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Contenido:
Electromec.
Formato:
A4
Revisión:
A
INFORME DE SISTEMAS DE MEDICIÓN
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Rev.:
A
Revisión
Fecha
A
09/02/2023
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Motivos
Emitido para revisión interna.
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Rev.:
A
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INDICE
1
2
3
3.1
3.2
3.3
3.4
4
5
6
INTRODUCCION ................................................................................................... 6
OBJETIVOS ........................................................................................................... 6
DESCRIPCCION GENERAL DEL SISTEMA DE MEDICION ................................. 6
CUMPLIMIENTOS GENERALES DE MEDIDORES: .............................................. 6
COMUNICACIONES .............................................................................................. 8
SISTEMA DE GESTIÓN DE LOS MEDIDORES .................................................... 8
SOFTWARE ........................................................................................................... 8
UBICACIÓN DE LOS MEDIDORES DE ENERGIA .............................................. 10
CARACTERISTICAS DE LOS MEDIDORES DE ENERGIA DE LAS BAHÍAS DE
220 KV, 60 Kv Y 22.9 Kv ...................................................................................... 15
CARACTERISTICAS DE MEDIDOR DE ENERGIA PARA SERVICIOS
AUXILIARES. ....................................................................................................... 23
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INDICE DE FIGURAS
Figura 1.
Figura 2.
Figura 3.
Figura 4.
Figura 5.
Figura 6.
Paneles de 220 kV ......................................................................................... 10
Paneles de 60 kV ........................................................................................... 10
Paneles SS.AA............................................................................................... 11
Edificio de control ........................................................................................... 12
Leyenda ......................................................................................................... 13
Ubicación de medidores multifuncionales....................................................... 14
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INDICE DE TABLAS
Tabla 1. Caracteristicas de medidores de energía ....................................................... 15
Tabla 2. Caracteristicas de medidor de energia ........................................................... 18
Tabla 3. Caracteristicas de medidor ............................................................................. 23
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1 INTRODUCCION
El presente documento describe los sistemas de medición de la Subestación valle del
Chira la cual se encuentran en la zona norte del territorio peruano.
La subestación, es completamente nueva y cuenta con tres niveles de tensión según
detalle siguiente 220 kV /66 kV/ 22.9 kV.
A la Subestación Valle del Chira se le suministrara medidores Multifuncionales marca
SCHWEITZER ENGINEERING LABORATORIES (SEL -735) para los niveles de tension
en 220 kV / 60 kV y un medidor multifuncional SENTRON -PAC4200 para el nivel de
tensión de 22.9 kV.
A cada celda se le suministrara un medidor tipo multifunción para el despliegue de todas
las magnitudes eléctricas y valores de energía de cada circuito.
Los medidores se integrarán a la red LAN bajo el estándar IEC 61850, lo cual permitirá la
gestión remota de estos en los 3 niveles de tension.
2 OBJETIVOS
El presente documento tiene como objetivo presentar el informe de los sistemas de
medición el cual es parte de la documentación para el estudio de Operatividad de la SE
Valle del Chira.
El presente informe de los sistemas de medición tiene como objetivo mostrar la siguiente
información:
✓ Ubicación de los medidores de energía.
3
DESCRIPCION GENERAL DEL SISTEMA DE MEDICION
En este ítem se indican las características de los componentes del sistema de medición,
que incluye los medidores de energía, transformadores de medición, sincronización y
medios de comunicación
3.1 CUMPLIMIENTOS GENERALES DE MEDIDORES:
Los medidores de energía cumplen con los siguientes requerimientos técnicos:
• Son unidades de medida digitales multifuncionales programables, basadas en
microprocesadores, para uso interior, según la norma IEC 62053-22.
