Projeto e Desenvolvimento de Conjunto de Medição Fiscal para Mapeamento e Redução de Perdas

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Maria do Mar Leveck Aragão
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21 a 25 de Agosto de 2006 Belo Horizonte - MG Projeto e Desenvolvimento de Conjunto de Medição Fiscal para Mapeamento e Redução de Perdas Eng. José Luiz de França Neto Jose.franca@celpe.com.br Eng.

1 21 a 25 de Agosto de 2006 Belo Horizonte - MG Projeto e Desenvolvimento de Conjunto de Medição Fiscal para Mapeamento e Redução de Perdas Eng. José Luiz de França Neto Jose.franca@celpe.com.br Eng. Bruno Regueira da Costa brunoregueira@celpe.com.br Eng. Raul do Rego Valença Neto raulvalenca@celpe.com.br RESUMO Este trabalho tem por objetivo apresentar uma solução desenvolvida pela CELPE, no desenvolvimento de um equipamento para medição fiscal de consumidores do grupo A (15kV) e ramais de alimentadores, visando a diminuição das perdas comerciais, através do mapeamento de ramais com níveis de perdas críticos. Este equipamento deverá ser integrado a um centro de controle, sistema SCADA, onde será realizada a engenharia dos dados coletados. Visando a independência da estrutura de medição já implantada em clientes e ainda possibilitando a instalação em derivações aéreas de alimentadores, decidiu-se por implementar uma solução onde todos os equipamentos fossem instalados no próprio PDE, para o caso de clientes, ou em postes de derivações de modo que o acesso ao equipamento por terceiros fosse dificultado e preferencialmente executado com equipe de linha viva. Esta definição obrigou ao desenvolvimento de equipamento autônomo dotado de meios próprios para leitura, armazenamento e envio dos dados. As dificuldades e soluções na construção e implantação desse equipamento são o foco deste trabalho. 1/5

2 PALAVRAS CHAVE Automação da distribuição, Telemedição, Perdas Comerciais, Digitalização. INTRODUÇÃO A Celpe Companhia Energética de Pernambuco detentora da concessão dos serviços públicos de distribuição de energia elétrica para o Estado de Pernambuco, foi adquirida pelo Consórcio Guaraniana S.A. no dia 17 de fevereiro de 2000 e sua abrangência é sumariamente representada pelo quadro abaixo: Quadro 1 - Dados de mercado Área de concessão km² Quantidade de municípios 186 População Total do Estado habitantes Total de clientes Fonte : Para atender a esse mercado, a Celpe conta atualmente com 120 subestações de distribuição, 575 Alimentadores de 13,8 kv e instalados neste sistema mais de 5300 consumidores, alimentados neste nível de tensão. O processo de automação de religadores das SEs possibilita a teleleitura em tempo real das energias totais dos troncos através do sistema SCADA (supervisory control and data aquisition) mas não é suficiente para determinação pontual de áreas onde o nível de perdas é substancialmente maior, para estes casos a implantação do equipamento nas derivações provê uma condição melhor de comparação do somatório dos consumos efetivamente faturados com a energia entregue no mesmo período. O objetivo deste trabalho é justamente apresentar os desafios do ponto de vista de engenharia para viabilização desse projeto. Inicialmente é feita uma abordagem dos equipamentos utilizados para compor a solução, incluindo de maneira resumida os estudos técnicos necessários para implantação. Após a descrição do equipamento, expõem-se os fatores que levaram a CELPE a desenvolver este trabalho. Em seguida apresentam-se as questões ligadas a sistematização do processo na empresa e questões legais que no momento impedem a adoção da solução para faturamento como única medição (para clientes de MT). Por fim, uma descrição do trabalho de montagem e integração dos componentes; quais as necessidades do departamento de controle de perdas; que funções deveriam ser implementadas; que testes foram realizados, etc. 2/5

