WB-MAP12E

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Finalidad

Este contador de energía y analizador de redes eléctricas está destinado a la gestión energética y a la supervisión de la calidad de la energía, incluida la medición secundaria operativa en edificios de viviendas y oficinas y la supervisión de cargas en centros de datos y oficinas inteligentes. Los transformadores de corriente externos de núcleo partido permiten instalarlos alrededor de los conductores sin interrumpir las cargas. La clase de precisión es 0.5S para energía activa y 1 para energía reactiva.

A diferencia del WB-MAP12H, el WB-MAP12E mide los picos de corriente y tensión durante intervalos definidos. El WB-MAP12E no mide las amplitudes de los armónicos de corriente o tensión ni la distorsión armónica total.

Especificaciones técnicas

WB-MAP mide y calcula parámetros de la red eléctrica, incluidos:

• tensiones y corrientes eficaces de fase (Urms, Irms);
• corrientes y tensiones de pico de fase. La duración mínima de pico detectable es de 300 µs y está determinada por el filtrado de entrada. Hay dos conjuntos de registros disponibles:
  • picos instantáneos: máximo durante el intervalo de detección, 20 ms de forma predeterminada;
  • picos agregados — máximo durante el intervalo de agregación, 60 s de forma predeterminada.
• tensiones entre fases para cargas trifásicas;
• potencia activa, reactiva, aparente y no activa;
• factor de potencia;
• energía activa, reactiva, aparente y no activa en sentido directo e inverso;
• potencia y energía totales para cargas trifásicas y/o varios canales;
• ángulo de fase entre tensión y corriente;
• frecuencia.

Las corrientes y tensiones eficaces y de pico, la potencia, el factor de potencia, los ángulos de fase y la frecuencia se muestrean varios miles de veces por ciclo de tensión, se promedian durante 16 ciclos y se actualizan en los registros cada 320 ms. Los registros de energía se actualizan a medida que se acumula energía.

El conjunto completo de parámetros se describe en la referencia de mediciones WB-MAP. El conjunto exacto que admite un medidor depende de su modelo.

La clase de precisión es 0.5S para la potencia y la energía activas, y 1 para la potencia y la energía reactivas.
Los errores relativos de medición dependen del valor medido y del tipo de carga.

Los contadores WB-MAP son instrumentos de medición inscritos en el Registro Estatal Ruso con el número 79082-20; sus características metrológicas y técnicas se definen en la descripción de tipo aprobada.

Especificaciones técnicas

Principio de funcionamiento

El dispositivo utiliza circuitos integrados de medición Atmel M90E32AS con tres canales de corriente y tensión.

Cada canal mide la tensión y la corriente instantáneas y las multiplica para obtener la potencia instantánea. El producto filtrado proporciona la potencia y su integral proporciona la energía. La potencia reactiva se calcula multiplicando la corriente instantánea por la tensión desplazada 90°.

Los canales funcionan de forma independiente. Cada unidad de medición está vinculada a su entrada de corriente, pero la asignación de fases permite asociarle cualquiera de las tres fases de tensión.

Las potencias activa y reactiva trifásicas son las sumas de las potencias correspondientes de los canales. Del mismo modo, las energías activa y reactiva trifásicas en sentido directo son las sumas de las respectivas energías de los canales en sentido directo.

Métodos de medición y cálculo:

