DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
CURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA
ÊNFASE EM ELETROTÉCNICA
GUILHERME KEY NAGAMINE
ESTUDO DAS PERDAS NÃO TÉCNICAS NO SISTEMA ELÉTRICO DE
DISTRIBUIÇÃO E AS TECNOLOGIAS UTILIZADAS PARA SEU
COMBATE
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
CURITIBA
2011
GUILHERME KEY NAGAMINE
ESTUDO DAS PERDAS NÃO TÉCNICAS NO SISTEMA ELÉTRICO DE
DISTRIBUIÇÃO E AS TECNOLOGIAS UTILIZADAS PARA SEU
COMBATE
Proposta de Trabalho de Conclusão de
Curso de Graduação, apresentado à disciplina de Trabalho de
Conclusão de Curso 2, do curso de Engenharia Industrial Elétrica – Ênfase em Eletrotécnica do Departamento Acadêmico de Eletrotécnica (DAELT) da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Eletricista.
Orientadora: Profa. Annemarlen Gehrke Castagna, MSc.
CURITIBA
2011
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho a minha esposa Claudia Czarnik Nagamine por me apoiar nos momentos em que tive que dedicar parte do meu tempo ao curso. Por ter paciência e compreender o motivo da minha ausência no tempo que eu poderia dedicar à família.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Perdas Por Região ... 19
Figura 2 – Perfil das Perdas de Energia no Brasil ... 21
Figura 3 - Perdas de Energia no Brasil em 2009 ... 22
Figura 4 - Panorama Macro das Perdas Comerciais por Estado Brasileiro ... 22
Figura 5 - Cabos roubados e já cortados para venda ... 25
Figura 6 - Equipamentos e Cabos Furtados ... 26
Figura 7 - Cabos Furtados ... 27
Figura 8 - Cabos cortados em tamanhos de 30 a 40 cm e ensacados para venda. ... 28
Figura 9 - Materiais encontrados nas casas de reciclagens e prontos para serem derretidos. ... 28
Figura 10 - Capacitores furtados e encontrados em ferro-velho. ... 29
Figura 12 - Furto de Energia através de ligação direta na rede elétrica. ... 30
Figura 11 - Transformadores Furtados da Copel. ... 30
Figura 13 - Desvio de energia escondida na parede da casa ... 31
Figura 14 - "Pesca de Energia" ... 32
Figura 15 - Ligação Clandestina. ... 32
Figura 16 - Furto de Energia na Rede de Baixa Tensão. ... 33
Figura 18 - Medidor de Lâmpada - Hora de J.B.Fuller (1878) ... 34
Figura 17 - Medidor de Lâmpada - Hora de Samuel Gardiner ... 34
Figura 19 - Medidor químico de energia de Thomas Edison. ... 35
Figura 20 - Medidor Trifásico Eletromecânico ... 36
Figura 21 - Esquema do circuito interno de um medidor eletromecânico... 37
Figura 22 - Vista explodida do medidor eletromecânico polifásico ... 37
Figura 23 - Abertura do Elo de Potencial ... 38
Figura 24 - Rebaixamento do mancal ... 39
Figura 25 - Troca de engrenagens. ... 39
Figura 26 - Deslocamento de Eixos ... 40
Figura 27 - Entradas de Tc´s jumpeadas na placa do medidor eletrônico ... 40
Figura 28 - Engrenagens lixadas. ... 41
Figura 29 – “A máquina” ... 42
Figura 30 - Medidor eletrônico anti-fraude. ... 44
Figura 31 - Diagrama de Blocos de um Medidor Eletrônico. ... 45
Figura 32 - Vista Explodida do medidor eletrônico ... 46
Figura 33 - Conjunto de Medição para MT ... 47
Figura 34 - Exteriorização da Medição. ... 48
Figura 35 - Visualização interna do Conjunto de Medição. ... 49
Figura 36 - Medidor de Energia para pré-pagamento. ... 52
Figura 37 – Unidade de Inteface do Usuário. ... 52
Figura 39 - Rede convencional ... 54
Figura 40 - Rede com padrão DAT ... 55
Figura 41 - Rede percursora na rede de alta tensão. ... 55
Figura 42 - Rede com padrão DAT ... 56
Figura 43 - Poste com transformador e rede com padrão DAT. ... 56
Figura 44 - Rede BT afastada e próxima da MT. ... 57
Figura 45 - Rede com padrão DAT e com concentradores de medição centralizada. ... 57
Figura 46 - Rede antifurto. ... 61
Figura 47 - Vista interna do CS com seus medidores... 62
Figura 48 - Esquema completo do Sistema de Medição Centralizada. ... 63
Figura 49 - Concentrador Secundário. ... 64
Figura 50 - Concentrador Primário ... 66
Figura 51 - Módulo de Medição ... 67
Figura 52 - Troca de medidores " a quente" ... 67
Figura 53 - Terminal de Leitura Remota - CPR. ... 68
Figura 54 - Exemplo de Smart Grid no sistema Elétrico. ... 70
Figura 55 - Difusão do furto de energia nas concessionárias do Brasil em relação à complexidade social. ... 73
Figura 56 - Intervenções nas caixas dos medidores... 74
Figura 57 - Troca da engrenagem do medidor. ... 74
Figura 58 - Raspagem na engrenagem do medidor ... 75
Figura 59 - Proteção da baixa tensão através de uma barreira física. ... 76
Figura 60 - Barreira física para proteção da rede BT... 77
Figura 61 - Barreira física para proteção da rede BT... 77
Figura 62 - Barreira física para proteção da rede BT... 78
Figura 63 - Proteção aplicada na cidade de Medelin. ... 78
Figura 64 - Rede DAT com SGP+M ... 79
Figura 65 - Rede DAT adaptada com SGP+M... 82
Figura 66 - Variação de Perdas - Medição Convencional x SGP+M ... 83
Figura 67 - Projeto Ampla Fase II com CPR ... 84
Figura 68 - Concentração das Perdas na concessão da Ampla em 2003 ... 85
Figura 69 - Perdas na área de concessão da AMPLA em 2003 ... 85
Figura 70 - Perdas na área de concessão da AMPLA em 2009. ... 86
Figura 71 - Evolução das Perdas Comerciais da Ampla (2003 - 2010) ... 87
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Maiores Perdas de Energia por Concessionária no Brasil ... 20
Tabela 2 - Menores Perdas de Energia por Concessionária no Brasil ... 20
Tabela 3 – Trajetória Regulatória das Perdas ... 21
LISTA DE QUADROS
LISTA DE SIGLAS
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ABRADEE Associação Brasileira de Distribuidoras de Energia Elétrica
AMR Automated Meter Reading
ANEEL Agencia Nacional de Energia Elétrica
AT Alta Tensão
BT Baixa Tensão
CCEE Câmara de Comercialização de Energia Elétrica CEB Companhia Energética de Brasília
CELESC Centrais Elétricas de Santa Catarina S/A CELG Companhia Energética de Goiás
CEMAR Companhia Energética do Maranhão CEMAT Centrais Elétricas Matogrossense S/A CEMIG Companhia Energética de Minas Gerais CELPE Companhia Energética de Pernambuco CEPISA Companhia Energética do Piauí
CERJ Companhia Energética do Rio de Janeiro CFLO Companhia Força e Luz do Oeste
COELCE Companhia Energética do Ceará
COFINS Contribuição para o Financiamento da Seguridade Social COPEL Companhia Paranaense de Energia
CP Concentrador Primário
CPFL Companhia Paulista de Força e Luz CS Concentrador Secundário
DAT Distribuição Aérea Transversal
ICMS Imposto sobre Circulação de Mercadorias e prestações de Serviço
MT Média Tensão
NTC Normas Técnicas COPEL
ONS Organização Nacional de Sistemas
PT Perdas Técnicas
PNT Perdas Não Técnicas
RTM Regulamento Técnico Metrológico
SDC Superintendência Regional Distribuição Centro-Sul SDL Superintendência Regional Distribuição Leste SDN Superintendência Regional Distribuição Noroeste SDO Superintendência Regional Distribuição Oeste SDT Superintendência Regional Distribuição Norte SGP+M Sistema de Gerenciamento de Perdas + medição SPC Serviço de Proteção ao Crédito
PIS Programa de Integração Social RNA Redes Neurais Artificiais