• Tienen la capacidad de medición y registro de las variables eléctricas por fase y
trifásicas de energía activa (MWh), energía reactiva (Mvarh), potencia activa
(MW), potencia reactiva (Mvar), demanda máxima y mínima de potencia activa y
reactiva, corriente (A), tensión (V), factor de potencia y frecuencia dentro de la
clase de precisión especificada. El período para los cálculos de las demandas es
programable e independiente de los intervalos de registro de las demás medidas.
• Tienen borneras de prueba que permitan desconectar las entradas de
provenientes de los transformadores de medida y conectar un equipo de inyección
secundaria de manera fácil y segura. Las borneras incluyen mecanismos que
permitan cortocircuitar fácilmente y con seguridad los secundarios de los
transformadores de corriente.
• Incluir todos los accesorios necesarios para ser instalados en bastidores estándar
(racks) de 19 pulgadas según la norma IEC 60297.
• Se suministrarán también los racks correspondientes con todos sus accesorios.
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La conexión de estos medidores en los racks son de tipo switchboard o
rackmount, del tipo extraíbles; es posible extraerlos del rack sin que se abran los
circuitos secundarios de los transformadores de corriente y sin que sea necesario
descablear las borneras de la base.
Tienen capacidad de almacenamiento en memoria no volátil de toda la
programación y los registros de todas las medidas adquiridas y procesadas, que
permita como mínimo almacenar al menos 30 días continuos de información de
los datos registrados en los canales de información.
Disponen de LEDs de salida para propósitos de prueba y verificación de la
precisión, ubicados en el frente del medidor, de acuerdo con las cláusulas 5.11.1 y
5.11.2 de la norma IEC 62052-11.
Disponen de contactos de salida de emisión de impulsos libres de potencial, para
propósitos de prueba y verificación de la precisión.
Tienen un tablero frontal que permita la selección y visualización de las todas
variables de medida, así como la visualización y modificación de los parámetros
de ajuste del medidor. En este tablero muestra la información de todas las
medidas adquiridas, calculadas y registradas, identificando claramente el
parámetro medido, e indicando la dirección de flujo para las medidas de energía
activa y reactiva.
Desde este tablero frontal, y a través del software de comunicación y
programación, se puede ajustar como mínimo los siguientes parámetros:
✓ Constante de los pulsos de los LEDs de salida y de los contactos de salida
✓ Identificación del medidor
✓ Secuencia de indicación de las variables medidas
✓ Constantes del medidor
✓ Localización de los puntos decimales
✓ Reposición de la demanda
✓ Claves de acceso de seguridad
Tienen funciones de monitoreo que inhiban los circuitos de medida en el caso de
que la tensión auxiliar caiga a un nivel en donde no se garantice la operación del
contador en los límites de precisión declarados.
Cuentan con los medios para señalización externa de fallas.
No operar con carga nula.
Cuentan con un reloj de tiempo real basado en un oscilador interno de cuarzo de
alta precisión y estabilidad, cuya base de tiempo sea independiente de la
frecuencia de la red. El medidor dispone de un puerto para la sincronización
externa de la hora a partir de un reloj GPS.
Tienen en la parte frontal un puerto de transmisión de datos con interfaz óptico
con protocolo IEC 62056-21 para la conexión de un terminal de lectura de datos
local.
Las actualizaciones de firmware son gratuitas,
Permite la programación en campo por teclado frontal y por medio de software en
PC a través de puerto RS232/RS485 y Ethernet RJ45/Fibra Óptica.
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3.2 COMUNICACIONES
Los medidores de energía disponen de puertos de red Ethernet que permita su
integración en una red de gestión de medidores de energía.
La comunicación por el puerto Ethernet se realiza sobre TCP/IP utilizando protocolos
abiertos tales como IEC 61850, Modbus TCP o DNP 3.0 sobre IP.
El proveedor deberá suministrar información detallada sobre la implementación y
configuración de los protocolos de comunicación. Además, disponen de un puerto local
para la conexión de un computador para configuración y parametrización del medidor.
