Tiza Group

Inicio / Guías / Equipos y subestaciones / Plantas industriales

Submedición de energía en planta: medidores y red

Submedición de energía en una planta: para qué sirve (costos, ISO 50001, demanda), qué medidores, CT y comunicaciones necesita y errores comunes.

Por Shadai García, ingeniero electricista, fundador y CEO de Tiza Group. Revisado por el equipo de ingeniería de Tiza Group · .

fronterakWhWhML1Wh~~ML2WhMCWhORS-485 · ModbusSCADArelojcada medidor reporta al servidorΣ submedidores ≈ fronterakWh por unidad producidafronteralunmarmiéjueviesábfin de semanakWh / unidad: L1 · L2 · C compresores · O oficinasverificación: Σ submedidores ≈ fronteraSistemaMediciónComunicaciónDatosIndicadores© tizagrp.comfronterakWhWhML1Wh~~ML2WhMCWhORS-485 · ModbusSCADArelojcada medidor reporta al servidorΣ submedidores ≈ fronterakWh por unidad producidafronteralunmarmiéjueviesábfin de semanakWh / unidad: L1 · L2 · C compresores · O oficinasverificación: Σ submedidores ≈ fronteraSistemaMediciónComunicaciónDatosIndicadores© tizagrp.com
Submedición de energía en planta: medidores, comunicación e indicadores. Ubicación en el sistema, principio de funcionamiento e IEC 61850. Ilustrativo: los valores reales salen de la placa y del manual del fabricante.
Respuesta corta

La submedición consiste en instalar medidores de energía dentro de la planta, aguas abajo del medidor de la frontera, para saber cuánto consume cada línea, proceso, área o equipo grande. Sirve para asignar costos, encontrar desperdicios, controlar la demanda y sostener un sistema de gestión de energía como ISO 50001. Funciona solo si se diseña como un sistema: medidores de la clase adecuada, transformadores de corriente correctos, una red de comunicaciones confiable y un software que convierta los datos en indicadores.

Qué es y para qué sirve

El medidor de la frontera comercial dice cuánta energía consume la planta y cuánto cuesta. No dice dónde se consume. La submedición responde esa pregunta con medidores instalados dentro de la planta: en la salida de cada transformador, en cada línea de producción, en los compresores, en la refrigeración, en las oficinas.

Los usos más comunes:

  • Asignar costos de energía a cada producto, línea, cliente interno o arrendatario.
  • Encontrar desperdicios: consumos de fin de semana, equipos que no se apagan, aire comprimido con fugas, procesos que consumen más por unidad producida que el mes pasado.
  • Controlar la demanda: saber qué cargas forman el pico y cuáles pueden desplazarse. Vea demanda máxima de una planta.
  • Sostener un sistema de gestión de energía como ISO 50001, con indicadores medidos y no estimados.
  • Detectar problemas eléctricos: los medidores multifunción registran factor de potencia, armónicos y desbalance por circuito.

Cómo se arma un sistema de submedición

Arquitectura de un sistema de submedición
  1. 01Puntos de medidaUsos significativos de energía, transformadores y líneas
  2. 02Medidores y CTClase de exactitud según el uso; CT con relación y clase adecuadas
  3. 03Red de comunicacionesModbus RTU o TCP, gateways, red separada de la de control
  4. 04SoftwareBase de datos, sincronización de tiempo, indicadores y alarmas
  5. 05Uso de los datosInformes por línea, línea base, metas y seguimiento

Medidores

Para submedición se usan medidores multifunción, que IEC 61557-12 llama dispositivos de medición y monitoreo de potencia (PMD). Miden energía activa y reactiva, demanda, tensiones, corrientes, factor de potencia y, según el modelo, armónicos y eventos. Cuando la submedición se usa para facturar internamente o para repartir costos con precisión, se eligen medidores con clase de exactitud según IEC 62053 (por ejemplo, 0,5S o 0,2S para energía activa conectada por transformador); para monitoreo de procesos puede bastar una clase menor. Vea medidor de energía y medidor multifunción.

Transformadores de corriente

El medidor más exacto da datos inútiles con un CT mal elegido. La relación debe corresponder a la corriente real del circuito, no a la capacidad del interruptor: un CT de 2000/5 A en un circuito que lleva 150 A mide en la parte baja de su rango, donde el error es mayor. La clase del CT debe ser coherente con la del medidor, y en circuitos existentes los CT de núcleo partido permiten instalar sin cortar la energía.