RSI Rede Secundária Isolada TCU Tribunal de Contas da União
SUMÁRIO 1.1 TEMA ... 10 1.1.1 Delimitação do Tema ... 11 1.2 PROBLEMAS E PREMISSAS ... 11 1.3 OBJETIVOS ... 12 1.3.1 Objetivo Geral ... 12 1.3.2 Objetivos Específicos ... 12 1.4 JUSTIFICATIVA ... 12 1.5 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS ... 13 1.6 ESTRUTURA DO TRABALHO ... 14 2 PERDAS ELÉTRICAS ... 16 2.1 PERDAS TÉCNICAS ... 18 2.2 PERDAS COMERCIAIS ... 18
2.2.1 Roubo de Materiais e Equipamentos ... 24
2.2.2 Ligações Clandestinas ... 30
2.2.3 Medidores de Energia ... 33
2.2.4 Fraudes em Medidores de Energia... 38
3 EVOLUÇÃO DAS TECNOLOGIAS PARA COMBATE DE PERDAS COMERCIAIS ... 43 3.1 MEDIDORES ELETRÔNICOS... 43 3.2 CONJUNTOS DE MEDIÇÃO ... 47 3.3 MEDIDORES PRÉ – PAGOS ... 49 3.4 REDE DAT ... 53 3.5 REDE ANTIFURTO ... 59
3.6 SISTEMA DE MEDIÇÃO CENTRALIZADA ... 61
3.6.1 CONCENTRADOR SECUNDÁRIO –CS ... 64
3.6.2 CONCENTRADOR PRIMÁRIO –CP ... 65
3.6.3 MÓDULOS DE MEDIÇÃO ... 66
3.6.4 TERMINAL DE LEITURA REMOTA – CPR ... 68
3.6.5 SOFTWARE DE GERENCIAMENTO ... 68
3.7 SMART GRID ... 69
4 O CASO AMPLA ... 72
4.1 MÉTODOS UTILIZADOS PELA AMPLA PARA O COMBATE DAS PERDAS COMERCIAIS ... 75
4.2 PROJETO AMPLA – FASE I... 81
4.3 PROJETO AMPLA – FASEII... 83
4.4 ANÁLISE ATUAL DAS PERDAS NA AMPLA ... 84
5 CONCLUSÃO ... 88
1 INTRODUÇÃO
1.1 TEMA
Denominam-se P erdas Técnicas de Energia, a s perdas associada s ao tra nsporte da energia pelas redes de transmissão e distribu ição. A s p erdas não técnica s ou come rcia is corre spondem à diferença entre as perdas totais e a s perdas técn icas, decorrente s de furto de energia, p roblemas na mediçã o e faturamento, entre outro s.
As somas das perdas técn icas e d as perdas não té cnicas constituem as pe rd as elétricas.
O furto de energia elétrica está tip ificado no Código P enal no Art. 155:
“É a subtração, para si ou para outrem, de coisa alheia. § 30 Equipara-se à coisa móvel a energia elétrica ou qualquer outra que tenha valor econômico.”
Quando há furto de energia elé trica, parte dos custos é incorpo rada na tarifa para suprir a compra de energia e inve stimentos adiciona is na rede.
Partindo da p remissa ju stificada que “o honesto não de ve e nem pode pagar pe lo desonesto”, faz-se nece ssá rio desenvo lve r procedimentos ou implanta r no vas tecnolo gias pa ra o combate às perdas não técn ica s.
Nesse conte xto, pode-se citar a AMPL A, uma concession ária de energia do E sta do do Rio de Janeiro, que ve m trabalhando metodologias pa ra combater a s pe rdas comerciais, modificando a instala ção da rede de distribuição e utilizando no vas tecnolo gia s de medição de energia.
1.1.1 Delimitação do Tema
O trabalho abord a especificamente o estudo das perda s comercia is no sistema elétrico e as soluções ap licadas com êxito em algumas concessio nárias brasile iras.
1.2 PROBLEMAS E PREMISSAS
O Sistema Bra sileiro atra vés do seu órgão re gu la dor, a Agência Na ciona l de Energia Elé trica (ANEEL ) vem tra balhando, junto aos órgão s rela cio nados ao sistema energé tico, cond ições favorá ve is para que o merca do de energia elétrica se desen vo lva com equilíb rio entre os a gentes (con cessionárias de energia) e b eneficie toda a sociedade.
Para a manutençã o da qualidade do fornecimento de energia elétrica, o balanço econômico entre fornecimento e faturamento deve ser melho rado atravé s de no va s ferramentas de medição e controle. Para que esse o bjetivo se ja con quistado, há a ne cessidade de remunerar ade qua damente os Agentes Regu ladore s atra vés contratos honrados e re gra s clara s. Deste modo, também os consumido res poderão conqu ista r modicidade tarifária (tarifa mais acessíve l para todos os cidadãos), qua lidade de serviço e ga rantia de d ireito s.
O equilíb rio econô mico e financeiro tem um impacto direto nas tarifas de ene rgia , pois quanto mais energia vend ida sem perda s, menor será a ta rifa necessá ria pa ra manter a qualidade d os serviços.
A ANEEL ap resentou indicadores de 61 empresas analisadas, após o ciclo da re visão tarifária (PINHEIRO, 2010 ):
Perdas Técnicas: a pro ximadamente 4 %;
Custos da s Pe rdas Não Técnica s no Brasil (conside rando tarifa média de venda de R$ 252,59 – Dez/2009 ): Energia – R$ 2,2 Bilhões a.a.
A proposta deste trabalho é le var ao conhecime nto da sociedade acadêmica a realidade d as perdas ocorrid as no Sistema Elétrico B rasile iro, suas con sequên cias e apresenta r algumas das tecnolo gia s, ino vações e solu ções aplicadas no seu comb ate.
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 Objetivo Geral
Analisa r o comportamento das perda s comercia is em a lgumas das principa is concessioná ria s de ene rgia, como por e xe mplo, AMPLA e COPEL, as tecnolo gias aplicada s no seu combate e o e studar do caso AMPLA no estado do Rio de Janeiro.
1.3.2 Objetivos Específicos
Para atin gir o o bjetivo ge ra l, anterio rmente citado, foram segu idos os se guin tes passos:
- pesquisa sob re os tipos e co mportamento das perdas comercia is de a lgu mas concessionárias de energia no B rasil.
- estudo sob re o co mportamento atual das perdas comerciais no sistema e létrico.
- pesqu isa sobre as tecno lo gia s utilizada s por algumas concessionárias de energia no combate às perdas.
- Análise do caso A MPLA.
O aumento das perdas implica em maior compra de energia para atendimento do mercado. Como um exemplo hipotético, podemo s supor que uma co ncessioná ria de distribuição ve rifique uma perda de 10% de energia; isso significa que, para atender um consumidor com consumo de 100 kW h/mês, a concessionária de ve comprar 110 kW h de energia. Como a compra de energia faz parte da composição dos custos de uma distribuido ra de energia elétrica, tem-se que perdas ele vam os cu stos que devem se r repa ssados aos consu midores.
O uso raciona l e eficiente da energia elétrica tem impacto direto na sustentabilidad e ambiental e social. O conhecimento sobre a realidade das pe rd as ocorridas no S istema Elétrico Bra sile iro e sob re as conse quências dessas pe rdas pa ra a sociedade nos permite refletir sobre o e quilíbrio necessário pa ra o êxito no combate à s perda s. E sse equilíb rio pode ser simbolizado atra vés de um tripé rep resentado pela ação socia l, ação comercia l e pela tecnolo gia. Com esse estudo, será possíve l agre ga r mais conhecimento para a comunidade acadêmica em ge ral em conco rdâ ncia com a competência técn ica.
1.5 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
Atra vés do s objetivos traçado s, foi feito um estudo biblio gráfico dos tipos de perda s que oco rrem no Brasil e das dive rsas tecnolo gia s atualmente e xistentes para combatê -las, estabele cendo as vanta gens e desvanta gens de cada técnica. São mostradas o comportamento das perdas elétricas e os respe ctivo s imp actos sob re as ta rifas e sobre a re gulação, os in ve stimentos, pro gramas e projetos das concessioná ria s de Energia, apresentando as soluções mais adequa das ao cenário brasileiro e no vida des tecnoló gicas p ara o seto r.