Posee los siguientes puertos:
• Un (1) RS232/RS485
• Un (1) RJ45
• Un (1) 100 Base FL
Contactos de salida libres de potencial tipo KYZ (4 canales) (para integración de energía).
3.3 SISTEMA DE GESTIÓN DE LOS MEDIDORES
Todos los medidores se integran en un sistema de gestión basado en una red de datos
que puede ser implementada aprovechando la infraestructura de red LAN del SAS.
El sistema de gestión de los medidores permite las siguientes actividades:
• Lectura centralizada, almacenamiento y procesamiento de la información
generada por los medidores
• Configuración de la red, adición y eliminación de medidores
• Parametrización de los medidores
• Diagnóstico de la red y de los medidores
• Acceso remoto vía TCP/IP.
Las funciones descritas anteriormente son autorizadas mediante validación de usuarios
autorizados, y pueden ejecutarse tanto localmente desde un computador de gestión
conectado a la red LAN como remotamente vía TCP/IP.
La red de medidores incluye un interfaz de acceso remoto vía TCP/IP para permitir la
gestión remota de la información suministrada por los medidores y la programación y
configuración remota de los mismos.
3.4 SOFTWARE
suministra una licencia del software del fabricante para la configuración, parametrización
y gestión local y remota de los medidores de energía, completa con sus manuales. Esta
licencia incluye la gestión de todos los medidores incluidos dentro del alcance del
suministro. El suministro del software incluye la actualización del software durante dos (2)
años a partir de la fecha de entrega.
El software permite las siguientes funciones:
• Gestión de la red de medición de energía conformada por múltiples medidores.
• Registro, procesamiento y almacenamiento de medidas.
• Análisis de datos en tiempo real y registrados.
• Generación de reportes y su exportación en archivos con formato Excel y en
archivos planos con formato ASCII.
• Diagnóstico de la red y de los medidores.
• Configuración y prueba de los medidores.
• Visualización de la información en tiempo real.
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•
•
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Reset de valores acumulados (función protegida).
El software cumple con las siguientes características:
✓ Compatible con el sistema operativo Windows 7 o superior
✓ Es amigable y trabajar en ambiente gráfico.
✓ Opera en ambiente de red bajo TCP/IP.
✓ Es un mismo paquete de software para todos los medidores de energía
suministrados.
✓ Contar con funciones de seguridad para impedir accesos no autorizados a
ciertas operaciones críticas (configuración y/o programación).
El software y los manuales y la documentación asociada son en idioma español o inglés.
El Proveedor deberá garantizar la actualización del software para los años posteriores al
segundo año. Para ello deberá indicar el costo de actualización anual y servicio de
mantenimiento del software.
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UBICACIÓN DE LOS MEDIDORES DE ENERGIA
Unidad de bahía Nivel 1:
220 kV:
• En la celda T registrador de Fallas y medida ,220 kV se encontrarán 3 medidores
de energía multifunción.
Medidores de
energía
multifunción
Figura 1.
Paneles de 220 kV
60 kV:
•
•
•
Medidor de
energía
multifunción
1 medidor de energia multifuncional se ubica en la celda TPCM LT SE SULLANA 60 kV.
1 medidor de energia multifuncional se ubica en la celda TPCM LT SE LA HUACA 60 kV.
1 medidor de energia multifuncional se ubica en la celda TPCM TRANSFORMADOR 60
kV
Medidor de energía
multifunción
Medidor de energía
multifunción
Figura 2.
Paneles de 60 kV
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22.9 kV:
• 1 medidor de energia multifuncional se ubica en el tablero de transferencia
automatica 380 VAC/220 VAC.
• 1 medidor de energia multifuncional se ubica en la celda de llegada 22.9 kV.
Indicadores de
tensión y corriente
Indicadores de
tensión y corriente
Indicadores de
tensión y corriente
Figura 3.
Medidor de energía
multifunción
Medidor de energía
multifunción
Paneles SS.AA
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Figura 4.
Edificio de control
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Figura 5.
