente; visualizándose en un

amperímetro la corriente que en ese momento circula por el

transformador de corriente.



DESCRIPCIÓN



Los rangos de corriente son 1.25, 2.5, 5 y 10A, y los de Burden 0.25,

0.5, 1.0, 2.0, 4.0 Ω; los cuales son seleccionables mediante una perilla

giratoria.



DESCRIPCIÓN




a) Seleccione el rango máximo de corriente (10A)

b) Si el transformador esta conectado en alta tensión, seleccione el

Burden de 4Ω. Si está en baja tensión seleccione el Burden de 2Ω.

c) Cortocircuite el secundario del transformador bajo prueba utilizando

la navaja de corriente de la fase “A".



DESCRIPCIÓN



d) Inserte la clavija de prueba en la navaja correspondiente al retorno

de corriente de la fase “A" de la tablilla de pruebas.

e) Cierre la navaja de corto-circuito en la tablilla de pruebas.

f) Observe el valor de corriente indicada en el amperímetro y seleccione

un rango adecuado de manera que se obtenga una buena apreciación

de lectura.

g) Anote el valor de la corriente indicada en el amperímetro.



DESCRIPCIÓN



h) Oprima el botón de “Adicionar Burden".

i) Si la aguja indicadora del amperímetro muestra una marcada

deflexión (media división de la escala seleccionada), el transformador

de corriente puede presentar una anomalía. Para poder definir si existe

una falla, cambie el rango del Burden al inmediato inferior y oprima

nuevamente el botón de adicionar Burden; si continúa la misma

deflexión el transformador presenta alguna falla. En caso contrario,

únicamente está sobrecargado el transformador bajo prueba.



DESCRIPCIÓN



j) Anote el valor de corriente indicado en el amperímetro.

k) Efectué corto-circuito del secundario del trasformador mediante la

navaja de la tablilla de pruebas.

l) Desconecte la clavija de pruebas.

m) Cierre ambas navajas de corriente.



DESCRIPCIÓN




Si el sistema es 3F-4H, proceda en forma similar a lo descrito en los

incisos a) al m), para la fase B.

Proceda en forma similar a lo descrito en los incisos a) al m), para la

fase “C".



DESCRIPCIÓN



PRUEBAS DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN DE CORRIENTE

a) Coloque el voltamperímetro de gancho en la pértiga aislada

correspondiente y prepare los binoculares.

b) En el voltamperimetro, seleccione un rango adecuado de corriente.

c) Simultáneamente mida las corrientes primarias y secundarias

tratando de que exista correspondencia entre ellas, debiéndose medir

la corriente primaria de la fase “B” para observar el desbalance.



DESCRIPCIÓN



d) Para cada una de las fases, efectué la división de los valores

primarios entre los valores secundarios.

e) Los valores obtenidos, serán los correspondientes a la razón de

transformación de corriente (RTC) y deberán ser aproximadamente

iguales. Si existe alguna discrepancia entre ellos, repita la prueba y

obsérvese si existen fluctuaciones importantes en el valor de corriente.

Si continúa la discrepancia entonces las relaciones de transformación

de corriente serán diferentes, por lo que la medición estará integrando

parcialmente consumos y demandas; debiéndose identificar cual es la

fase o las fases que están incorrectas.



DESCRIPCIÓN


PRUEBA DE CRONÓMETRO

Simultánea a la prueba de relación de transformación, se deberá

efectuar una prueba de cronómetro, la cual consiste en medir el tiempo

en que tarda el disco de cada medidor en dar un número determinado

de revoluciones (1, 3 ó 5) dependiendo de la velocidad con que se esté

desplazando el disco.

a) Con todas las navajas de la tablilla cerradas, inicie el conteo de

revoluciones del disco del medidor de kWh-kW y en ese mismo instante

oprima el botón de arranque del cronómetro.



DESCRIPCIÓN


PRUEBA DE CRONÓMETRO

b) Al finalizar el conteo oprima el botón de paro del cronómetro y anote

el número de revoluciones que contó y el tiempo (en segundos) que

tardó en efectuar esas revoluciones.

c) Para el medidor de reactivos repita las acciones indicadas en los

incisos a) y b).