• Urms Lx (V)— tensión eficaz entre Lx y N. Los contadores de facturación convencionales calculan el valor eficaz directamente; WB-MAP promedia durante 16 ciclos, es decir, cada 320 ms.
• Upeak Lx inst (V) — tensión de pico entre Lx y N durante el intervalo de detección (20 ms de forma predeterminada, registro 4340).
• Upeak Lx (V) — tensión de pico agregada entre Lx y N. Los impulsos detectables comienzan en 300 µs, según lo determinado por los filtros de entrada. El intervalo de agregación es configurable (60 segundos de forma predeterminada, registro 4336).
• U Lx-Ly (V) — tensión entre fases Lx y Ly, calculada mediante el teorema del coseno.
• Phase angle Lx (degrees) — ángulo de fase con signo entre la tensión y la corriente de una fase, de −180° a +180°. Un valor positivo significa que la corriente se retrasa respecto a la tensión (carga inductiva); un valor negativo significa que se adelanta (carga capacitiva). Una visualización de 0–360° representa la misma magnitud de otra forma: 348° equivale a −12°. El contador extrae la frecuencia fundamental, detecta los cruces por cero y calcula el ángulo a partir de la diferencia de tiempo entre ellos.
• Voltage angle Lx (degrees)— desfase de tensión entre fases, de 0° a 360°. L1 siempre es 0; L2 y L3 se miden respecto a L1.
• Irms Lx (A)— corriente eficaz de fase. Los contadores convencionales de facturación calculan el valor eficaz directamente; WB-MAP calcula el promedio de 16 ciclos, es decir, cada 320 ms.
• Ipeak Lx inst (A) — corriente de pico de fase durante el intervalo de detección (20 ms de forma predeterminada, registro 4340).
• Ipeak Lx (A) — corriente de fase de pico agregada. Se detectan impulsos a partir de 300 µs, según lo determinado por los filtros de entrada. El intervalo de agregación es configurable (60 segundos de forma predeterminada, registro 4336).
• P Lx (W)— potencia activa, asociada a la energía facturada por el proveedor de electricidad. WB-MAP y los contadores de facturación la calculan a partir del producto instantáneo de tensión y corriente.
• Q Lx (var)— potencia reactiva. La precisión convencional de la potencia reactiva se especifica para cargas lineales. Algunos contadores muestran la potencia no activa N como Q, ya que coinciden para las cargas lineales, y a veces añaden un signo según el cuadrante de tensión/corriente. Para corrientes no sinusoidales, WB-MAP mide la potencia reactiva fundamental conforme a IEC 62053-24, multiplicando la corriente por la tensión desplazada 90°.
• S Lx (VA)— potencia aparente, definida y calculada como Irms × Urms. Una carga con S = 2 kVA calienta los conductores igual que una carga resistiva con P = 2 kW a la misma tensión, porque la corriente eficaz es la misma.
• N Lx (var) — potencia no activa, definida como N² = S² − P². Los medidores WB-MAP utilizan esta definición. Representa la componente asociada al calentamiento de los conductores que no realiza trabajo útil.
• PF Lx— factor de potencia, calculado como PF = P/S: la fracción de la potencia aparente correspondiente a potencia activa útil.

Un valor de pico es la amplitud de la onda sinusoidal, aproximadamente 1.41 veces el valor RMS; por tanto, un pico de 330 V en una alimentación de 230 V es normal. Los registros 4336 y 4340 establecen los intervalos de agregación y detección.

Aislamiento del circuito de medición

El medidor utiliza una red de atenuación del neutro: el circuito de medición recibe señales atenuadas tanto de los conductores de fase como del neutro. La referencia del ADC está conectada a PE en lugar de al neutro.

Sin PE conectado, los terminales de fase no utilizados pueden adquirir un potencial determinado por los vectores de tensión de las fases conectadas y las relaciones de los divisores internos. Por ejemplo, con 230 V en una fase, otra puede quedar a aproximadamente 230 × 0.3/1.3 = 53 V.

La función opcional Detect disconnected phases pone a cero las lecturas de tensión y de potencia asociadas si la tensión de esa fase es inferior al 30% de la tensión de fase más alta.

Alimentación del contador

El contador dispone de dos fuentes de alimentación:

• alimentación mediante la tensión de fase, ausente en algunas variantes; basta con que haya tensión en una de las fases;
• alimentación de la sección de interfaz.

Cualquiera de las dos fuentes puede alimentar la sección de medición. La comunicación Modbus requiere alimentación en los terminales de interfaz V+ y GND.

Si no hay tensión en ninguna fase, solo siguen siendo válidas las lecturas de corriente eficaz de los transformadores de corriente.