Comunicaciones

La forma más extendida es Modbus: RTU sobre RS-485 en los tableros, o TCP sobre Ethernet, con gateways que convierten uno en otro. Vea Modbus RTU y TCP. En las subestaciones de planta con relés modernos, la medición también puede venir de los propios relés por IEC 61850 o DNP3. Conviene que la red de medición esté separada de la red de control del proceso y que tenga una sola fuente de hora.

Software

Un software de gestión de energía o el SCADA de la planta lee los medidores, guarda los datos con su hora, calcula consumos por periodo e indicadores (kWh por tonelada, por unidad, por turno) y genera alarmas. Vea sistema SCADA y HMI.

Submedición e ISO 50001

ISO 50001 pide a la organización identificar sus usos significativos de energía, establecer indicadores de desempeño energético y una línea base, y planificar qué datos mide, cómo y con qué exactitud. ISO 50006 orienta sobre indicadores y líneas base, e ISO 50015 sobre medición y verificación del desempeño. La submedición es la forma práctica de tener esos datos por uso significativo, en lugar de prorratear la factura.

Errores que dañan los datos

ErrorConsecuencia
Polaridad o fase del CT invertidaEnergía negativa o factor de potencia absurdo
Relación de CT mal configurada en el medidorConsumos multiplicados o divididos por un factor
CT sobredimensionado para el circuitoError alto en consumos bajos
Medidores sin hora sincronizadaDatos que no se pueden sumar ni comparar por intervalo
Red RS-485 sin terminación ni topología adecuadaMedidores que se pierden de forma intermitente
Nombres y jerarquía sin definirNadie sabe qué medidor corresponde a qué carga
Suma de submedidores que no coincide con la fronteraPérdida de confianza en todo el sistema

La prueba de que el sistema funciona es sencilla: la suma de los submedidores, más las pérdidas razonables, debe coincidir con el medidor de la frontera intervalo por intervalo. Si no coincide, hay un error de instalación o de configuración que corregir antes de usar los datos.

Por dónde empezar

No hace falta medir todo el primer día. Lo práctico es empezar por los transformadores y los usos más grandes, que suelen explicar la mayor parte del consumo: compresores, refrigeración, hornos, bombeos y las líneas principales. Con esos datos se ve dónde está el potencial de ahorro y se decide qué medir después. Muchos tableros modernos ya tienen medidores o relés con medición que solo falta integrar; aprovecharlos reduce el costo del proyecto.

Cómo le ayudamos

Nuestro equipo diseña e integra el sistema de submedición de su planta: definimos los puntos de medida, especificamos medidores y CT, configuramos la comunicación con su SCADA o software de energía y verificamos que los datos cuadren con la frontera. La ingeniería y buena parte de la configuración las hacemos de forma remota; en Colombia también instalamos, probamos y ponemos en servicio en sitio. Conozca nuestro servicio de control, protecciones y comunicaciones y la integración SCADA y gateways. Escríbanos.

Guías relacionadas

Referencias

  • ISO 50001:2018, Energy management systems – Requirements with guidance for use.
  • ISO 50006, Energy performance using energy baselines and energy performance indicators.
  • ISO 50015, Measurement and verification of energy performance of organizations.
  • IEC 61557-12, Power metering and monitoring devices (PMD).
  • IEC 62053-22, medidores estáticos de energía activa (clases 0,1S, 0,2S y 0,5S).
  • IEC 61869-2, transformadores de corriente.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la submedición de energía?

Es la medición del consumo eléctrico por partes dentro de una instalación: por línea de producción, por área, por edificio o por equipo grande. El medidor de la frontera dice cuánto consume la planta; los submedidores dicen dónde se consume.

¿Qué medidores se usan para submedición?

Medidores multifunción o dispositivos de medición y monitoreo de potencia (PMD según IEC 61557-12), conectados a transformadores de corriente y comunicados por Modbus u otro protocolo con un software de gestión de energía. Para asignar costos con precisión se eligen clases de exactitud como las de IEC 62053; para monitoreo de procesos puede bastar una clase menor.

¿La submedición es obligatoria para ISO 50001?

ISO 50001 no exige un número de medidores, pero sí que la organización determine qué datos de energía necesita, cómo los mide y con qué exactitud, para calcular sus indicadores de desempeño energético frente a una línea base. En una planta con varios procesos, eso casi siempre implica submedición de los usos significativos de energía.

WhatsApp