MEDIDOR ELETRÔNICO DE AMPÈRE-HORA (Ah)

INTRODUÇÃO

Hoje, no Brasil, milhões de consumidores de energia elétrica apresentam consumo abaixo de 200 kWh/mês. A receita obtida a partir da venda de energia para estes consumidores, restringe os investimentos necessários para a compra e instalação de medidores convencionais de energia pois o modelo mais simples, eletromecânico monofásico, não apresenta mais possibilidades de simplificação com redução de custo sem comprometimento da qualidade e do seu tempo de vida.

O CEPEL desenvolveu o Medidor Eletrônico de Ampère-hora (Ah) para faturamento de consumo elétrico, baseado na medição de corrente do consumidor. Uma solução de baixo custo para garantir o "pay-back" às empresas e viabilizar os programas de instalação de medidores com efetiva redução de perdas comerciais. O medidor, que alia simplicidade, robustez, economicidade e durabilidade, tem grande aplicação na medição junto a pequenos consumidores.

O medidor Ah é um produto patenteado pelo CEPEL para medição em consumidores de baixo consumo. É um medidor robusto e inviolável, permitindo o seu uso ao tempo, em áreas alagadiças, áreas de invasões recentes e ainda onde o medidor convencional está sujeito a fraudes. Este medidor tem contribuído para a queda de preço do medidor eletromecânico. Foram expedidas recentes resoluções da ANEEL permitindo o uso para comércio ambulante.

O medidor de Ampère-hora já foi ensaiado em laboratório e em campo e em apresentando resultados totalmente satisfatórios, tanto do ponto de vista técnico como de simulação de faturamento.

O Decreto Presidencial 1.586, de 7 de agosto de 1995 incluiu a modalidade de faturamento a partir de Ampère-hora. Para regulamentá-lo, o DNAEE publicou a Portaria 379, de 4 de Outubro de 1995, e a Portaria 452, de 05 de Novembro de 1997, definindo todos os aspectos com relação a tarifa em Ampère-hora. A ANEEL, sucedendo o DNAEE, vem atendendo os concessionários publicando suas tarifas em Ampère-hora para classe residencial, comercial ou outra que venha ser solicitada para o consumo máximo mensal, até o momento, de 274 kwh.

ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA

O Medidor Eletrônico de Ampère-hora é um dispositivo eletrônico que registra o consumo de corrente elétrica ao longo do tempo (Ah), diferentemente dos medidores convencionais que registram o consumo de potência elétrica ao longo do tempo (Wh).

Este medidor , em virtude do seu princípio de funcionamento, não faz uso da tensão da rede elétrica, não possui fonte de alimentação e dispensa a utilização de bornes, tampas e terminais. Conseqüentemente, apresenta perdas nulas de tensão, total imunidade a distúrbios tais como sobretensões e quedas de raios, não está sujeito à corrosão e nem a danos por sobrecarga. As ações de fraude ficam dificultadas devido a utilização de um bloco monolítico como caixa

Seu processo de calibração em fábrica permite a leitura de seu registrador da mesma forma que os medidores de energia convencionais. Tais características construtivas e funcionais permitem a simplificação dos requisitos e métodos de ensaio, normalmente aplicáveis a medidores de energia ativa.

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO MEDIDOR DE AMPÈRE-HORA

  • Ausência de circuito de tensão;

  • Imunidade a distúrbios na tensão da rede elétrica (sobretensões, raios);

  • Ausência de fonte de alimentação;

  • Ausência de elementos sujeitos à corrosão e a danos por sobrecarga, que facilitam ações de fraude (tampa, base, bloco de terminais, terminais);

  • Leitura do registrador igual a dos medidores de energia convencionais;

  • Estanque a água. Funciona submerso.

Características Elétricas do Medidor

  • Tipo: monofásico, 1 fio, 1 elemento;

  • Classe de exatidão: 5;

  • Faixa de Corrente de medição e partida:

  • Faixa de Corrente (classe 5): 0,5A a 60A
    Corrente de Partida 0,2A
  • Perdas de corrente: tipicamente 3mW @ 5A, 200mW @ 60A - virtualmente nula;

  • Perdas de tensão: nulas;

  • Freqüência de operação: 60Hz;

  • Corrente Máxima de Curto-Circuito, no condutor passante: 15kA.

Características Físicas do Medidor

  • Dimensões aproximadas: altura= 9cm, largura= 5cm, profundidade= 7cm;

  • Peso aproximado: 0,7kg;

  • Visor: registrador eletromecânico (tipo ciclométrico) com 7 dígitos visíveis, sendo os cinco mais significativos numéricos e os dois menos significativos em branco;

  • Registra e apresenta, começando de zero, consumo contínuo correspondente a 60A no período de 60 dias. Completamente isolado da linha e protegido contra sobretensões;

  • Caixa confeccionada com impregnação de resina de poliéster com carga neutra, formando bloco monolítico à prova de penetração de pó, água, insetos e outros corpos estranhos.

Esquema de Ligação do Medidor

A ligação é feita com um condutor passante (o fio de fase, em sistemas monofásicos a dois fios), que deve ser introduzido nos orifícios laterais (entrando num orifício e retornando pelo outro) sem emendas ou conexões. Nos sistemas monofásicos a três fios, deve-se introduzir os dois condutores passantes de fase, um em cada orifício.

