SISTEMAS DE MEDIÇÃO CENTRALIZADA

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1 SISTEMAS DE MEDIÇÃO CENTRALIZADA Estado da arte Aplicações atuais Perspectivas Landulfo Mosqueira Alvarenga Consultor Técnico Diretoria de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação CEPEL 1 Seminário Internacional Medição Eletrônica ANEEL Brasília, 24 e 25 de setembro de 2008

2 Roteiro Informações Institucionais Breve histórico da medição centralizada O conceito Versões interna e externa Características Diferentes implementações Futuro TCCI Implementação do CEPEL 2

3 Informações Institucionais Centro de Pesquisas de Energia Elétrica instituição do Sistema Eletrobrás, fundado em 1974; Mais de 200 pesquisadores e 90 técnicos; Unidades na Ilha do Fundão e Adrianópolis; P&D e Inovação em automação de sistemas, otimização energética e meio ambiente, instalações e equipamentos elétricos, sistemas elétricos, eficiência energética e materiais; Unidade Ilha do Fundão 3 30 laboratórios, incluindo os maiores na América Latina em alta tensão, alta corrente e alta e média potência; Produtos abrangentes para o setor elétrico: metodologias e programas computacionais para operação e planejamento de sistemas eletroenergéticos, equipamentos para uso final (transmissão e distribuição) e ensaios Diversas patentes depositadas no Brasil e exterior. Unidade Adrianópolis

4 Circuito Integrado Dedicado Dando continuidade ao processo de introdução da eletrônica na medição para faturamento que ocorreu no início do anos 80, o CEPEL concebeu e desenvolveu o primeiro circuito integrado dedicado para medição de energia elétrica, com o objetivo de permitir soluções de baixo custo e alta confiabilidade para o segmento atendido em baixa tensão Desenvolvimento do primeiro circuito integrado nacional para medição de energia elétrica MEE02; Primeiro medidor eletrônico de energia elétrica homologado pelo INMETRO através da Portaria INPM/Nº 150, de 14 de dezembro de

5 Medição Centralizada O circuito integrado incorporado à inteligência eletrônica foi fundamental para o desenvolvimento do conceito de medição centralizada. Este conceito inovador foi reconhecido no Brasil e no exterior. Patentes de invenção foram concedidas no Brasil (1992), nos Estados Unidos e diversos países da Europa. 5 PI /INPI

6 Medição Centralizada O conceito fundamental da medição centralizada é a preservação da individualização da medição do consumo de energia associado à centralização das informações de consumo, permitindo o compartilhamento de partes comuns e propiciando significativa redução do espaço físico. 6

7 Sistema de Medição Centralizada A medição centralizada teve seu primeiro protótipo construído para a LIGHT, na sua versão para uso abrigado em condomínios, tendo sido instalado em um prédio no bairro de Botafogo, no ano de 1995, onde permanece até hoje. 7

8 Medição Centralizada Automação Além disso, o uso da eletrônica permite a incorporação de novas funcionalidades inexistentes na medição convencional: levantamento de curvas de carga, corte e reconexão de consumidores inadimplentes, automação da leitura, entre outras. 8

9 Versões interna x externa Onde e por que usar? Interna: Redução do espaço físico ocupado pela medição área de construção predial liberada para outros fins; Automação e aumento da confiabilidade da leitura; Privacidade (segurança) do condomínio (leitura remota) Aplicação típica prédios residenciais e/ou comerciais. Externa Ferramenta de combate às perdas e inadimplência; Ferramenta de gerência da rede secundária (controle de carga, balanço de energia, etc.); Aplicação típica regiões com alto índice de perdas nãotécnicas e alta complexidade social. 9

10 Uso interno UM UM UM UC UC UM UM UM Medição distribuída por andar Medição concentrada no térreo 10 UC Unidade Concentradora UM Unidade de Medição

