WB-MAP3E

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-MAP3H, el WB-MAP3E mide los picos de corriente y tensión durante intervalos definidos. El WB-MAP3E no mide las amplitudes de los armónicos de corriente/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;
• 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.

Para consultar la lista completa de parámetros, consulte Parámetros medidos, errores y nombres en la interfaz web de WB-MAP. Los parámetros compatibles dependen de la variante del contador; no todos los parámetros enumerados están disponibles en todos los modelos.

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. Consulte Clases de precisión y errores de medición del WB-MAP.

Registrado como instrumento de medición con el número de registro estatal 79082-20. Las características metrológicas y técnicas se indican en descripción del tipo.

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.
• Upeak Lx (V)— tensión de pico agregada entre Lx y N. Se detectan impulsos a partir de 300 µs, según lo determinado por los filtros de entrada. El intervalo de actualización de la agregación es configurable; su valor predeterminado es 60 segundos.
• U Lx-Ly (V)— tensión entre las fases Lx y Ly, calculada mediante el teorema del coseno. Medición de tensión entre fases con WB-MAP.
• Phase angle Lx (degrees)— desfase entre tensión y corriente, de 0° a 360°. WB-MAP extrae la componente fundamental y detecta los cruces por cero, calculando 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 fase de pico durante el intervalo de detección, 20 ms de forma predeterminada.
• Ipeak Lx (A)— corriente de pico de fase agregada. Los impulsos detectables comienzan a partir de 300 µs, según los filtros de entrada. El intervalo de actualización de la agregación es configurable y su valor predeterminado es de 60 segundos.
• 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 fuente indica que la precisión convencional de potencia reactiva se especifica para cargas lineales. Algunos contadores muestran la potencia no activa N como Q, ya que coinciden para cargas lineales, a veces añadiendo un signo según el cuadrante de tensión/corriente. Para corrientes no sinusoidales, el WB-MAP mide la potencia reactiva fundamental según 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, calculada a partir de N² = S² − P². Representa la componente asociada a la corriente y 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.

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.

Instalación

Instrucciones de instalación de contadores MAP

Monte el dispositivo sobre un carril DIN estándar de 35 mm. La página Instalación de contadores multicanal WB-MAP en un armario ofrece una secuencia breve de instalación. Lea los pasos detallados que figuran a continuación antes de seguirla.

Cableado de la interfaz de comunicación

El bornero V+ GND A B, con un paso de 3.5 mm, conecta la alimentación y el bus de comunicación RS-485. Un cableado correcto del bus es esencial para una comunicación fiable; consulte Cableado y conexión del bus RS-485.

Si los dispositivos del bus RS-485 utilizan distintas fuentes de alimentación, sus bornes GND deben interconectarse. Consulte Puesta a tierra de los dispositivos Wiren Board y conexión de GND e iGND.

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 Configuración de la asignación de fases.

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.

Un cable de par trenzado de cobre estándar con conductores de 0.20 mm² tiene una resistencia aproximada de 10 Ω por cada 100 m. La fuente permite prolongaciones de hasta 10 m para KCT/CTSA y de 70 m para WB-CT309 con este cable. Para longitudes mayores, utilice una sección superior, 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

La inversión de polaridad por software permite que un CT funcione en cualquiera de las dos orientaciones físicas.

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 conectarse, pero el rango de medición está limitado a 60/100 × 200 = 120 A.

Nunca conecte un secundario de 5 A directamente al WB-MAP. Utilice un transformador de corriente intermedio, por ejemplo 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.

Configuración

Métodos de configuración

1. Configure los parámetros en la interfaz web del controlador Wiren Board, en Settings → Configs → Serial devices driver configuration. Si estos elementos no están disponibles, compruebe su nivel de acceso.
2. Escriba los ajustes en Registros Modbus del módulo desde la consola del controlador mediante la utilidad modbus-utils-rpc o modbus­_client.
3. Sin un controlador Wiren Board, utilice Configurador web de dispositivos Wiren Board o con otro software; consulte Uso de dispositivos Modbus de Wiren Board sin controlador. Necesitará un ordenador con un convertidor de interfaz: USB-RS485.