Caídas e interrupciones de tensión

La energía acumulada se conserva cuando se retira la alimentación del medidor.

Energía acumulada

El contador únicamente acumula energía: el valor acumulado no se puede restablecer ni modificar — los registros de energía son de solo lectura.

El contador no dispone de reloj en tiempo real, por lo que no almacena la energía al final del día ni un perfil horario de potencia.

Calcule en el controlador o en el sistema SCADA el consumo diario o mensual, las tarifas y las lecturas que continúan las de un medidor anterior: reste los valores acumulados en dos momentos y añada un valor inicial cuando sea necesario.

Aumente el período de conservación del historial en los ajustes de la interfaz web del controlador si necesita almacenar los datos durante más tiempo.

Instalación

Instrucciones de instalación de contadores MAP

Monte el contador en un carril DIN estándar de 35 mm. Siga las etapas de instalación indicadas a continuación al instalar un contador WB-MAP en un armario eléctrico.

Cableado de la interfaz de comunicación

El bornero V+ GND A B, con paso de 3.5 mm, conecta la alimentación de la interfaz y el bus RS-485. Una topología y una terminación correctas del bus son esenciales para una comunicación fiable.

Si los dispositivos del bus RS-485 utilizan fuentes de alimentación diferentes, interconecte sus terminales GND.

Cableado de la sección de alta tensión

Conecte siempre PE a tierra de protección y N al neutro.

Conecte las tres fases, el neutro y la tierra de protección al bornero de alta tensión. Conectar las fases mediante un interruptor automático simplifica la instalación; elija su corriente nominal según la sección del conductor.

El conductor PE conecta a tierra los circuitos secundarios de los TC. Sin él, un contacto accidental con la red en un cable de TC puede poner todos los cables de TC al potencial de la red. Con la tierra de protección conectada, se dispara el diferencial o se queman las resistencias de las entradas de corriente.

Conecte L1 (A), L2 (B) y L3 (C) de acuerdo con las etiquetas de los terminales.

Para tres fases, las lecturas de Voltage angle son L1 = 0°, L2 ≈ +120°, L3 ≈ −120°, o 0°/−120°/+120°. Se admiten ambas secuencias de fases.

Conexión a redes monofásicas

Para uso monofásico, conecte el conductor de fase a L1. Las lecturas de L1 son válidas; la energía y la potencia de suma vectorial (SV) no están disponibles.

Para utilizar todas las entradas de corriente, asígnelas a la fase conectada; consulte

Las entradas de tensión son de alta impedancia. Las entradas Lx no utilizadas pueden captar interferencias que aparecen como una tensión medida. Conecte las entradas de fase no utilizadas a N para evitarlo.

Conexión a circuitos secundarios de transformadores de tensión (57 V)

El medidor admite los secundarios de transformadores de tensión de medida, por ejemplo, en redes de 6–110 kV con una tensión secundaria de 57.7 V entre fase y neutro y de 100 V entre fases.

Conecte los conductores de fase del secundario del VT a L1, L2 y L3, y el neutro a N.

Dado que aproximadamente 57 V está por debajo del rango de alimentación por fase de 90–510 V, alimente el contador a través de la sección de interfaz. La alimentación derivada de las fases no está disponible con esta conexión.

Las lecturas de tensión, potencia y energía acumulada se refieren entonces al secundario del VT. Multiplíquelas por la relación del VT para obtener los valores de la red primaria.

Conexión de los transformadores de corriente

Coloque los transformadores de corriente alrededor de los conductores de fase correspondientes, con cada flecha apuntando hacia la carga:

1 — L1(A), 2 — L2(B), 3 — L3(C).

Si se ha instalado un TC al revés, su polaridad puede invertirse en los ajustes.

Conecte los conductores blancos/rojos de los TC a las entradas de corriente positivas y los negros a las negativas. No una entre sí los conductores de los TC conectados ni los conecte a otros circuitos. El contador proporciona internamente la conexión a tierra de protección de los secundarios de los TC mediante PE.

