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Desenvolvimento de Instrumento de Medição de
Energia Ativa em Sistema Blindado, AntiFraude com Leitura à Distância – Validação e
Calibração
A. B .Neto, A.C.C. Moreira, AMPLA , G. M. Tavares, UFF, E. Deccache, SOSAMA ,
A. J. M. F. Moreira, SIMPLESTECNOLOGIA, A. S. Rigueira, A. RIGUEIRA
Resumo – Em projeto anterior foi desenvolvido um Medidor
Trifásico de Energia Ativa em sistema blindado, AntiFraude com leitura à distância. O atual projeto visou validar o medidor e desenvolver rotinas e mecanismos de calibração para a classe de exatidão de 1%, criando condições
para a fabricação em série e utilização em tarifação. Para
atingir os objetivos do projeto foi construída uma cabeça de
série. Medidores foram Instalados em campo e ensaiados
em laboratório de calibração, o que proporcionou o aperfeiçoamento do equipamento desenvolvido. O medidor foi desenvolvido para as condições em que se propõe operar, e
utiliza o estado atual da arte como o chip de medição, o
invólucro e o link de rádio freqüência. Após a conclusão
deste projeto, a AMPLA realizou com recursos próprios a
compra de 500 equipamentos visando identificar os efeitos
da utilização em situação real e verificar as condições de
instalação e operação.
Palavras-chave— Combate à fraude de energia elétrica,
Medidor blindado de energia elétrica de baixo custo, Redução de perdas comerciais.
à fraude e ao vandalismo no medidor, e não a captura e
memorização de muitas variáveis, não foi desenvolvido
nenhum software de utilização.
Para aperfeiçoar e adequar o medidor ao uso em tarifação, o presente projeto, realizado no ciclo 2003-2004,
com o título “Desenvolvimento e validação de medidor
trifásico de energia ativa em sistema blindado, antifraude
com leitura à distância”, foi desenvolvido seguindo duas
linhas mestras de trabalho:
1ª) Construção de uma cabeça de série, e conseqüente instalação dos medidores com análise de performance e estabelecimento de rotinas de instalação, de modo a aperfeiçoar o medidor para sua utilização em larga
escala.
2ª) Estabelecimento de rotinas e mecanismos de calibração de modo a permitir a calibração em série dentro
da classe de exatidão de 1%, além de preparar o medidor
para futura homologação por fabricantes.
I. INTRODUÇÃO
II. A TECNOLOGIA EMPREGADA
Um medidor trifásico em sistema blindado antifraude
com leitura à distância foi desenvolvido em projeto de
P&D nos ciclos 2001-2002 e 2002-2003 com o título
“Desenvolvimento de Instrumento de Medição de Energia Ativa em Sistema Blindado, Anti-Fraude com Leitura
à Distância”. Tal medidor foi idealizado para atender as
condições específicas de sua utilização, com o uso do
estado atual da arte em componentes e materiais. Como
características principais o medidor foi desenvolvido em
duas partes: o corpo e o leitor. O corpo do medidor, contendo a placa de medição e um transmissor de rádio freqüência (RF), é para ser instalado no ramal de alimentação do consumidor sendo sustentado pelo cabo; já o leitor, contendo um receptor de RF e um mostrador a LCD,
é para ser instalado no local em que na propriedade do
consumidor.
O medidor desenvolvido captura apenas energia ativa,
não tem memória de massa, apresenta sempre o consumo
acumulado que pode ser coletado a qualquer momento
pelo leiturista através do leitor portátil, idêntico ao fixo
existente no estabelecimento do consumidor, que se comunica com o corpo do medidor através de um link de
rádio-freqüência com alcance projetado de 20 m, que já
chega a atingir 30 m, e que poderá alcançar até 100 m em
versões futuras. Como a premissa do projeto é o combate
______________________
A.Barreto, AMPLA ([email protected])
A.C.C. Moreira, AMPLA ([email protected])
G.M.Tavares,UFF ([email protected])
E. Deccache, SOSAMA ([email protected])
A..J.M.F.Moreira,SIMPLESTECNOLOGIA
([email protected])
A.S.Rigueira, A. RIGUEIRA([email protected])
Entre as tecnologias utilizadas destacam-se:
-A utilização de chip de medição da família ADE da Analog Devices, com processador Motorola.
Esta tecnologia, além de sua eficiência, permitiu que a
placa de medição tivesse dimensões reduzidas, condição
indispensável ao bom desempenho do medidor.