Na primeira etapa foi elaborado um estudo sob re as perdas elétricas comercia is no sistema elé trico brasileiro, e atravé s de a rtigo s de seminário s, normas técnicas re vistas, livro s, pesquisa na internet entre outro s, definindo quais são e co mo são combatidas.
Na se gunda etapa são analisadas atravé s de normas té cnicas, re gulamentação, p alestras e pesqu isa na internet, os imp actos sobre as tarifas, a so ciedad e e o meio ambiente.
Na terceira etap a foram analisados atra vé s de pesqu isa , re vistas, artigos d e seminários e livros, os métodos a plicado s pe las companhias de energia e létrica pa ra o combate às perda s comerciais, e estudadas as vanta gens e de svanta ge ns obtidas.
Na qua rta etapa foram pesqu isados in vestimentos, p rogramas, projetos desen vo lvidos e em de sen volvimento pela s concessioná ria s de energia, atra vé s d e artigo s de semin ários, pale stra s, n ormas técn icas, re vistas, livros, pe squ isa na internet entre outro s.
Na etapa final analisou -se o Caso A mpla e o seu sucesso no combate as Perdas Comerciais.
1.6 ESTRUTURA DO TRABALHO
Seguindo a estrutu ra apresentada no item anterio r, O presente trabalho é composto por 5 cap ítu los, sendo:
Capitu lo 1: Introdu ção - escla rece o tema central, e d e forma sucinta ap resenta r uma pré via da pe squisa a se r desen volvida
Cap ítulo 2: Perda s Elétricas - inicia a fundamentação teórica atra vés de h istó rico de modalidade de furto de energia do sistema elétrico b rasile iro, traçando o perfil de consumo e perdas;
Cap ítulo 3: E volução das Tecnologia s para combate de perdas comercia is - descre ve a e volu ção e os a van ços te cnológico s dos sistemas/te cnolo gias utilizados pela s concessioná ria s de energia e sua adequação a no rmatizações re le vante s e aplicá ve is;
Cap ítulo 4: E stud o de Caso - abo rda conceitos, definições, caracte rística s, to pologias da s prin cipais tecno lo gias utilizadas no Caso Ampla;
Cap ítulo 5: Conclusão- apresenta conclusões da viab ilidade técnica e econômica das tecnolo gias pesqu isadas n o combate às perdas.
Cap ítulo Fina l: Elementos Complementares: Referências, Apêndices e Ane xo s.
2 PERDAS ELÉTRICAS
Em um sistema de distribuição de energia, oco rrem algumas perdas de energia elétrica. Pode -se dividi-la s em dois tipo s: as técnica s (PT), decorrente s da inte ração da corrente elétrica e de seu s campos eletromagn éticos com o meio físico de tran sporte de energia, e as não técnicas (PNT) ou comerciais referentes à energia entregue, porém não faturada pela concession ária de energia. E ssa última se origina tanto de e rros de faturamento da distribu idora como de ações dos consumido res atra vé s de frau des em medidore s ou ligações clandestinas.
Conforme Resolução Normativa da ANEEL n0 166 de 10 de outubro de 2005:
XIII – Perdas Elétricas do Sistema de Distribuição: perdas elétricas reconhecidas pela ANEEL quando da revisão tarifária periódica, compostas por:
a) perdas na Rede Básica, correspondentes às perdas nos sistemas de transmissão, apuradas no âmbito da Câmara de Comercialização de Energia Elétrica – CCEE;
b) perdas técnicas, correspondentes às perdas no transporte da energia na rede de distribuição; e
c) perdas não técnicas, correspondentes à parcela de energia consumida e não faturada por concessionária de distribuição, devido a irregularidades no cadastro de consumidores, na medição e nas instalações de consumo.
Os grande s refle xos nas ta rifas co bradas dos consu midores finais de vido ao im pacto na rece ita das empresas ge rada pelo problem a das perdas no Bra sil vêm demandando especial aten çã o da ANEEL e das concessionária s de energia, na busca de soluções p ara equacioná -lo.
Segundo auditoria do Tribunal de Contas da União (TCU), (2008) pa ra le vantar o impacto das p erdas comerciais, o Brasil deixa de receber por ano, cerca de R$ 10 b ilhões em imposto s em ra zão de perdas de energia elétrica. Fo i constatado na apuração que os consumidore s a inda pagam 5 % a ma is nas tarifas e, no s últimos ano s, tem ocorrido crescimento desses pre juízo s, causado s po r furtos, falhas operaciona is e au sência de medição.
A tecnolo gia utilizada pelas conce ssionárias de d istrib uição de energia elétrica é uma das causas das perdas. Técnicos do TCU ve rifica ram que, das 64 distribu id oras do B rasil, ainda e xistem empresas que u sa m medidores de indução para realiza r a medição, cuja tecnolo gia tem mais de 100 anos. Isto dificulta a medição eficiente e conse quentemente facilita o furto. Estes visitaram a LIGHT e a AMPLA, no Rio de Janeiro, e a MA NA US E NERGIA , no A mazonas, onde constataram que a “vulne rabilidade da rede elétrica é muito grande”.
Como parâmetro da grande za do preju ízo causad o pelas perdas, se gundo o relató rio, só o volume de energia pe rdida em 2007 poderia abastece r por um ano os estados de Mina s Gerais, Cea rá, Bahia e Pernambuco juntos. A lém disso, toda a ene rgia que se rá produ zida pe la Usina de Santo A ntônio, no Rio Madeira (RO), corresponderá a p ouco mais de 35% das perdas elé tricas anuais do País.
O Rio de Janeiro a presenta uma das maiores índ ice s de perdas do país, ju stificad as pelos prob lemas da violência e da ausência de fiscalização nas fave las. No entanto, segundo estudo da Unive rsidad e Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), as áreas mais pobre s respondem por apenas 37% dessas perdas. Condo mínio s de lu xo foram constru ído s com tecnolo gia s qu e permitem fraudes no consumo de energia.
O vo lume de perdas de energia é um dos fatores que influencia o valo r das ta rifas pagas pela popu lação. No p rime iro ciclo de re visão tarifária de 2003, as perdas elétrica s foram repassadas inte gra lmente para os consum idores. A p rópria A gê ncia Na ciona l de E nergia E létrica (ANEEL ) reconhe ceu que as falhas foram causadas por ineficiência s na
gestão. Já no se gundo ciclo, inicia do em 2007 ainda em curso, a maioria das medid as para combater e regu lar o s pre ju ízo s com mais eficiência de ixou d e ser implementada.
O TCU recomend ou que a ANEEL tomasse medida s para diminuir as pe rdas. A agência foi reco mendada a estabelecer n íve is de perdas té cnica s admissíve is po r meio de comparação entre a s distribu idoras e definir uma trajetória descendente para os preju ízos, entre outra s medid as.
2.1 PERDAS TÉCNICAS
Denominam-se P erdas Técnicas de Energia, a s perdas associada s ao tra nsporte da energia pelas redes de transmissão e distribu ição.
As perdas té cnicas correspondem às perdas inere ntes ao processo de transmissão e distribu ição, causadas pela passagem da corrente elétrica nos diversos ele mentos que compõem uma rede elétrica, efeito Jo ule nos conduto re s, ao estado de conservação de medidores de energia, às perdas no s núcleos dos tra nsformadores e outros e quipamentos, além de perda s ligada s às co rre ntes de fuga no ar e nos iso ladores.
2.2 PERDAS COMERCIAIS
Um dos grandes problemas em empresas de distribu ição de energia e létrica e stá re lacionado a perdas de ene rgia por fraudes e outras irre gu larida des. Essas perdas, também chamadas de perdas não técnica s, podem ser vistas como uma forma de subtrair ilicitamente a energia d istribu ída.
As perdas não técnica s ou com ercia is correspon dem à diferença entre as perdas totais e a s perdas técn icas, decorrente s de furto de energia, p roblemas na mediçã o e faturamento, entre outro s.