3 CARACTERÍSTICA DAS INSTALAÇÕES Fazendo-se referência ao padrão de instalação de redes de distribuição da CELPE, o qual apresenta os diversos equipamentos e materiais necessários à instalação de uma medição conectada a rede, apresenta-se a seguir o modelo de instalação existente em operação. Nossas redes de 13,8kV são praticamente todas aéreas, no padrão tradicional ou em rede spacer (compacta) o que obriga a instalação também aérea e em postes, de maneira similar a religadores e seccionalizadores. O projeto contemplou inclusive o uso de chaves de entrada, saída e by-pass de modo a poder retirar o equipamento de operação para manutenções ou substituições sem desligamento da rede. O padrão de montagem pode ser com estrutura normal mais lateral ou com duas estruturas laterais. Para a elaboração deste projeto, utilizou-se a medida das cantoneiras de fixação no poste idêntica às dos religadores, com fixação através de parafusos passantes. Em função dos possíveis desequilíbrios entre fases, preferiu-se realizar as medições a três elementos. Para prover flexibilidade de instalação em qualquer área, o dimensionamento dos componentes foi realizado para correntes de 250A, sendo que, os TCs precisam ser substituídos pela relação adequada a cada caso para evitar problemas de exatidão. As buchas aplicadas são de porcelana e isoladas para tensão de 7kV, visto que os cabos para conexão as chaves são protegidos em XLPE até o interior do conjunto. Os cabos protegidos não são seccionados no interior do equipamento apenas têm a proteção retirada em um ponto na largura de 1cm para conexão com os TPs, nessa área utiliza-se proteção Reychem (tyco electronics) sobre a conexão para possibilitar um melhor isolamento. Os equipamentos de telecomunicação utilizam rede celular GPRS para conexão com centro de medição e enviam a cada 15mim as medidas em dois quadrantes, o que possibilita consultas a qualquer tempo dos consumos acumulados. DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES Os TCs empregados são do tipo bucha toroidais e montados na parte interna do equipamento com o auxilio de anéis isolantes de celerom de modo a não ser necessário o secciocnamento do mesmo. A 3/5

classe de exatidão é de 0,6C12,5 suficiente para a aplicação visto que a carga das bobinas de alguns medidores eletrônicos certificados pelo IMETRO é suficientemente baixa.

4 classe de exatidão é de 0,6C12,5 suficiente para a aplicação visto que a carga das bobinas de alguns medidores eletrônicos certificados pelo IMETRO é suficientemente baixa. Os TPs são de uso interno, isolados em epóxi e com classe de 0,3P25 com dois enrolamento, de modo a ser possível alimentar os componentes eletrônicos através do segundo enrolamento. Visando diminuir as distâncias internas mantendo a confiabilidade da isolação, utilizou-se placa de separação em celerom montada verticalmente entre as fases. Os medidores utilizados são os mesmos empregados para medição interna de faturamento de clientes do grupo A, com 2 quadrantes. Mecanicamente o equipamento se divide em duas cabines conjugadas, a superior abriga a parte ativa, TP s e TC s e a inferior o medidor e os equipamentos de controle, facilitando assim a intervenção da manutenção, por não se tratar de um equipamento encapsulado em resina. Para intervenções na parte ativa o equipamento será levado à oficina, já para manutenções no controle o técnico terá acesso no poste, podendo até remover integralmente a chapa de montagem e substituir todos os componentes. DESCRIÇÃO DA NECESSIDADE Em virtude de os comparativos entre as medições dos consumidores de BT e a totalização do conjunto de medição não ter uma precisão maior que 2% (erro dos medidores W/h utilizados na BT) e ainda 4/5

5 haverem perdas técnicas entre cabos e transformadores de distribuição, o nível de precisão do conjunto mesmo utilizando TCs de bucha é plenamente aceitável. Seria necessário apenas que o equipamento enviasse as medidas para um sistema de coleta de modo a haver uma totalização mensal afim de podermos comparar com os consumidores, porém em virtude da mudanças possíveis de dias das leituras decidiu-se por ir acumulando os dados integrado a cada 15mim, o que entre outras coisas permite um acompanhamento do perfil de carregamento do ramal ao longo do tempo, o que pode subsidiar as áreas de planejamento de distribuição no tocante a realização de investimentos em novos trafos. LIMITAÇÕES QUANTO AO USO PARA FATURAMENTO ÚNICO Em consumidores de MT: Em virtude da inexistência de display externo para visualização das medidas pelo consumidor a legislação vigente não permite a substituição de medição interna tradicional instalada internamente. ENSAIOS Após a preparação do protótipo foram realizados alguns ensaios para verificação e registro das funcionalidades e características do equipamento. Testes de funcionalidades: Leituras de potencia ativa e reativa de carga conhecida para aferição do conjunto como um todo; Ensaios de rigidez dielétrica entre fases; Ensaios de resistência de contato entre os pontos de conexão dos cabos; Outros ensaios de comissionamento foram realizados para instalação do equipamento em operação, mas que não vem ao caso apresenta-los neste trabalho. CONCLUSÕES Há dois aspectos a serem considerados nos desenvolvimento desta solução, primeiramente o fator custo, as soluções de mercado são menos viáveis economicamente, na verdade, este é um dos fatores que motivou o desenvolvimento deste equipamento. Em seguida por tratar-se de uma solução desenvolvida num ambiente de automação já existente e bem avançado na empresa, levando-se em consideração também, as soluções de medição remota já aplicadas, partimos de um conceito de independência de fornecedores com soluções próprias. A facilidade da instalação deste equipamento no sistema permite uma flexibilidade, para a área de perdas ou medição, de locomoção de uma mesma unidade de um poste para outro, podendo atingir objetivos operacionais diversos. 5/5

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