O multimedidor MMW03-CH, da marca WEG, é capaz de realizar as leituras das grandezas elétricas de interesse no monitoramento de um transformador. Para garantir o funcionamento adequado, a instalação do dispositivo deve ser feita com base no manual do usuário fornecido pela empresa fabricante.
3.2.1
Instalação da alimentação elétrica
A instalação do multimedidor de grandezas elétricas, MMW03-CH, deve ser feita com base no manual fornecido pela empresa desenvolvedora WEG. Dessa forma, as informações que se encontram em sequência são baseadas no documento Multimedidor Eletrônico MMW03-CH - Manual do Usuário, WEG, disponível na página online do produto.
O primeiro ponto a se dar atenção no momento de realizar a instalação do dispositivo é a forma de energização. O multimedidor apresenta uma ampla faixa de tensão eficaz para alimentação do dispositivo, descrita por valores entre 85 V e 300 V. A frequência aceita para a onda de tensão também é variável, compreendendo-se entre 45Hz e 60Hz. A potência máxima consumida é 6 W. Essas informações podem ser obtidas na tabela de especificações técnicas do manual, seção 6, página 32. Tendo em vista as especificações fornecidas, é possível concluir que a tensão da rede de energia do local de desenvolvimento deste trabalho mostrou-se adequada para alimentação do dispositivo, já que opera em 220 Vrms e 60 Hz. Na Figura 14, observa-se a entrada de alimentação marcada por Un no dispositivo. Os cabos rotulados de “P1: Un:1” e “P1: Un:2” trazem uma fase e o neutro da rede elétrica. Essa configuração permite ligar o dispositivo de forma correta, questão que foi testada e validada no local.
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Figura 14 – Parte traseira do multimedidor MMW03-CH. (Fonte: WEG.)
Logo após a energização do dispositivo, sua tela de visualização acende. Como nenhum sinal de tensão ou corrente está sendo levado ao multimedidor, os valores observados serão inicialmente zero. A próxima etapa é realizar a instalação das entradas de tensão que serão medidas.
3.2.2
Instalação dos sinais de tensão
O multimedidor captura e calcula o valor das grandezas elétricas de interesse por meio dos sinais de tensão e corrente das três fases da baixa tensão do transformador. O dispositivo fornece a possibilidade de aferir os sinais por meio de uma ligação em estrela ou triângulo. A Figura 15 retirada do manual apresenta o esquemático para os dois modelos.
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Figura 15 – Formas de aferição da tensão de acordo com a ligação desejada. (Fonte: [30])
Visto que o interesse do sistema é medir as características de tensão intrínsecas da fase em relação ao referencial, a forma de ligação deve ser em estrela. Caso a relação escolhida fosse em triângulo, as grandezas seriam medidas de uma fase em relação à outra. Com base no modelo de ligação escolhido, a instalação física está apresentada na Figura 16.
Figura 16 – Ligação física dos terminais de tensão e corrente da chave de aferição para o MMW03.
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Os rótulos nos terminais da caixa de aferição nomeados com N, V1, V2 e V3 repre- sentam o local no qual o ponto de neutro e as tensões das três fases do transformador serão acoplados. Através dos fios nomeados com XT1:N, XT1:V1, XT1:V2 e XT1:V3 na Figura 16, os respectivos sinais de tensão são encaminhados para o medidor de forma que a outra extremidade dos fios são marcadas com P1:N, P1:V1, P1:V2 e P1:V3, conectados ao terminal de entrada de tensão do aparelho medidor.
Figura 17 – Inserção dos terminais de corrente no MMW03 após passar pela chave de aferição.
(Fonte: WEG.)
3.2.3
Instalação dos sinais de corrente
O diagrama de instalação dos sinais de corrente independe da forma de ligação em estrela ou em triângulo, como mostra o diagrama da Figura 15. A impedância ideal do dispositivo é zero para a aferição, de forma que o sinal de corrente passe por ele e apenas seja medida sem consumir potência ou gerar calor. No caso de transformadores de maior potência, a corrente do lado da baixa tensão possui valores elevados que ultrapassariam os limites máximos do medidor de acordo com a tabela na página 32 do manual. Aplicar tais correntes de forma direta danificaria o dispositivo. Por esta razão, utilizou-se um transformador de corrente na relação de 2000 no primário para 50 no secundário, o que reduz a corrente em 40 vezes. O aparelho multimedidor possui uma configuração própria que permite calcular a corrente real com base na relação do transformador, multiplicando, no caso, o valor medido por um fator de 40.
A instalação dos sinais de corrente inicia-se na chave de aferição da Figura 16. Utili- zando como exemplo a corrente na fase 1, o transformador de corrente desta fase envia o sinal da corrente para a entrada rotulada por I1. O condutor sai da chave de aferição com
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o rótulo XT1:I1 e segue para a entrada do medidor, possuindo a anotação P1:K1 na outra extremidade. Após ser conectado ao medidor, a corrente retorna para o transformador de corrente por meio do condutor P1:I1 - XT1:I2 que liga o medidor à chave de aferição. Os sinais de corrente das demais fases são medidas de maneira análoga.
3.2.4
Configuração da rede Modbus RTU
Conforme o diagrama da solução genérica do sistema encontrado na Figura 13, o multimedidor MMW03-CH se comunica com um CLP por meio de uma rede Modbus RTU. Conforme apresentado na Seção 2.3.1, é fundamental que o cliente e os servidores estejam configurados para mesma taxa de transmissão, paridade e bits de parada. No caso do sistema desenvolvido, nesta etapa da comunicação, o papel do cliente é exercido pelo CLP e o servidor pelo multimedidor. As configurações citadas foram definidas da seguinte maneira:
• taxa de transmissão: 19200 bits/s; • paridade: Par;
• bits de parada: 2; • base do frame: 8 bits.
Para configurar o medidor de acordo com as características desejadas, deve-se primeiro navegar, com a tecla para cima, até o menu de configurações anotado pela descrição “SE” conforme mostra a Figura 18(a). Neste ponto, navega-se com a seta para a direita até o menu “485” de acordo com a Figura 18(b), responsável pela configuração da transmissão na interface RS485 que carregará as mensagens. Dentro do menu “485” existem as opções de configuração “bAu” que configura a taxa de transmissão de símbolos (baud rate ), “Id” que determina o endereço de servidor que o medidor ocupará e “prt” que determina o tipo de paridade. A Figura 18(c) apresenta esses submenus mencionados, que podem ser acessados com a tecla para baixo e configurados com a tecla para a direita. Após selecionar o submenu do “485” desejado, esse pode ser alterado com as setas para cima ou para baixo, sendo que a tecla para esquerda retorna para o menu principal. As configurações apresentadas nas imagens da Figura 18(c) não representam os valores configurados no sistema desenvolvido neste trabalho, visto que as imagens foram adquiridas em situações diferentes.
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(a) Acesso ao submenu de configura- ções, SEt
(b) Acesso ao submenu do RS485
(c) Edição de Baud Rate, endereço do servidor e tipo de paridade
Figura 18 – Configuração da interface física RS485. (Fonte: [31])
A conexão do multimedidor com a interface RS485 pode ser observada na Figura 14. Os fios anotados com P1:D- e P1:D+ proporcionam o acesso do dispositivo ao meio físico, caracterizado pelas tensões positivas e negativas dessa interface.