As perdas comerciais podem ser definidas como sendo a diferença entre a quantidade de energia consumida e a que foi faturada e estão re lacionad as ao furto de materia is e e quipamen tos loca lizados na rede, desvio s de energia no sistema de distribuição, fraudes realizadas po r manipulação nos e qu ip amentos de medição de energia e por inadimplên cias de alguns cliente s. Essas perdas estão diretamente relacionadas ao modo de gestão comercial da concessioná ria distribu idora de En ergia.
Figura 1 - Perdas Por Região
Tabela 1 - Maiores Perdas de Energia por Concessionária no Brasil
Fonte: BRACIER / CEB Seminário Internacional sobre Perdas em Sistemas de Distribuição (2010)
Tabela 2 - Menores Perdas de Energia por Concessionária no Brasil
Tabela 3 – Trajetória Regulatória das Perdas
Fonte: BRACIER / CEB Seminário Internacional sobre Perdas em Sistemas de Distribuição (2010)
Figura 2 – Perfil das Perdas de Energia no Brasil
Figura 3 - Perdas de Energia no Brasil em 2009
Fonte: BRACIER / CEB Seminário Internacional sobre Perdas em Sistemas de Distribuição 2010
Figura 4 - Panorama Macro das Perdas Comerciais por Estado Brasileiro
A Associação B ra sile ira de Distribu idoras de Ene rgia Elétrica ABRADEE (2009 ) faz d istinção entre fraude e furto:
- A fraude oco rre na a lte ração do funcionamento dos equipamentos de medição, visando redução no registro de demanda e/ou consumo, ind uzindo ou manten do a concessioná ria em erro. A s infrações ocorrem quando há troca nas ligações de medições que fazem o disco girar para trás, b loqueio do disco do medidor, entre outras cau sas.
- No ca so do furto , é subtra ída ene rgia elétrica da s re des da concessionária se m medição e com preju ízo desta. A liga ção clandestina e desvio de energia são citados como e xe mplos de furtos muito comuns no B rasil.
Dados de 2008 reve lam que as p erdas, de toda a energia produ zida, che gam a 16 %, com média de 50% para cad a uma das PT e PNT. Alguns e sta dos da federação apresentam perd as técnicas qu e va riam de 3 a 20%. As maiores pe rdas estão na Re gião Norte, da ordem de 19,7%. Nas outras re giõe s do Brasil as pe rd as são em to rno de 13 e 14%, sendo adotado para o Brasil uma perd a comercia l de cerca de 13,6 % .
A ABRADEE (2009) afirma que o total de energia desviada no Brasil abastece ria um estado cuja demanda fosse da ordem de 1,2 GW h. A Resolução nº 456/2000 trata de pro cedimentos ile gais praticados, penalizando o infrator a p ena de reclusão d e 2 a 8 anos e multa conforme Art. 155, e reclu são d e 1 a 5 anos e multa no caso de infração re lativa ao Art. 171. Algumas das possíve is cau sas podem se r listadas como segue: erro de faturamento, erros de medição, falta de medição, falhas no cadastro, frau de, fraude inte rn a e iluminação pública, e stas sobre contro le da concessioná ria.
Desvio de energia, fraude e ligação clandestin a são conside rados fora do contro le da concessionária. Pelo fato dos “le iturista s” não terem fácil acesso a algumas áreas de favelas onde sabemos da e xistê ncia de desvio de e nergia.
Uma das metas da s concessioná ria s de energia e létrica para a redução das perda s comerciais é a capacitação de sua equipe té cnica, nomeadamente a dos leitu ristas. As implica ções no ro ubo e furto de energia no B rasil contemplam aspectos cultu rais, so cia is e econômico s de nossa sociedad e.
2.2.1 Roubo de Materiais e Equipamentos
O furto de Materiais e E qu ipamentos está re lacion ado ao vanda lismo e principalmente a venda para recicla gem. Estas infrações ocorrem prin cipa lmente em grande s centros u rbanos, on de há grande facilidade e pro cu ra na venda das matérias primas retiradas desses equipamentos.
Os cabos ge ralmente costumam ser derretidos e os componentes como: cobre e a lumín io furtados e outro s materia is são vend idos em ferro s-ve lhos que não exigem notas fisca is pe lo p roduto adquirido.
A AES Ele tropau lo , concessioná ria que fornece energia para a capital do estado de São Paulo e m ais 23 cidades pa ulistas, te ve um preju ízo de R$ 4 31.781,00 com o furto de fios de cobre no ano passado. Além disso, foram furtados 143 transformadores, constitu ídos de bobinas com fios de cobre em seu interior. O cu sto dos furtos chega a R$ 220.649,00. O preju ízo tota l, d esta forma, foi de R$ 652.430,00 em 2008. Pe los cálculo s da emp resa, de 1º de janeiro até a p rime ira semana de dezem bro de 2008, teria m sido furtados mais de 71 km de cabos de cobre , o preferido para ser ne gociado co m sucateiros e ferros-velhos. Ape sar d isso, hou ve redução nos furtos de fios em relação ao s anos a nterio res. Em 2007 , foram 98,05 km e em 2006, 90,4 km. Em relação aos transformadores, a imensa maioria foi furtada na re gião Oe ste, que abrange a Zona Oeste da cap ital e d emais cidades atendidas pela con cessionária na re gião – 103 equipamentos, no total.
Outros 29 foram le vado s na re gião Su l e 11, na re gião d o ABC. Ficam de fora da conta do preju ízo a energia que é deixada de ser fornecida - serviço que, em contrapartida, não é remunerado - a moradores, comércio, emp resa s e indústria s destas cidades e a in da o custo de mão-de-obra e materia l para o reparo das fiações danificadas. Na ponta do lápis, o d éficit da concessio nária no ano é ain da maior, mas o cálcu lo não está fechado. E quem paga a conta, obvia mente, são os consumidore s. Conforme Márcio Augusto K viatko wski, gerente de segu rança corpo rativa da AE S Ele trop aulo. Não é só a A ES Eletropaulo que a rca com o p reju ízo, mas a popu lação como um tod o que é lesada em dobro, po is fica sem receber um serviço até que o re paro se ja feito , também porque o custo destes furtos são repa ssados para o s consumidore s.
A região Norte, por exemplo , formada exclu sivame nte pela re gião cen tra l e d a Zona No rte da capital paulista, é a campeã do rankin g de furtos de fios de cob re: em 2008, foram 21,7 km. Em segu ida, vem o A BC, inte grado por sete cidades, com 19,57 km. O
Figura 5 - Cabos roubados e já cortados para venda Fonte: GLOBO.COM, Apud Aes Eletropaulo 2008
preço que se pa ga pelo quilo de cobre nos ferros-velh os – que pod e chega r a até R$ 18 - faz o crime parecer bastante compensador, a ponto até mesmo de as pessoas se a rriscarem a mo rre r eletro cutadas. Uma descarga elétrica da rede de alta tensão (até 138 kV), por exemplo, pode literalmente, “to rra r” uma pessoa. Mesmo assim, a conta do lu cro, pa ra quem furta, é mu ito mais fácil de fa ze r do que a do preju ízo da empre sa: apenas um metro de um cabo do diâmetro de um dedo polegar, utilizado em redes primária s ou para aterramento de equipamentos, pod e pesar até 10 kg. Este metro de cabo pode ser vend ido a R$ 180,00. Diante disso, já foi possível até mesmo para a AES Eletropaulo id entificar dois tipos de pessoas que op tam por corre r o risco de comete r os furtos e, assim, sustentar um mercado ile ga l, segundo Márcio Au gusto: “A gente sa be o perfil de que m rouba. Tem o de baixa renda, qu e furta fios para vender e tro car por dro gas, e tem um pessoal que a ge de forma organ izada”, e xp lica . O preju ízo maior, obviamente, é causado por estas ve rdadeiras quad rilh as que furtam fios e equipamentos. “Esse tipo é mais complicado de combater, pois são ex-funcionário s de empresas terceirizada s e que, por isso, sabem onde tem de co rtar, sabem onde o cabo está ou nã o energizado”, afirmou o ge rente da empresa.