Leyenda
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En la celda T registrador de Fallas
y medida ,220 kV se encontrarán 3
medidores de energía
multifunción.
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1 medidor de energia multifuncional se ubica en la celda TPCM LT SE LA HUACA 60 kV.
1 medidor de energia multifuncional se ubica en la celda TPCM LT SE SULLANA 60 kV.
1 medidor de energia multifuncional se ubica en la celda TPCM TRANSFORMADOR 60 kV.
1 medidor de energia multifuncional clase 0.2 se ubica
en el tablero de transferencia automatica 380 VAC/220
VAC.
1 medidor de energia multifuncional se ubica en la
celda de llegada 22.9 kV.
Figura 6.
Ubicación de medidores multifuncionales
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CARACTERISTICAS DE LOS MEDIDORES DE ENERGIA DE LAS BAHÍAS DE 220
KV, 60 KV
Tabla 1.
N°
1
Caracteristicas de medidores de energía
DESCRIPCIÓN
UNIDAD
MEDIDORES DE ENERGIA
Fabricante
2
2.1
Modelo
SEL-735
Norma
IEC-62053-22
CARACTERISTICAS DE LOS MEDIDORES DE
ENERGÍA
Tipo de red
Frecuencia asignada
3 fases- 4 hilos
Hz
60
Numero de elementos de medida
3
Medida de energía activa y reactiva
bidireccional
Si
2.2
Clase de precisión
2.3
Circuito de medida de corriente
2.4
SEL
≤0.2
Tensión asignada (fase-fase)
V
57-288
Carga
W
Por el proveedor
Circuito de medida de corriente
Corriente asignada
Corriente de arranque para uso con
transformador de corriente
Carga
1
≤0.01
Por el proveedor
2.5
Indicadores de demanda máxima y mínima
Si
2.6
Montaje en bastidor de 482.6 mm(19in)
Si
2.7
Panel local
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Numero de dígitos (enteros/decimales)
Resolución para medidores de energía activa
MWh
≤0.01
Resolución para medidores de energía reactiva
Mvarh
≤0.01
Indicación de actividad de importación y
exportación
2.8
Si
Tensión de alimentador auxiliar
Tensión asignada
Vcc
110
Margen de tensión de operación
%
-15, +10
Consumo
W
Por el proveedor
Auto -alimentación desde las entradas de
medida de tensión (por cualquiera de las fases)
Frecuencia asignada
Margen de Frecuencia
2.9
Si
Hz
60
47-63
Medidas adicionales
Tensión 1ε y 3ε
Si
Corriente 1ε y 3ε
Si
Factor de potencia 1ε y 3ε
Si
Potencia activa 1ε y 3ε
Si
Potencia reactiva 1ε y 3ε
Si
Registro de demanda de potencia activa y
reactiva
Si
%THD para voltaje y corriente
2.10 Precisión para las medidas diferentes de
energía
2.11 Reloj de tempo real
Precisión sin sincronización externa
<2
Sincronización Externa vía señal GPS
Si
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Formato de la señal
IRIG-B
-
SNTP
Si
2.12 Entradas binarias libres de potencial
Programables
Cantidad
2.13 Salidas binarias libres de potencial
Programables
Cantidad
2.14 Puertos de comunicación
Puertos Ethernet
Si
Tipo
10BaseT o 10BaseF
Protocolo
Puerto serial para lectura y configuración
Si
Interfaz
Protocolo
Velocidad
bit/s
Puerto RS485 para conexión con otros
medidores
Protocolo
Velocidad
IEC 61850
bit/s
Puerto óptico para lecturas local
Si
Protocolo
IEC 62056-21
Velocidad
bit/s
2.15 Autodiagnóstico
bit/s
Si
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2.16 Tipo de conexión
6
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Switchboard o
Rackmount
CARACTERISTICA DEL MEDIDOR DE ENERGIA DE LA BAHÍA DE 22.9KV
Tabla 2.