-O uso de invólucro especialmente desenvolvido, construído com o composto polimérico HYTREL da Du Pont
para abrigar o corpo do medidor.
Além de impossibilitar fraudes, o corpo do medidor
necessita resistir a vandalismo, pois, poderá ficar exposto
em via pública. A alta resistência mecânica e o alto ponto
de fusão foram requisitos fundamentais na opção por tal
material.
-O uso de chip de RF que permitiu desenvolver o par
transmissor-receptor com alcance e capacidade adequado
a ligação corpo-leitor.
Um enlace de RF, digital, que permite a transmissão de
pacotes de mensagem dentro das bandas liberadas pela
ANATEL e com alcance superior a 20 m foi conseguido.
III. O TRABALHO REALIZADO
Na primeira etapa do projeto foram construídos 10
medidores. Tais medidores foram utilizados nas duas
linhas mestras do projeto do seguinte modo.
1º) Foram feitas instalações em campo, nos campi da
Universidade Federal Fluminense (UFF) e em consumi-
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dores da AMPLA em Niterói-RJ. O corpo do medidor
instalado no ramal de ligação proporcionou leituras que
foram comparadas com as leituras dos medidores de faturamento dos clientes, o que proporcionou várias observações que levaram a aperfeiçoamentos. Estas instalações
contribuíram para aperfeiçoar o funcionamento, a instalação e a manutenção dos medidores.
2º) Medidores foram levados para o laboratório de
calibração da CAM Brasil Multiserviços Ltda - CAM,
onde foram executados vários ensaios, especialmente de
influência da variação da corrente, o que permitiu desenvolver uma rotina de calibração e dotar o medidor de
mecanismos que permitem a calibração na classe de exatidão de 1%, com produção em larga escala. As observações efetuadas nesta atividade proporcionaram o aperfeiçoamento do medidor.
V. CONSIDERAÇÕES FINAIS
O medidor desenvolvido possibilitará a disponibilidade de um equipamento apto para solucionar um grave
problema do setor elétrico nacional, que é o comprometimento técnico e financeiro motivados pelas perdas por
fraudes.
O medidor, após os testes de campo realizados no presente projeto, se apresenta como um equipamento em
condições próximas das de produção e utilização em escala.
A AMPLA adquiriu um lote com 500 medidores, que
foram enviados para ensaios nas instalações da CAM
para, posteriormente, serem instalados em consumidores
trifásicos selecionados pela AMPLA.
Na segunda etapa dois medidores, já com os aperfeiçoamentos observados na etapa anterior, foram encaminhados a CAM para execução de ensaios de metrologia
científica, verificando-se a condições do medidor visando
futura homologação por fabricante credenciado para produção em série.
Na terceira etapa foram construídos medidores com
todos os aperfeiçoamentos observados, para serem instalados visando a validação, aperfeiçoamento de rotinas e
adaptação de pessoal a nova tecnologia.
IV. O EQUIPAMENTO DESENVOLVIDO
O medidor desenvolvido possui as seguintes características elétricas e de instalação:
Foto 1 - Detalhe do corpo do medidor
Características elétricas:
•
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•
•
•
•
•
•
Corrente nominal
Corrente máxima
Tensão nominal
Freqüência nominal
Número de Fases
Classe de exatidão
Consumo
Norma
: 20 A
: 125 A
: 100 a 230 V
: 50/60 Hz
: 3 fases + neutro
: 1,0 %
: < 2,0 VA
: ABNT
Características de instalação:
• Formato
: cilíndrico
• Dimensões : diâmetro = 120 mm e comprimento = 150 mm
• Local de instalação : cabo alimentador
• Peso
: 1,2 kg
• Grau de proteção
: IP 65
• Temperatura de operação : 0 a 50 º C
• Material do invólucro: plástico de engenharia
• Umidade relativa do ar
: 0 a 95%
• Leitura: à distância, sem fio, em display
LCD
Foto 2 – Detalhe do leitor do medidor
Corpo do Medidor
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Foto 3 – Instalação do medidor para testes em cliente comercial
[17] SHEINGOLD DANIEL H.; Transducer interfacing
handbook: a guide to analog singal conditioning ; Analog
Devices, Inc; 1980.
VI REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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[11] NOVA CERON. Boletim Estatístico. Disponível em
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[12] GARBIN, LUCIANA. Empresas investem para
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[14] COELBA. Releases: COELBA intensifica combate
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[15] ANEEL; Manual dos programas de pesquisa e desenvolvimento tecnológico do setor elétrico brasileiro;
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[16] DOEBELIN, ERNEST O;Measurement Systems:
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