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, introduzca los parámetros del CT en la memoria del contador antes de utilizarlo; de lo contrario, las lecturas serán incorrectas.

Los parámetros reales de los TC varían entre unidades. Los TC suministrados por Wiren Board se calibran en banco y sus los parámetros están impresos en la etiqueta del transformador de corriente.

Cada TC tiene dos parámetros de configuración obligatorios:

• Turns Lx — relación de transformación,
• Phi Lx — corrección de fase.

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, el software del controlador es antiguo. Como alternativa, configure los TC desde la consola.

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 canal de corriente del WB-MAP3E puede asociarse a cualquier fase de tensión conectada al contador.

La asignación de fases modifica la correspondencia de fábrica entre CT y tensión. Por ejemplo, la entrada de corriente L1 puede medir un conductor que transporte la fase L2. Esto permite corregir por software los errores de asignación del cableado. La asignación únicamente selecciona la tensión de fase que utiliza el contador para 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 — fase real asignada al transformador de corriente Lx.

Si estos parámetros no aparecen, el software del controlador es anterior. Consulte métodos de configuración alternativos en Métodos de configuración.

Indicadores

El contador tiene dos LED en el panel frontal:

• S (verde) — estado de la comunicación Modbus: se ilumina al aplicar alimentación de baja tensión y parpadea durante las consultas por RS-485. En dispositivos con eventos habilitados en Fast Modbus ⚡ el indicador parpadea con más frecuencia que durante la consulta secuencial porque los eventos se consultan más rápidamente. En el modo de cargador de arranque, parpadea una vez por segundo; durante la carga del firmware, parpadea rápidamente.
• CF — parpadea con el consumo de energía: 1000 impulsos corresponden a 1 kWh de energía activa trifásica total.

Interfaz web del controlador Wiren Board

Selección de una plantilla

Para mostrar el dispositivo en la pestaña Devices de la interfaz web del controlador Wiren Board, añádalo automáticamente mediante la búsqueda de dispositivos Wiren Board en RS-485 o manualmente, seleccionando la plantilla WB-MAP3E fw2.

Para dispositivos fabricados antes del otoño de 2019 con firmware anterior a 2.1, utilice la plantilla sin fw2. La versión del firmware está impresa en la etiqueta de la carcasa, en el campo FW.

Visualización de lecturas

La interfaz web del controlador muestra las lecturas del contador. Cambie los canales mostrados en los ajustes del dispositivo en la página de selección de plantillas.

Para consultar todos los nombres de parámetros de la interfaz web, vea Parámetros medidos, errores y nombres en la interfaz web de WB-MAP

Funcionamiento Modbus

Los dispositivos Wiren Board utilizan Modbus RTU. La conexión física utiliza el RS-485.

interfaz. Se admiten todas las órdenes principales de lectura y escritura de uno o varios registros. Consulte la lista en el Descripción del protocolo Modbus.

El módulo puede configurarse:

• en la interfaz web del controlador Wiren Board;
• mediante el Configurador web de dispositivos Wiren Board;
• mediante 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; consulte 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.

Para obtener instrucciones sobre cómo buscar, cambiar o restablecer la dirección, consulte Dirección Modbus del dispositivo Wiren Board.

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-MAP3E.

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 ()
• 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 se enumeran 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

CorelDRAW 2018 (fuente: Ubuntu): Archivo: WB-Library.cdr.zip

Visio:

1. Dispositivos Wiren Board: Archivo: WB-Visio-Lib.zip.
2. Carcasas, interruptores automáticos, contactores y otros símbolos de terceros.

SVG: Archivo: WB-Library.svg.zip

Autocad 2013 DXF: Archivo: WB-MAP3E.dxf.zip

PDF de Autocad: Archivo: WB-MAP3E.pdf

Biblioteca de símbolos esquemáticos para AutoCAD Electrical: Archivo: Wirenboard-AE-base.zip