En un medidor preconfigurado/calibrado, cada transformador de corriente está asignado y etiquetado individualmente para su canal. Conéctelo a ese canal. Si un transformador de corriente ya rodea un conductor energizado, pero su secundario aún no puede conectarse al medidor, cortocircuite los conductores del secundario entre sí para evitar zumbidos y calentamiento del núcleo.

Un entrehierro en el núcleo también puede provocar zumbidos. Compruebe que el núcleo esté bien cerrado y que los cables secundarios no queden abiertos.

Prolongación de los cables de los CT

Tenga en cuenta la resistencia del cable. La resistencia total del lazo no debe superar los 4 Ω para los transformadores KCT/CTSA ni los 14 Ω para los conjuntos WB-CT309; una resistencia mayor reduce la precisión. Mantenga juntos los dos conductores del TC, alejados de los cables de alimentación, y utilice cable apantallado para las prolongaciones.

Par trenzado de cobre estándar de 0.20 mm² conductores tiene una resistencia aproximada de 10 Ω por 100 m. Con este cable se permiten prolongaciones de hasta 10 m para KCT/CTSA y 70 m para WB-CT309. Para recorridos más largos, utilice una sección mayor, por ejemplo KGVEV 7×1.0.

Acortamiento de los cables del CT

Los cables estándar pueden acortarse sin afectar a la precisión ni al funcionamiento del CT.

Limpieza del núcleo magnético

Limpie las caras de contacto del núcleo antes de cerrar el CT alrededor de un conductor.

Las huellas, la suciedad y el polvo crean un entrehierro que reduce la precisión.

• 
  Las huellas dactilares y el polvo en el núcleo reducen la precisión de la medición
• 
  Superficie limpia del núcleo magnético

Fijación de los transformadores de corriente

Una instalación mecánica deficiente también puede crear un entrehierro entre las mitades del núcleo.

Compruebe que el transformador:

esté cerrado de forma uniforme, sin desalineaciones;

puede girar libremente alrededor del conductor.

De lo contrario, la tensión mecánica puede crear un entrehierro, con un error de medición de 10 % o más.

• 
  El TC debe girar libremente alrededor del conductor
• 
  Montaje correcto: el transformador de corriente gira libremente
• 
  Colocación incorrecta del CT

Orientación del transformador de corriente

Coloque cada transformador de corriente con la orientación correcta y conecte sus cables con la polaridad correcta. Para una carga consumidora, la flecha apunta a lo largo del conductor de fase hacia la carga.

Esto supone que el circuito consume energía. Algunos inversores solares o eólicos vierten a la red la energía excedente; los motores accionados externamente también pueden generar electricidad.

Sin generación local, los CT orientados correctamente dan potencia activa positiva; los CT invertidos dan potencia activa negativa.

Comprobación del cableado

Para evitar errores de medición, compruebe las conexiones:

1. Aplique una carga de aproximadamente 100 W por fase.
2. En la interfaz del controlador, compruebe:
   • el ángulo entre corriente y tensión — debe estar entre −40° y +40°.
   • potencia activa en la fase: debe ser positiva.

Para cargas principalmente resistivas, como iluminación, calefactores y otros electrodomésticos, el desfase entre tensión y corriente suele estar dentro de unas pocas decenas de grados.

Los ángulos superiores a 100° indican que el CT está colocado alrededor del conductor de una fase incorrecta. Esta comprobación puede no ser aplicable a equipos de compensación de potencia reactiva ni a motores grandes.

• 
  Potencia activa positiva: la fase tiene suficiente carga
• 
  Ángulo de fase tensión/corriente inferior a 40°: TC instalados correctamente
• 
  Ángulo de fase entre tensión y corriente superior a 40°: CT de L1 y L2 intercambiados

Uso de transformadores de medida para corrientes elevadas

Las entradas de corriente WB-MAP miden hasta 60 mA eficaces en el secundario del TC. Un transformador de 200 A/100 mA puede puede conectarse, pero la corriente primaria medible está limitada a 60 mA / 100 mA × 200 A = 120 A.