N°
1
Caracteristicas de medidor de energia
DESCRIPCIÓN
UNIDAD
MEDIDORES DE ENERGIA
Fabricante
2
SIEMENS
Modelo
SENTRON-PAC4200
Norma
IEC-62053-22
CARACTERISTICAS DEL MEDIDOR
L-N: 3 …400 V AC
(+20%), Max 347
para UL
Rangos de medición -Tension
-
L-L: 3 …690 V AC
(+20%), Max 600
para UL
Tensión mínima L-N:
3 …57 V AC – 80%
Tensión mínima L-N:
3 …100 V AC – 80%
Rango de medición-Corriente
2.1
A
1 AC o 5 AC
V
95 -240 AC
Tension de alimentación de amplio rango de
entrada DC y AC
Rango nominal
o
110-340 DC
2.2
Tension de alimentación de baja tensión en DC
V
Rango nominal
24 ,48 y 60 DC
O
22..65 DC
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2.3
5.5 W DC
11 VA AC
Potencia absorbida con 2 modulos de
ampliación
2.4
Categoria de sobretensión
2.5
Pila
3.1
3.2
Max. 32 VA AC, max.
11 W DC
CAT III
Tension nominal
V
3
Intensidad de descarga nominal
mA
0,2
Corriente de retorno a la pila mínima permitida
mA
5
Temperatura max de soporte
C°
70
ENTRADAS DIGITALES
Tension de entrada
Tension de entrada MAX
2
V
24 DC
V
30 DC (Alimentación
SELV o PELV)
3.3
Nivel de señal permitido para detección de
señal “0”
DC<10 V
3.4
Nivel de señal permitido para detección de
señal “1”
DC>19 V
3.5
Corriente de entrada para señal “1”
3.6
Max. Retado de entrada
3.7
4
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Consumo
Potencia absorbida
3
Página
Tip 4 mA (24V)
Para señal “0” despues de “1”
ms
5
Para señal “1” despues de “0”
ms
5
Frecuencia de impulsos
Hz
20
SALIDAS DIGITALES
4.1
2
V
Tension de empleo
12…24 DC
Max. 30 DC
(alimentación SELV o
PELV)
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4.2
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Corriente de salida
Con señal “1”
Depende de la carga
Con señal “0”
mA
Max 0,2
4.3
Resistencia interna
ohm
55
4.4
Proteccion contra cortocircuito
5
COMUNICACION
5.1
Interfaces Ethernet
Numero
Tipo
Si
1
RJ45 (8P8C)
100-Base-TX (CAT5)
Tipos de cables utilizables
Protocolos admitidos
Velocidades de transferencia
5.2
Puesta a tierra del
cable necesaria.
Modbus TCP;
Servidor WEB
(HTTP), SNTP,
DHCP
10/100 Mbits/s,
Autonegotiation y
Auto-MDX
Modbus Gateway
Funcion
Requisito para la utilización
Numero de dispositivos utilizables
Modbus Gateway
para la conversión de
Modbus TCP a
Modbus RTU
Modulo de
ampliación
SENTRON PAC
RS485
31 como máx. sin
repetidos
247 como max. Con
repetidor
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6
8
9
Monocroma, LCD
grafica
Resolucion
Pixel
128x96
Dimensiones
mm
72x54
s
0,33 -3
Dimensiones
mm
96x96x82
Dimensiones para la instalación en panel
mm
92x92
Rango de Temperaturas funcionamiento
C°
-10…+55
Rango de Temperaturas almacen
C°
-25…+70
-
95% a 25C° sin
condensación
Rango de Temperaturas
Humedad relativa del aire
10
Tipo de protección
11
Peso
12
13
Montaje
IP 65
g
325
Clips de montaje con
tornillos de sujeción
PRECISIÓN DE MEDIDA
Para energía Activa
Para energía Reactiva
14
21 de 25
-
Pantalla
Tiempo de actualización