Figura 6 - Equipamentos e Cabos Furtados Fonte: GLOBO.COM, Apud Aes Eletropaulo 2008
Como respo sta a e sta “o rganização ”, foi criada já na década de 1980 até mesmo uma delegacia e xclu siva, a De lega cia d e Repressão a Furto de Fios (DRFF), subo rdinada à 3ª Dele gacia da Divisão de Crimes Contra o P atrimônio, do Depa rtamento de In vestigações sob re Crime Organ izado (DEIC).
“ É u m p r o b l e m a c r ô n ic o , o r o u b o d e f i o s . P a r a t e n t a r c o i b i- lo s , f a ze m o s u m t r a b a lh o d e i n t e l i g ê n c i a e d e a p o io a e s t a d e l e g a c i a , c o m o , p o r e x e m p l o , id e n t if ic a r o s r e c e p t a d o r e s d e s t e m a t e r ia l , n o c a s o o s f e r r o s - v e lh o s e u s i n a s d e r e c ic l a g e m . M a s , e m m u it o s c a s o s , n ã o t e m o s c o m o c o m p r o v a r q u e o c a b o é d a A E S E l e t r o p a u l o ” , l a m e n t o u . E q u a n d o c o n s e g u e , o s c a b o s e f i o s e s t ã o p r a t ic a m e n t e i n u t il i za d o s . Em u m d e p ó s it o , a e m p r e s a a c u m u l a n a d a m e n o s d o q u e 4 0 t o n e l a d a s d e p r o d u t o s f u r t a d o s . U m v e r d a d e ir o a p a g ã o n o b o ls o d o s c o n s u m id o r e s .
Figura 7 - Cabos Furtados
Em uma operação realiza pela CE LG em 2004 re gistrou a apreensão de materia is furtados da rede elétrica co mo mostra as figura s 8, 9 e 10.
Figura 8 - Cabos cortados em tamanhos de 30 a 40 cm e ensacados para venda.
Fonte: CELG / Programa de Combate ao Furto de Cabos e Ramais
Figura 9 - Materiais encontrados nas casas de reciclagens e prontos para serem derretidos. Fonte: CELG / Programa de Combate ao Furto de Cabos e Ramais
A Concessionária Paranaense de Energia - COPEL em março de 2007 re gistrou o furto de dois tra nsformadores furta dos ilustrados na figura 8, apresentam alto custo para a Concession ária, po rém os materiais furtados dos dois transformadores não u ltrapa ssam 10 kg de cobre, e de acordo com a COPEL não renderão mais qu e R$ 40,00 por essa quantidade de material.
Figura 10 - Capacitores furtados e encontrados em ferro-velho. Fonte: CELG / Programa de Combate ao Furto de Cabos e Ramais
2.2.2 Ligações Clandestinas
Os furtos de energia nas linha s de distribuição são realizado s na maioria dos casos, atra vés de ligaçõe s clandestinas ou mais popularmente conh ecido por “gatos”.
Figura 12 - Furto de Energia através de ligação direta na rede elétrica. Fonte: LANDIS+GYR 2010
Figura 11 - Transformadores Furtados da Copel. Fonte: COPEL 2008
As ligações cland estinas são feitas dire tamente na rede da distribu idora de energia sem equ ipa mento intermediário que oferece segu rança aos con sumidores. E las provo cam perigos à sociedade, pois pro vocam cho ques elétricos, cu rtos-circuito s que pode m resulta r em ferimentos e até a morte por desca rgas elétricas e a té incênd ios nas residên cia s com ligação sem se gura nça e que utilizam fios quebrado s ou sem um isolamento adequado, além de sobrecargas no sistema elétrico que compromete equipamentos da rede de distribu ição como transformadores e pode ocasionar interrup ções no abastecimento de outros con sumidores.
As figu ras 13, 14, 15 e 16, ap rese ntam algun s e xem plos de ligaçõe s irregu la res praticadas pe los consumidore s.
Figura 13 - Desvio de energia escondida na parede da casa Fonte: CELPE 2006
Figura 14 - "Pesca de Energia" Fonte: LANDIS+GYR 2010
Figura 15 - Ligação Clandestina.
2.2.3 Medidores de Energia
O primeiro e quipa mento destinado a quantificação do consumo de energia elétrica re conhecido p ela ciência foi d esen volvido e patenteado por Sa muel Gardine r, no ano de 1872. Tratava -se de um medidor lâmpada-h ora (figura 14), o dispositivo simplesmente indica va o período que uma lâmpada permanecia acesa, baseado no fato de que a carga e ra conhecida e a corre nte era praticam ente continua, calcu la va -se que o produto entre o te mpo ligado e a potência nomina l da carga.
Em 1878, J.B. Fu ller desen volveu um medidor de lâmpada-hora para operação em corrente alte rnad a (figura 15 ), co mposto por um reló gio-contador cujo mecanismo era acionado por um par de bobinas que vib ra vam com a freqüência de alimentação, rea lizan do desta forma o avan ço da conta gem.
Figura 16 - Furto de Energia na Rede de Baixa Tensão. Fonte: L AN D I S +G Y R 2 0 1 0
Figura 18 - Medidor de Lâmpada - Hora de J.B.Fuller (1878) Fonte: Watthourmeters 2010
A utilização de medidores do tipo lâmpada-hora se mostra va eficiente somente quando utilizados com cargas conhe cidas, o que na maioria dos casos eram lâmpadas, por este motivo deixa vam a desejar
Figura 17 - Medidor de Lâmpada - Hora de Samuel Gardiner Fonte: Watthourmeters 2010
quando as cargas apresenta vam va riaçõe s de potência ao longo do período de ope ração. Nos anos entre 1878 e 1880, Thomas Edison desenvo lveu o p rimeiro medido r de quantidade de e letricidade (figura 16) ao in vé s de medir po r quanto te mpo o circuito ficou energizado . Tratava -se de um medidor qu ímico, p ossu ía pla cas que se deteriora vam e sua diferença co m relação a uma p laca no va re sulta va na quantidade de energia con sumida.
Mas foi a partir da aplicação d o prin cípio da indução, demonstrado pelo professor Galileo Ferra ris, em 1885, que o s medidores vie ram a adquirir me lhor p recisão. Pe lo princípio de Fe rra ris: o fluxo ma gnético produ zido por dua s bobinas, a gindo sobre um roto r metálico, p rodu z uma força, que o faz gira r. É e ste o princípio de funcionamento de todos os medido res de co rrente a lte rn ada fabricados até os dias de hoje .
Este medidor ain da é muito utilizado, e sua aplicação se concentra no grupo B - grupa mento composto de unidades consumidora s co m fornecimento em tensão inferior a 2,3 kV (RESOL UÇÃ O 456 -2000) - , mais especificamente n o grupo B1 – residen cia l ba ixa renda. Refle xo do fato que, este e quip amento, até um tempo atrás, seu custo era considerado baixo e havia grande
Figura 19 - Medidor químico de energia de Thomas Edison. Fonte: Watthourmeters 2010
disponib ilidade, visto que sua utilização como meio de medida do consumo é antiga, e foi aperfeiçoado ao logo do tempo. O medidor eletromecân ico de potência ativa, con forme pode ser visto na figura 20, possui uma bobina de corrente que conduz a corrente de linha, e a bobina de potencial mede a tensão submetida atra vés d a linha. Ambos os enrolamentos são feitos sob uma estrutu ra metálica de forma a cria r dois circuito s eletromagnético s.
Figura 20 - Medidor Trifásico Eletromecânico Fonte: LANDIS+GYR 2010
Um disco le ve de alumínio é suspe nso na região do campo magnético criado p ela bobina de corrente, conforme pode ser visto na figura 21. Ne ste disco são indu zidas correntes pa rasita s ou co rrente s de Foucau lt de mo do a faze r com qu e o disco gire no seu próp rio e ixo. O número de rota ções do d isco é p roporcional à ene rgia consum ida
pela ca rga em um certo inte rva lo d e tempo, e a med ida é feita em quilo wa tt- ho ra (kW h)(MEDEIROS, 1980).