DESCRIPCIÓN


CÁLCULO DE EFICIENCIA DEL EQUIPO

En esta etapa se realizan los cálculos analíticos de comprobación entre

los valores reales (medidos) y lo que está integrando la medición. Se

establece una tolerancia de ±10 %

SISTEMA 3 FASE 3 HILOS

a) Determine el valor promedio de los voltajes de línea, sume los tres

valores medidos (Vab Vbc Vca) y divídalos entre tres.



DESCRIPCIÓN



b) Si la medición esta en alta tensión, multiplique el valor obtenido de

voltaje promedio por la razón de transformación de potencial para

obtener el valor del voltaje primario promedio; caso contrario tome

únicamente el valor promedio.

c) Determine el valor promedio de las corrientes primarias sumando la

corriente de las fases “A", “B" y “C" y divídiendolas entre tres.

d) Obténgase los kVA reales del sistema mediante la siguiente formula:



DESCRIPCIÓN



1.732 X VPROMEDIO X IPROMEDIO

kVAREALES = ----------------------------------------

1,000

e) Determine la potencia activa con los datos obtenidos en la prueba de

cronómetro, utilizando la siguiente formula:

KhMEDIDOR X RMEDIDOR X 3.6 X RTP X RTC

kW = ---------------------------------------------------------

TSEG



DESCRIPCIÓN



f) Determine la potencia reactiva con los datos obtenidos en la prueba

de cronómetro, utilizando la siguiente formula:

KhMEDIDOR X RMEDIDOR X 3.6 X RTP X RTC

kVAR = ---------------------------------------------------------

TSEG

g) Con los kW y kVAR calculados, determine el ángulo entre voltaje y

corriente:



DESCRIPCIÓN



kVAR

Tan(θ) = ----------

kW

kVAR

θ = Tan-1(---------)

kW

h) Con el ángulo determinado, calcular el factor de potencia del sistema

aplicando la función trigonométrica coseno y multiplicar esta por 100:



DESCRIPCIÓN



Factor de Potencia = Cos (θ) X 100

i) Determine el valor de los kVA que está viendo el medidor, dividiendo

los kW obtenidos de la prueba de cronómetro entre el factor de

potencia del sistema:

kWCRONÓMETRO

kVAMEDIDOR = --------------------

F.P.SISTEMA



DESCRIPCIÓN



j) Determine el % de Eficiencia del sistema dividiendo los kVAMEDIDOR

entre los kVAREALES

kVA MEDIDOR

% EFICIENCIA = ---------------- X 100

kVA REALES



DESCRIPCIÓN


PRUEBAS DE FASÓMETRO

SISTEMA 3FASES 3 HILOS

a) Seleccione el rango adecuado de voltaje y con el cable de prueba

para potenciales, mande las señales de los potenciales “A" y “B" al

fasómetro, teniendo la precaución de conectar la fase “A" al borne de

polaridad del circuito de potencial del fasómetro y la fase “B" al borne

de “NO-POLARIDAD".



DESCRIPCIÓN



b) Conecte la clavija de pruebas al circuito de corriente del fasómetro,

observando que terminal corresponde al lado de polaridad de la clavija,

ya que de no hacerlo los datos obtenidos pueden ser incorrectos.

c) Cortocircuite la corriente de la fase “A", utilizando la navaja

correspondiente de la tablilla de conexiones.

d) Inserte la clavija de prueba en el retorno de corriente de la fase “A"

de la tablilla de pruebas, extremando precauciones de no invertir la

polaridad.



DESCRIPCIÓN



e) Cierre la navaja de cortocircuito de la fase “A".

f) Con la conexión anterior estamos relacionando el voltaje VAB con la

corriente IA; anote el valor de la lectura indicada por el fasómetro, y con

la misma determine de la tabla 1, según sea el caso, el valor del ángulo

entre voltaje y corriente.

g) Dejando la clavija de pruebas de la señal de corriente, cambie la

conexión del cable de prueba de potencial de la navaja de la fase “A" a

la de la fase “C"; con esta conexión estamos efectuando la relación del

voltaje VCB con la corriente IA.



DESCRIPCIÓN



h) Anote el valor indicado por el fasómetro y compárela con el

determinado en la tabla 1, debiendo ser aproximadamente iguales,

caso contrario existe alguna anomalía.

i) Sin desconectar la señal de potencial, abra la navaja de cortocircuito

de la fase “A" y extraiga la clavija de prueba de la señal de corriente.

j) Cortocircuite la navaja de corriente de la fase “C".

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