11 Uso externo TCCI kwh Centro de controle da concessionária 11

12 Características gerais Inteligência + recursos de telecomunicações + concentração de medidores vantagens competitivas Automação da leitura segurança e privacidade Curva de carga conhecimento do comportamento da rede Balanço energético conhecimento da rede voltado para redução de irregularidades Monitoração do equipamento e da rede Alarmes de abertura de caixa Queda de energia Verificação de funcionamento dos módulos 12

13 Unidade de Medição Unidade de Medição MM Fase A Barramento de Energia MM MM MM MM MM Fase B Fase C Fase A Fase B Unidade Consumidora Trifásica Unidade Consumidora Monofásica Unidade Consumidora Monofásica Fonte de Alimentação e Proteção Barramento de Dados e Controle Módulo de Controle Fase C Unidade Consumidora Monofásica 13 MM Módulo de Medição

14 Opções de Hardware Técnicas de medição DSPs Processadores genéricos CIs dedicados Implementação discreta (em desuso) Elementos sensores: Transformadores de corrente Shunt Efeito Hall Bobina de Rogowisk Elementos de comutação Contactor de impulso 14

15 Sistema de Medição Centralizada Blocos básicos e canais de comunicação UC0... UM1 UM2 UMn TCCI TCCI Um TCCI para cada unidade consumidora 15 Centro de controle da concessionária UC Unidade Concentradora UM Unidade de Medição TCCI Terminal de Consulta ao Consumo Individual

16 Opções de comunicação Elementos de comunicação entre unidades de medição e concentradora PLC (Power Line Communications) RF (Transceptores de rádio, Zigbee, WiMax) Cabo dedicado (RS485, coaxial) Elementos de comunicação entre unidade concentradora e concessionária Comunicação via uso de celular RF Fibra óptica Coaxial (TV a cabo) ADSL Elementos de comunicação entre unidades de medição e/ou concentradora e os TCCIs PLC Rádio dedicado Zigbee Cabo 16

17 Potencialidades Atuais Tarifação diferenciada Pré-pagamento Energia reativa Gerência de cargas situações de contingência e gerenciamento pelo lado da demanda Compartilhamento da infraestrutura com outros serviços, água, gás 17

18 Futuro Disponibilização de alguns indicadores de qualidade de energia microinterrupções, afundamento de tensão, flicker, etc. É necessária evolução da tecnologia disponível Comunicação com o usuário utilizando TCCI Planejamento de consumo acompanha o hábito de uso de eletricidade, aviso de consumo acima da média Informações antecipadas sobre a fatura aviso de fechamento da conta e valor a pagar estimado Informações sobre operações na rede Informações gerais Suporte para o SmartGrid. 18

19 TCCI Implementação do CEPEL Premissas: Atender à exigência do Inmetro e da Aneel quanto a instalação de terminais de consulta individuais (TCCI) Prover confiabilidade, simplicidade e baixo custo Ser uma solução independente desenvolvimento próprio Permitir associação a qualquer sistema comercial Resgata solução comercial bem sucedida Sistema de telecomando centralizado O TCCI pode ser posicionado em qualquer ponto de energia (tomada) no interior da residência 19

20 SEMIC Sistema Eletrônico de Monitoração Individualizada de Consumos Rede Primária ria - MT Transformador de Distribuição Unidade de Comunicação e Injeção Rede Secundária - BT Injeção pelo Neutro Ligação Ramal de Ponto de Entrega Ligação Ramal de Ponto de Entrega Ligação Ramal de Ponto de Entrega Ligação Ramal de Ponto de Entrega TCCI TCCI TCCI TCCI Rede Interna Rede Interna Rede Interna Rede Interna 20 Unidade Consumidora Trifásica Unidade Consumidora Monofá sica Unidade Consumidora Monofá sica Unidade Consumidora Monofá sica

21 Sistema de Medição Centralizada Exemplo comercial Uso externo Instalação em campo Unidade de Medição 21

22 22

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