Figura 21 - Esquema do circuito interno de um medidor eletromecânico
Fonte: MEDEIROS 1980
Figura 22 - Vista explodida do medidor eletromecânico polifásico Fonte: LANDIS+GYR 2010
A partir da décad a de 1970, com as descoberta s na área de eletrôn ica, os fabrican tes de medidores começa ra m a introduzir re gistrado res eletrônico s e dispo sitivos de medição e leitura automáticos. No s anos 1980, os fabricantes passa ram a oferecer contadores h íb rid os com re gistrad ores ele trôn icos montados em medidores do tip o indução. No in ício da década de 1990, novo s progressos no d omínio da eletrô nica permitiram aos fabricantes começar a introd ução de contadores totalmente informatizados e utilizados sem partes mó veis (para fornecer além dos parâmetro s normais utilizados, vá ria s funções no vas para o medido r).
No Brasil, os medidores de ene rgia e létrica e letrônico s começaram a su rgir no final da décad a de 80 e in ício da década de 90.
2.2.4 Fraudes em Medidores de Energia
Figura 23 - Abertura do Elo de Potencial
Figura 24 - Rebaixamento do mancal
Fonte: BRACIER / CEB Seminário Internacional sobre Perdas em Sistemas de Distribuição 2010
Figura 25 - Troca de engrenagens.
Figura 26 - Deslocamento de Eixos
Fonte: BRACIER / CEB Seminário Internacional sobre Perdas em Sistemas de Distribuição 2010
Figura 27 - Entradas de Tc´s jumpeadas na placa do medidor eletrônico
Fonte: BRACIER / CEB Seminário Internacional sobre Perdas em Sistemas de Distribuição 2010
Constante busca de meios para fraudar as medições, um exemplo cla ro disso é “A MÁ QUINA ”, dispositivo eletrôn ico con stru ído na cidade de Sou sa cu ja função é isolar o neutro a lte rando assim a referencia de ten sã o nos bornes da bo bina de potencia l d o medidor. Figura 28 - Engrenagens lixadas.
Fonte: BRACIER / CEB Seminário Internacional sobre Perdas em Sistemas de Distribuição 2010
Figura 29 – “A máquina”
Fonte: BRACIER / CEB Seminário Internacional sobre Perdas em Sistemas de Distribuição 2010
3 EVOLUÇÃO DAS TECNOLOGIAS PARA COMBATE DE PERDAS COMERCIAIS
3.1 MEDIDORES ELETRÔNICOS
A partir da décad a de 1970, com as descoberta s na área de eletrôn ica, os fabrican tes de medidores começa ra m a introduzir re gistrado res eletrônico s e dispo sitivos de medição e leitura automáticos. No s anos 1980, os fabricantes passa ram a oferecer contadores h íb rid os com re gistrad ores ele trôn icos montados em medidores do tip o indução. No in ício da década de 1990, novo s progressos no d omínio da eletrô nica permitiram aos fabricantes começar a introd ução de contadores totalmente informatizados e utilizados sem partes mó veis (para fornecer além dos parâmetro s normais utilizados, vá ria s funções no vas para o medido r).
No Brasil, os medidores de ene rgia e létrica e letrônico s começaram a su rgir no final da décad a de 80 e in ício da década de 90.
Os medidores eletrônicos possue m muitas vanta gens em relação aos medid ores e letromecân icos de indu ção que, de vido à s sua s caracte rística s op eraciona is de co nstrução, tais co mo o uso de componentes indutivos como bobinas, possuem algumas limita ções e restrições para que sua operação seja confiáve l.
Os medido res e letrônicos podem possuir dive rsa s funções além da principa l, como a possibilidade de comunicação com dispositivo s exte rnos, capacid ade de arma zena mento das leitu ra s em memória interna não vo látil, a medição de energia reativa de demanda incorpo rada e recu rsos para a aplicação de tarifas horo-sa zonais. Com isto, os medido res eletrôn icos são utilizados como eleme nto sensor de sistemas de gere nciamento de energia ao mesmo tempo em que operam como registradores de con sumo para o faturamento pela concessionária. A lém disso, pode po ssuir re cursos pa ra realização de corte de fornecime nto de energia à distância, te le le itu ra e possuir um sistema de p ré-pa gamento (PAULINO, 2006).
A utilização de medição d igita l da en ergia elétrica é ca da ve z mais e vidente no Brasil. O seto r a lvo até pouco temp o, o indu strial, este ve na ponta d e utilização de me didores d igitais, p orém o uso em escala residencial se mostra favo rá vel. Hoje, mais de 90% do parque nacional ainda é de medidores eletro mecânicos e o prin cipal entra ve à entrada do produto eletrônico no Brasil e ra o seu alto preço, in viá ve l para o mercado residencial (SILVA, 2007). Atua lmente, porém, essa tecnolo gia está mais acessível p ossuindo va lore s cada ve z mais pró ximos ao s dos e letromecân icos.
Os e quipamentos de medição digita l possib ilitam o com bate às fraudes e roubos de energia utiliza ndo-se de med içã o centra lizada, bem como dispositivo s anti-fraude. Na figura 12, um medidor ele trôn ico monofásico anti-fra ude que mostra a visos luminoso s e informações em seu disp la y.
Figura 30 - Medidor eletrônico anti-fraude. Fonte: ELECTROMETER 2010
Os medidores d e energia eletrô nicos possuem o seu funcionamento baseado na medição atra vés de algun s princíp ios de medição como o shunt, transformadores de corren te, bobina de Rogo swki, e tc. São compostos por microproce ssado res que possib ilitam melhor e xatidão na medição, utiliza ção de d ispla y de LCD para visua lização, memória de massa, com unicação, etc.
As cone xões de fase (L1, L2, L3 ) e neutro, são respon sá veis em prove r energia para medição de energia e para su prir a fonte de energia do medido r.
Três elementos de medição DFS (Direct Fie ld Senso r) ge ram um sinal propo rcio nal à potência em cada fase com base na tensão aplicada e co rrente circulante. Esse sinal é con ve rtido para um sinal digita l para o futuro processamento pelo micropro cessad or.
O micro contro lador soma os sina is digitais das fases individuai s e forma pulsos de energia fixa. E le separa esse s pulso s de acordo com
Figura 31 - Diagrama de Blocos de um Medidor Eletrônico. Fonte: LANDIS+GYR 2010
a direção do fluxo de energia, em positivo e negativo. Ele então os processa de acordo com a constante do medidor e alimenta o respectivo re gistrador de aco rdo com a tarifa, determinada pe lo contro lador de tarifas. O micro controlado r também controla a comunicação de d ados com o mostra dor (d isp lay), a interface óptica e ainda garante uma operação segura mesmo em evento de falta de energia.
Uma memória não vo látil (EEPROM) contém os pa râmetro s configurado s no medidor e asse gura os dados de faturamento – re gistros de energia – contra pe rda quando de uma falta de energia.
Figura 32 - Vista Explodida do medidor eletrônico Fonte: LANDIS+GYR 2010
3.2 CONJUNTOS DE MEDIÇÃO
Consiste de um módulo composto por 3 TPs e 3 TCs que , acoplado a um m edidor e letrônico e à telemetria, e nvia on -line os dados à central da conce ssioná ria, e vitando furto s de maneira eficiente.
Figura 33 - Conjunto de Medição para MT Fonte: LANDIS+GYR 2010
A idéia principal d e utilização do co njunto de medição é a de exte rioriza r a medição da subestação do consumidor e colocar no poste pró ximo à rede de média tensão, conforme mostrado na figura 34.
Figura 34 - Exteriorização da Medição. Fonte: SERTA 2011
Além do combate ao furto de energia, se guem algu mas das vanta gen s na utilização do equ ipamento:
• Diminu i o tempo de instalação e implementação do sistema, pois engloba em um só produto a solução completa;
• Pode ser insta lado em linha viva;
• Oferece maior se gu rança e a gilidade na reposição de peças, pois os co mponentes são disponibilizado s por u m só fornecedor;
• Proporciona maior segu rança operacional em função do menor número de conexões na instala ção;
• Permite faze r a medição com o equ ipamento no alto do poste;
• Combina medição, monitoramento remoto (gateway) e funções anti-fraude e violação do sistema em uma única solução, op cional;
• Permite uso de medidor e letrôn ico T HS com memória de massa e monitore s de qualidade de en ergia.