EXPERIÊNCIA DE CAMPO(FATURAMENTO)

A análise apresentada a seguir refere-se aos dados obtidos pelas empresas de distribuição do Norte-Nordeste, a partir da instalação em campo de cerca de 1000 medidores Ampère-hora ao lado de medidores convencionais de kWh. Estes dados foram condensados em uma base única de dados e processados no CEPEL, utilizando-se os procedimentos normais de faturamento de kWh e, com relação ao medidor Ah, o procedimento definido junto ao DNAEE (atual Aneel).

Foram comparados os medidores para o somatório das contas, ou seja, a receita que seria obtida pela concessionária tanto para a medição em Ah como para a medição em kWh.

As principais observações obtidas a partir das experiências de campo são as seguintes:

1. As diferenças entre as contas, em R$, de Ampère-hora e kWh, são devidas essencialmente ao fator de potência dos consumidores.

2. A receita das concessionárias permanece essencialmente a mesma, utilizando medição em Ampère-hora ou kWh. Para os dados coletados a diferença não ultrapassou 2%.

3. As diferenças existentes com relação aos valores de tarifas (R$/kWh e R$/Ah) entre as concessionárias, não afetam o resultado final.

DESCRIÇÃO DETALHADA DO MEDIDOR DE Ah

Características Técnicas

O Medidor Eletrônico Ah é um medidor estático de corrente elétrica ao longo do tempo (Ampère-hora). O medidor tem como característica principal não utilizar a tensão da rede elétrica, operando única e exclusivamente a partir da corrente elétrica do consumidor. Desta forma o medidor não necessita de conexões com a rede elétrica, dispensando também o uso de tampas, bases ou lacres, sendo um bloco sólido totalmente blindado. O medidor de Ah não possui fontes internas de alimentação e nem partes metálicas externas, tornando-o virtualmente à prova de poluição, umidade, água, poeira, penetração de insetos, objetos estranhos ao seu funcionamento e distúrbios na rede elétrica causados, inclusive, por quedas de raios.

A sua robustez também se estende às demais características elétricas, que excedem os níveis de imunidade a ruídos e proteção encontrados nas normas nacionais (ABNT) e internacionais (IEC, IEEE).

Freqüência nominal: 60Hz
Corrente máxima: 60A
Constante do registrador: 1Ah/unidade
Constante de aferição: 0,01Ah/pulso
Número de fases: 1
Número de fios: 1
Número de elementos: 1
Classe de exatidão: 5
Tipo de conexão direta, por passagem do condutor em duto
Registrador 1 do tipo ciclométrico com 5 dígitos numéricos, mais 2 tambores "cegos" (brancos com tarja vermelha)
Saída de aferição por contato de sensor eletrodinâmico externo, ou captação visual no registrador.

Características Construtivas

Caixa: A caixa do medidor de Ah é constituída de um bloco sólido em resina de poliéster ou epóxi, com carga mineral para maior resistência mecânica, conferindo ao produto características excepcionais quanto a robustez, inviolabilidade e durabilidade.

Dutos: Local da caixa do medidor destinado à passagem do condutor da fase da rede elétrica, que supre energia ao consumidor. Seus orifícios de passagem admitem um condutor típico para instalação de consumidores, de acordo com a corrente máxima indicada para o medidor (60A).

Registrador: Os medidores possuem um registrador ciclométrico de 5 dígitos numéricos. Eles indicam um valor proporcional ao consumo em Ah. A constante do registrador é 1Ah/unidade.

Transdutor de corrente: A medição da corrente é realizada através de uma passagem do condutor da fase da rede elétrica por dois dutos, constituindo o circuito primário de um transformador de corrente interno ao medidor.
Este transformador de corrente é do tipo laminado E-I, com enrolamento secundário feito em camadas protegidas por papel impregnado em verniz especial (tipo "Gliptal" ou "Isolasil"), conferindo excelentes propriedades de isolamento elétrico. Sua construção permite utilização permanente do medidor de Ah em correntes até 100A e aplicações de curto-circuito até 15kA.

Calibração do Medidor

O medidor de Ah é construído com componentes eletrônicos de alta confiabilidade e robustez, permitindo operação contínua em altas temperaturas, com o mesmo grau de segurança e durabilidade mantendo sua calibração inalterada.

Devido à sua simplicidade de projeto, o medidor de Ah, uma vez calibrado durante sua fabricação, dispensa ajustes posteriores.

O seu processo de calibração em fábrica é feito através do "casamento" de componentes, isto é, as características elétricas naturais de dois componentes que definem a constante do medidor de Ah são combinadas em cada unidade fabricada. Os dois elementos "casados" são extremamente estáveis, podendo operar continuamente até elevadas temperaturas (125°C) sem perdas das suas características elétricas iniciais

Funcionamento

O medidor de Ah é um medidor de corrente elétrica ao longo do tempo, e portanto faz uso apenas da corrente elétrica do consumidor, dispensando a tensão da rede elétrica tanto para medição, ou para alimentação de circuitos internos, já que não possui fonte de alimentação.

O princípio básico de funcionamento pode ser assim descrito:

1. Os dutos são destinados à passagem do condutor de fase da rede elétrica para suprimento de energia ao consumidor;

2. O próprio condutor de fase da rede elétrica constitui o primário de um transformador de corrente (TC) interno ao medidor;

3. A corrente gerada pelo secundário do TC, que é proporcional à corrente do consumidor, é entregue a um circuito eletrônico passivo para que seja feita sua integração ao longo do tempo e seu registro não volátil no registrador do tipo ciclométrico;

4. cada pulso registrado equivale ao consumo de 0,01Ah.

5. os algarismos do registrador ciclométrico correspondem a:

Algarismo
7
6
5
4
3
2
1
Grandeza
10.000
1.000
100
10
1
0,1
0,01
   
 
 
 
 
cego
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