Nunca conecte directamente un secundario de 5 A a un contador WB-MAP. Utilice un transformador intermedio, como KCT-6 o WB-CT309; se recomienda un transformador de 5 A/25 mA.

Coloque el transformador de corriente WB-MAP alrededor de un conductor del circuito secundario de 5 A. Ese secundario debe permanecer cortocircuitado o conectado a un contador existente; dejarlo abierto puede destruir el transformador.

Ajuste las lecturas por software según la relación de transformación adicional. Para un TC previo de 800/5 A, multiplique la lectura de WB-MAP por 160: para obtener el valor primario. Aplique el factor a la corriente, la potencia y la energía. Alternativamente, multiplique las relaciones de los CT y escriba el valor combinado en el registro de relación si es inferior a 65536; el contador comunicará entonces directamente los valores primarios.

Si el producto supera 65 535, almacene únicamente la relación del transformador intermedio en el contador y multiplique la corriente, la potencia y la energía por la relación del transformador primario en el controlador. Por ejemplo, un WB-CT309 con una relación de 2000 después de un transformador de 200/5 A da 2000 × 40 = 80 000, valor que no cabe en el registro.

Configuración

Métodos de configuración

1. Configure los parámetros en la interfaz web del controlador Wiren Board, en Settings → Configs → Serial devices driver configuration. Si estas opciones de menú no están disponibles, compruebe el nivel de acceso actual.
2. Escriba los ajustes en los registros Modbus del módulo desde la consola del controlador con modbus-utils-rpc o modbus_client.
3. Sin un controlador Wiren Board, utilice el configurador web de dispositivos Wiren Board o software Modbus compatible en un ordenador con un adaptador USB a RS-485.

Nuestros dispositivos se mejoran continuamente. Si faltan ajustes descritos en este manual, actualice el firmware del dispositivo y el software del controlador.

Configuración del transformador de corriente

Si se solicitó la configuración junto con el contador y los TC, los parámetros de los TC ya están almacenados y cada TC lleva una etiqueta con su número de canal. Conecte cada uno a ese canal; de lo contrario, las lecturas serán incorrectas.

Si no se solicitó la configuración del contador, introduzca los parámetros del CT en su memoria antes de utilizarlo. De lo contrario, la corriente, la potencia y la energía permanecerán en cero porque la relación de transformación predeterminada es cero.

Los transformadores de corriente Wiren Board se calibran en fábrica. El origen de los parámetros depende del tipo de transformador:

Cada transformador de corriente tiene dos características de calibración que deben introducirse en la configuración del contador. Sus nombres difieren entre la documentación y la interfaz web:

Escriba ambos parámetros de cada CT en la memoria del contador antes de utilizarlo.

Configuración Current Transformer Reverse x — invierte la polaridad del CT.

Si estos ajustes no aparecen en la interfaz web, actualice el software del controlador o configure los TC desde la consola del controlador.

Configuración de la asignación de fases

Utilice la asignación de fases con cuidado: asignar un transformador de corriente a la fase de tensión equivocada produce lecturas incorrectas que pueden parecer plausibles. Cada entrada de corriente del WB-MAP12E puede asignarse a cualquier fase de tensión conectada al contador.

La asignación de fases cambia la correspondencia de fábrica entre las entradas de corriente y las fases de tensión. Por ejemplo, la entrada de corriente L1 puede asignarse a la fase de tensión L2. Utilícela para corregir errores de instalación mediante software o para utilizar el WB-MAP12E como medidor monofásico de doce canales. La asignación solo selecciona la tensión utilizada en los cálculos; no modifica el cableado ni las conexiones de alimentación.

Si una fase de tensión no tiene ningún CT asignado, los parámetros Urms y Upeak no se pueden medir y aparecen en rojo en la interfaz web. La medición de VoltageAngle requiere que los TC se asignen a fases diferentes.

Configure la asignación de fases con Actual Phase Lx — la fase de tensión real asociada al CT de la entrada de corriente Lx.