Figura 35 - Visualização interna do Conjunto de Medição. Fonte: LANDIS+GYR 2010
3.3 MEDIDORES PRÉ – PAGOS
Concessionárias e distribu idoras de energia de todo o país aguardam a homologa ção da Agência Naciona l de Energia Elétrica (ANEEL ), pa ra um novo p roduto, de sen volvido no Pa raná, que pode re volu ciona r o seto r e létrico na ciona l: é a venda de energia elétrica po r cartão p ré-pa go.
O prin cípio é o mesmo do cartão telefônico e o o bjetivo é ga rantir economia aos consumidores. O Instituto de Tecnologia para o Desen vo lvimento (Lactec), centro de excelência tecno lógica com sede em Curitiba, já disponibilizou 2 mil p rotótipos do p roduto , que e stão em teste. Com o cartão, o consumidor, pessoa jurídica ou física, pode adquirir, p re viame nte, determinada quantidade de energia, conforme sua necessidade. O sistema beneficiará, por e xemplo, proprietários de casas de verane io que são obrigado s, atualmente, a p agar uma ta xa
mínima mensal, m esmo que o imó ve l permaneça fechado durante todo o ano. O cartão poderá ser com prado também p or vendedo res ambulantes - ba stante comum no Norte e no Norde ste - que usam energia de estabelecimentos comerciais p ró ximos ao se u ponto. Com o uso do cartão a concessionária poderá dispon ibiliza r medidore s eletrôn icos espe ciais de energia, d esen volvidos pelo s técnico s do laborató rio.
Outra modalidade de faturamento qu e pode ser utiliza do é o sistema microprocessado, que opera a partir de um Medidor Eletrônico de energia ativa e reativa. É uma solução para a medição precisa, venda e ge renciamento de energia e lé trica.
Pode ser configura do para o sistema de cartão pré-pa go -tipo sma rtca rd, com microch ip. Permite a leitura remota do consumo, comunicação óptica serial, contro le d e demanda e multitarifação.
Dispen sa o uso de baterias pa ra a manutenção de va lores em caso de falta de e nergia. Ap resenta memória não volátil. Dimensões e caracte rística s obedecem às especificações e normas técnica s aplicá veis. Mede as energias ativa, reativa e a demanda. Possibilita medições com tarifa diferenciada de acordo com o horário do dia (Tarifa Amarela). Conta com termin al para ligação (o pcional) a um canal de comunicação, para le itura e operação remo tas. Atende a s caracte rística s p ró prias do me rcado e nergé tico bra sileiro . Desen volvido em parceria com a Procomp. Para a tarifa diferencia da, o medidor permite uma sé rie de pro gramações p ara cada um dos d ias da semana. Ele pode ser p ro gramado para operar com tarifa mais ele vada nos horários de pico d e demanda (entre 18h e 21h, por exemplo) e com tarifa redu zida em outros pe ríodos do dia. Com o uso planejado d e energia, o usuário pode obter um consumo maior, com redução no preço da ta rifa.
Além do Lactec, a Landis+Gyr tam bém possui uma linha de produtos de medid ores pré -pa gos qu e são fabricados n a África do Sul, e distribu ído s para vá rios pa íses o nde a re gulamentação para essa modalidade de medição já está re gula mentada e consolid ada.
, A conce ssionária e o cliente op eram sobre um acordo sustentá vel: O cliente contrata uma determinada quan tidade de energia, entre gue na quantidade contratada a medida qu e é consum ida, enão poderá dema ndar mais que e ssa quantidade de energia contratada.;
O proce sso de funcionamento do sistema é bem simples:
- A entrada dos cré ditos de ene rgia se realiza em uma sequencia in interrupta, em inte rvalo s de 15 segundos;
- A disponib ilidade do serviço está condicionada ao resultado do balan ço entre as sua s d emandas e a acumulação dos crédito s que o clie nte consegue estabelece r;
- Se o cliente esgota todo o se u crédito, o fornecimento de e nergia fica suspen so de forma transitória até que consiga reestabelecer o equilíb rio entre a s suas demandas e a no va acumulação de cré ditos;
- O tempo básico de restituição do fornecimento é de 30 segundos;
O cliente pode a qualque r momento comprar mais créditos de energia (além dos que estarão sendo creditados a cada 15 segundos in inte rruptamente ).
A energia dispon ível será a soma da energia dispon íve l (saldo ) mais a energia que o cliente comprou.
As figuras 36 e 37 mostram as partes que compõem a solução de medição de pré -pagamento da Landis+Gyr.
O Sistema compre ende o Software d e Gestão pa ra a o peração de “Medido res-Ad ministradore s” de Energia E létrica P ré-Pa ga, o qual
Figura 36 - Medidor de Energia para pré-pagamento. Fonte: LANDIS+GYR 2011
Figura 37 – Unidade de Inteface do Usuário. Fonte: LANDIS+GYR 2011
opera em conjunto com dispositivo s de encriptação denominados Processadores de Alta Se guran ça (HSP -High Secu rity Pro cesso r), Treinamento e os S erviços Corre latos.
O meio de transferência para a cred itação da energia a dquirida pelo cliente é um código numérico d e 20 dígitos cifrad o, conforme a IEC 62055-41, den ominado “Núme ro de Transferência d e Créd ito ” (NT), único para cada cliente e para cada operação, o qual se rá ge rado pelo Sistema atra vés d o Processador de Alta Se gurança (HSP) e imp resso na Fatura/Recibo d a Venda de Energia.
O Cliente digitará este “Número de Transferência de Créd ito” via teclado do se u medidor, creditando assim a energia adquirida. Assim mesmo, o Cliente pode rá repetir a ope ração de compra quantas ve zes e pelo va lor que lhe sejam mais conven ientes, co nsegu indo uma efetiva autoadmin istração do uso da e nergia.
3.4 REDE DAT
Figura 38 - Esquema de Instalação do Sistema. Fonte: LANDIS+GYR 2011
O sistema de Distribuição Aérea Tran sversal (rede DAT) é uma solução té cnica p ara combater o f urto de energia, que até 2005 causa va à Ampla perdas comerciais de ce rca de 15 %, resu ltantes principalmente de ligações clandestin as. Além disso, a nova rede redu z também consideráve l pa rcela da s chamadas perdas técnicas, atualmente da ordem de 10%, ocasionadas pela transformação e transpo rte da eletricidade no sistema de distribu ição.
A figura 39 ilustra a rede con vencion al e as figu ras de 40a 45 ilustram a rede co m padrão DAT.
Figura 39 - Rede convencional Fonte: LANDIS+GYR 2010
Figura 40 - Rede com padrão DAT Fonte: LANDIS+GYR 2010
Figura 41 - Rede percursora na rede de alta tensão. Fonte: AMPLA 2004, apud GONÇALVES 2007
Figura 42 - Rede com padrão DAT Fonte: L AN D I S +G Y R 2 0 1 0
Figura 43 - Poste com transformador e rede com padrão DAT.
Figura 44 - Rede BT afastada e próxima da MT. Fonte: L AN D I S +G Y R 2 0 1 0
Figura 45 - Rede com padrão DAT e com concentradores de medição centralizada.
Alguns crité rios foram ava liado s du ra nte o p rojeto para a rede DAT:
• demanda dive rsificada - 0,8 kVA – Monofásico;
- 1,0 kVA – Bifásico;
- 1,5 kVA – Trifásico. • transformação
- ca rre gamento de 100% da capacidad e nominal;
- acréscimo de ca rga, ligação pro visó ria – aná lise técn ica;
- bifásico de 5 a 25 kVA e trifásico de 15 a 30 kVA;
- maior potência em casos e xcep cion ais. • conduto res
- conduto res de m edia tensão alum ín io CA – 2 AW G e 1/0 AW G – cobre 35 mm².