7
Página
0.2S según IEC
62053-21/22
2 según IEC 6205323
Magnitudes de medida para evaluar la calidad
de red
Armonicos hasta el 64. ° armonico
Si
THD en tensión y corriente
Si
Desfase φ
Si
Coseno del desfase φ
Si
Angulo de fase U
Si
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Rev.:
A
15
16
Desbalance de tensión y desbalance de
corriente
Si
Caidas de tensión, sobretencion e
interrupciones de tensión
Si
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MEMORIA
Memorizacion de curvas de carga
Si
Memorizacion de eventos
Si
TARIFAS
Admite 2 tarifas
17
Página
Alta y Baja
Control del cambio de tarifa
Si
Cambio de tarifa tras la sincronización
Si
SEGURIDAD
Proteccion por clave
Si
Proteccion contra escritura en harware
Si
Control de acceso a dispositivos (Filtro IP)
Si
Puerto Modbus TCP configurable
Si
Protocolo DCHCP
Si
Protocolo SNTP
Si
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Rev.:
A
7
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CARACTERISTICAS DE MEDIDOR DE ENERGIA PARA SERVICIOS AUXILIARES.
Tabla 3.
N°
1
Caracteristicas de medidor de energia
DESCRIPCIÓN
UNIDAD
MEDIDORES DE ENERGIA
Fabricante
ACCUENERGY
Modelo
Acuvim II
CARACTERISTICAS DE MEDIDOR
Clase
0.2
Análisis de calidad de energia
Si
Alarma de limite superior/inferios
Si
Supervision del estado del interruptor
Si
Captura de forma de onda
Si
Registro de datos
Si
TOU
2
4Tarifas,12 Temporadas ,14
Horarios
ENTRADAS DE VOLTAJE
Voltaje Nominal
Impedancia de entrada
3
400 Vac L-N , 690 Vac L-L
(+20%)
Mohm
2 x fase
Frecuencia de medicion
Hz
45~65 , 300 ~ 500
Voltaje pickup
V
10 AC
PRECISIÓN DE ENERGIA
Energia Activa
0.2s según IEC 62053-22
0.2s según ANSI C12
20
Energia Reactiva
4
2 según IEC 62053-23
RESOLUCION ARMONICA
Valor medido
63 Armonico (50/60 Hz)
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Rev.:
A
Página
24 de 25
15 Armonico (400 Hz)
5
COMUNICACIÓN
Protocolo
Modbus RTU
Puerto Standard
6
RS-485
Ethernet (Modbus TCP, HTTP, SMTP,
SNTP, HTTPs Post, FTP)
Si
Profibus DP
Si
BACnet IP, BACnet MS/TP
Si
Puertos de comunicación duales RS485
Si
Comunicación dual Wi-Fi y Ethernet
(Modbus TCP, HTTP, SMTP, SNTP,
publicación HTTP, FTP)
Si
ENTRADAS DIGITALES
Rango de voltaje de entrada
Max corriente de entrada
7
20-160 V ac/dc
mA
SALIDAS DIGITALES
Rango de Voltaje
Corriente de carga (Max)
8
0-250 Vac/dc
mA
100
ENTRADA ANALOGICA
Rango de entrada
Precision
9
2
0-5 V /1-5V ,0-20mA/420mA
0.2%
SALIDA ANALOGICA
Rango de salida
Precisión
0-5 V /1-5V ,0-20mA/420mA
0.5%
10 Tension de alimentación de amplio rango
de entrada DC y AC
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V
Rango nominal
Página
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100-415 AC
o
100-300 DC
11 Tension de alimentación de baja tensión en
DC
Rango nominal
V
20-60 Vdc
W
5
Temperatura de operación
C°
-25 a 70
Temperatura de almacenamiento
C°
-40 a 85
12 Consumo
13 OPERACIÓN
Humedad relativa
5% a 95% sin condensación
25 de 25