Si estos parámetros no aparecen, actualice el software del controlador o utilice otro método descrito en Métodos de configuración.

Indicadores

El contador tiene cinco indicadores LED:

• S (verde) indica la comunicación Modbus. Se ilumina cuando hay alimentación de baja tensión y parpadea durante las consultas RS-485. Con los eventos Fast Modbus habilitados, parpadea con mayor frecuencia. Parpadea una vez por segundo en modo de cargador de arranque y rápidamente durante la carga del firmware.
• CF1–CF4 (rojo) indican la energía activa consumida acumulada de los cuatro canales trifásicos. El parpadeo representa el consumo: 1000 impulsos equivalen a 1 kWh; las versiones de firmware anteriores a 2.1 utilizaban 3200 impulsos por kWh.

Interfaz web del controlador Wiren Board

Selección de una plantilla

Para mostrar el dispositivo en Devices en la interfaz web del controlador Wiren Board, añádalo automáticamente mediante la búsqueda de dispositivos RS-485 o manualmente seleccionando la WB-MAP12E fw2.

Visualización de lecturas

La interfaz web del controlador muestra las lecturas del contador. Seleccione los canales que se mostrarán en los ajustes del dispositivo.

Funcionamiento Modbus

Los dispositivos Wiren Board utilizan Modbus RTU sobre la interfaz física RS-485.

Se admiten todos los comandos Modbus principales para leer y escribir uno o varios registros.

El módulo puede configurarse:

• en la interfaz web del controlador Wiren Board;
• con el configurador web de dispositivos Wiren Board;
• con software de terceros.

Ajustes predeterminados del puerto

En el firmware actual, establecer Bits de parada es opcional: el dispositivo también funciona correctamente cuando su número de bits de parada difiere del ajuste del maestro Modbus.

Para una respuesta más rápida, recomendamos aumentar la velocidad en baudios a 115200 bit/s Ajustes de los parámetros de comunicación

Dirección Modbus

Cada dispositivo del bus debe tener una dirección única entre 1 y 247. La dirección asignada de fábrica está impresa en las etiquetas de la carcasa (tapa superior, lateral o parte inferior). A los dispositivos de un lote de producción se les asignan direcciones diferentes, por lo que los dispositivos de un mismo pedido suelen tener direcciones distintas.

La dirección se puede descubrir, cambiar o restablecer mediante las herramientas del controlador Wiren Board o software de configuración Modbus compatible.

Extensión Fast Modbus

Fast Modbus amplía el Modbus estándar con detección rápida de dispositivos Wiren Board en RS-485 y consultas de eventos.

Estas funciones se activan mediante una orden especial del maestro, por lo que los dispositivos Wiren Board mantienen la compatibilidad con equipos de terceros.

No todos los registros admiten la generación de eventos. Compruebe el mapa de registros: los registros que admiten eventos están marcados con ⚡. Consulte Fast Modbus.

Mapa de registros

El contador proporciona numerosos registros Modbus para las magnitudes medidas y calculadas, y para el control del dispositivo.

Registros Modbus para magnitudes medidas y calculadas

Tabla de registros de control de WB-MAP12E

Actualizaciones del firmware y restablecimiento de ajustes

Los dispositivos Wiren Board admiten actualizaciones de firmware mediante Modbus. Esto permite corregir errores en el lugar de instalación y, cuando resulta técnicamente posible, añadir nuevas funciones. Los ajustes almacenados en el dispositivo se conservan durante la actualización del firmware.

Instrucciones:

• Actualización del firmware (videotutorial)
• Restablecimiento de ajustes
• Ajustes de los parámetros de conexión
• Dirección Modbus: buscar, restablecer o cambiar
• Actualización del gestor de arranque

Las nuevas versiones del firmware figuran en el historial de cambios del firmware.

La calibración de fábrica y los parámetros de los TC se almacenan por separado y no se borran al actualizar el firmware.

Problemas conocidos

Problemas conocidos

Revisiones de hardware

Historial de revisiones

Imágenes y planos del dispositivo