- conduto res de b aixa tensão concê ntrico 2 X10 +1 X10mm² pré-reunido de a lumín io pré-pré-reunido de cobre
• poste s
- concreto e madeira • ate rramento
- rede con venciona l • esta iamento - cru zeta a cru ze ta
- contraposte
• cone xão de consumidor - ca ixa de de riva çã o
- identificação do consumidor
3.5 REDE ANTIFURTO
A rede antifurto desen volvida pela COPEL tem como principal objetivo dificu ltar a realização de ligações irre gula re s na rede d e distribu ição e ga ra ntir aos consumido res a s cond ições necessárias de um adequado fornecimento de energia. Pa ra se obter eficácia no procedimento a distribu idora utiliza -se dos mais modernos materia is e equipamentos de segu rança e tran smissão do me rcad o interna ciona l para prop iciar aos consumido res o acesso a uma en ergia se gura e lega l. A rede antifurto visa pro lon ga r a vida útil do s equipamentos, evitando, por e xe mplo, que os tra nsformadores fiqu em sujeitos a cargas desconhecidas e, além disso, pretende-se p roporcionar melho ria dos índ ices de qua lidade e desempenho da distribuido ra, diminuindo os desligamentos po r interferência de terceiros na rede e létrica e como resultado final espera-se mais economia e segurança para a distribu ição e pa ra o consumidor.
A instala ção da re de antifurto, a prin cíp io, está sendo utilizada principalmente pa ra o atendimento a consumidores monofásicos atra vés de ramais concêntricos, derivados de rede secu ndária isolad a trifásica, loca lizados em regiões com alta incidência de furto de energia, em localid ades de baixa ren da, ou com elevad a incidência de consumo irre gula r.
A companhia pretende regu lariza r as liga ções e xistentes e elimina r a s instala ções clandestinas perigosa s, e vitand o-se o consum o irracional e desmedido de energia de má qua lidade, característico da s re giões sem medição.
A rede com padrã o antifurto afasta a baixa tensão do s postes atra vés da utilização de uma cru zeta . Afastando a rede secundária do poste, pretende-se dificultar o acesso de terceiro s à re de e possibilita que sejam insta ladas ca ixas de derivação ou de medição centra lizada
que também se lo caliza afastada do poste e fixada na s cru zetas por ferragens desen vo lvidas pa ra tal operação.
A necessidade de se insta lar a rede com padrão antifurto surgiu após o aumento de furtos na rede em determinadas localidades, onde o número de ligaçõe s clandestinas aumenta gradativamente e também em localidades on de o acesso to rna -se cada ve z mais difícil pa ra os empregados da co ncessioná ria por causa da vio lência por parte de algun s morado res dessas re giões.
Para a construção da rede foi definido que o loca l precisa atender os se gu intes crité rios:
• número de liga çõ es clandestinas co nsiderá veis;
• locais que apresentam risco à integridade física dos funcionários du rante exe cução de atividades;
• em todos os po stes é necessário que se tenha acesso à ve ículo s e quipados com escada girató ria ou com cesto a éreo.
Essa rede visa pro porciona r:
• redução das liga ções irregu la res na rede de distribuiçã o; • ga rantir maior confiabilidade no fornecimento de energia aos consumidore s;
• d iminuição dos impactos dos ín dices de continu idade de fornecimento de vid o à redu ção do n úmero de inte rrup ções cau sadas pela sobre carga qu e causam as ligaçõ es clandestinas;
• como a rede antifurto permite a insta lação de ca ixas d e deriva ção com medição centralizada, quando for necessário realiza r um desligamento de e nergia de um con sumidor esse pro cedimento poderá ser rea lizado na própria a gência da concessioná ria . Quando se evita as sobreca rgas nos circuitos de ba ixa tensão os equ ipamentos da rede secundária estarão sendo utilizado s de maneira correta e aumentando sua vida útil;
• oferece ma is se gu rança aos ele tricista s, po is d imin uem os deslocamentos pa ra áreas que ap rese ntam riscos;
• p roporciona uma maior identifica ção visua l do furto de energia na rede por esta r localiza da afastada do poste e à rede secundária se r formada por cabos m ultip le xados.
3.6 SISTEMA DE 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.”
Figura 46 - Rede antifurto. Fonte: L AN D I S +G Y R 2 0 1 0
Este sistema rea liza medição de ca rgas e a quantidade de energia fornecida e tarifada. Ele po ssib ilita um ge ren ciamento efica z das perdas comerciais em instala çõ es, possib ilitando o combate às perdas.
O sistema de medição centra lizada é constitu ído po r medidore s eletrôn icos de kW h agrupados conforme a concentração do número de consumidore s e xistentes no e qu ipa mento, denominado concentrador secundário (CS ). Neste equ ipamento há um módulo eletrôn ico cuja finalidade é a rma zenar o consumo d e energia ind ividualizado de cada consumidor, este sistema está con ectado ao concen trador primário (CP ), na qual todo s os controle s do concentrador se cun dário são feitos pelo concentrador primário que é resp onsá vel po r todas as medições.
O sistema de medição centra lizada a presenta como objetivos: • medição do consumo de energia das unidades consu midora s conectadas a e le;
Figura 47 - Vista interna do CS com seus medidores.
Fonte: BRACIER / CEB Seminário Internacional sobre Perdas em Sistemas de Distribuição 2010
• to rnar a distribu ição de energia eficiente e moderna e redu zir perdas comercia is e técnica s;
• so lução inte grada, desen volvid a para oferecer à s distribu idoras de e nergia e létrica uma alternativa;
• leitu ra remota;
• co rte/religamento remotos;
• tota l controle do s dados do consum idor; • a lta imunidade a o furto;
• maio r se gurança para os funcionários da empresa que não precisam se deslocar até o lo cal pa ra fazer co rtes/re liga mentos.
Figura 48 - Esquema completo do Sistema de Medição Centralizada.
Fonte: BRACIER / CEB Seminário Internacional sobre Perdas em Sistemas de Distribuição (2010)
3.6.1 CONCENTRADOR SECUNDÁRIO –CS
Equipamento que permite a conexão dos ramais de ligação tem a s se guintes ca racte rísticas:
• Concentra de u m a doze medidores e letrôn icos monofásicos, uma fonte de alimentação e um módulo eletrôn ico;
• Realiza o arma zen amento dos dados de leitu ra de energia elétrica de cada unidade consumido ra;
• Envio de dados de medição; • Envio de ala rmes;
• A tampa possui se nsor de abe rtura; • Atualiza ção dos d ispla ys remotos; • Corte e Religação dos medidores;
• 12 slots pa ra co mbinações de medidores mono, b i e trifásicos;
• Opção de operação stand alone, com insta lação d e gateway de comunicação em slot p róp rio.
Figura 49 - Concentrador Secundário. Fonte: LANDIS+GYR 2010
3.6.2 CONCENTRADOR PRIMÁRIO –CP
O concentrado r p rimário é o gate wa y que fa z a inte rface de comunicação entre diversos CS e o Ce ntro de Med ição.
• Módulo é responsá ve l po r:
- proce ssar dos d ados pro veniente s dos Concentrado res Secundário s;
- permitir acesso aos consumidore s para obter dados de leitu ra, cone xão ou descone xão;
• No painel fronta l d o CP-9701 e xiste u m led que ind ica se - - o e quipamento está em funcionamento;
• Circu ito de monito ração tipo watch -dog; • Possui:
- Teclado que permite operaçõe s de serviço do Concentrado r P rim ário;
- Disp lay a lfanumérico que mostra o menu de operações;
- Conector de interface RS -232C tipo DB-9 fêmea para comunicação com modem ou microcomputador tipo IB M-PC e co letora de d ados tipo Pa lm.
Figura 50 - Concentrador Primário Fonte: LANDIS+GYR 2010
3.6.3 MÓDULOS DE MEDIÇÃO
• Medido res d ireto s de Baixa Tensão
• Classe B (1%), para tensões 120V ou 240V • Opção mono, bi ou trifásicos
• Os módulos mon ofásicos re gistra m energia ativa e suportam co rrente s até 100A.
• Os módulos polifásicos re gistram energia ativa e reativa e suportam co rrente s até 120A.
HotSwap – O CS p ermite a substitu ição ou remoção de módulos sem interrupção do fornecimento.
Figura 51 - Módulo de Medição
Fonte: BRACIER / CEB Seminário Internacional sobre Perdas em Sistemas de Distribuição 2010
Figura 52 - Troca de medidores " a quente"
Fonte: Fonte: BRACIER / CEB Seminário Internacional sobre Perdas em Sistemas de Distribuição 2010
