Analisador de Ângulos e Grandezas com o Medidor Porto Alegre Julho 2015

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Analisador de Ângulos e

Grandezas com o Medidor 2113

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O

PROJETO

É uma ferramenta para auxiliar o

serviço

de

fiscalização

das

medições

indiretas de energia tarifadas pelo grupo B.

Objetivo: Fazer leituras de ângulos e

grandezas, para identificar se está correta a

ligação dos instrumentos de medição além

de testar o seu funcionamento.

(3)

T

IPOS DE

M

EDIÇÕES

Medição Direta (Tarifado em BT):

Consumidor com demanda calculada inferior a 38kVA

em 127V, ou 66kVA para tensão de fornecimento de 220V.

Medição Indireta (Tarifado em BT):

Consumidor com demanda calculada de 38kVA à

112,5kVA em tensão de medição de 127V ou de 66kVA até

112,5kVA para 220V.

Notas:

1. Para demanda superior à 75kVA consumidor recebe energia em média tensão e utiliza um transformador para rebaixar até a tensão de medição.

2. Consumidores com transformadores de 150kVA à 300kVA com consumo sazonal ( Hotéis, Pousadas e Ginásios de esportes) cuja carga seja no mínimo de 70% de iluminação

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MEDIÇÃO

INDIRETA DE

ENERGIA

Medidores de Energia:

Medem uma amostra de

corrente (São específicos para esse tipo de medição, com limite de corrente de 10A ou 20A).

Transformadores de corrente (TCs):

No primário passa toda a carga que gera no secundário uma referência para o medidor de energia.

Chave de bloqueio e aferição:

Secciona o medidor dos TCs.

Chicote:

Faz a ligação entre o medidor e a chave de bloqueio e aferição e entre esta e os TCs.

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M

EDIDORES

I

NDIRETOS DE

E

NERGIA

Medidor Eletromecânico Ativo e Reativo

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(7)

T

RANSFORMADOR DE

C

ORRENTE

TC

S

TC tipo Barra:

O enrolamento primário é constituído por uma barra fixada através do núcleo.

TC tipo Janela:

Constituído de uma abertura no centro do seu núcleo, por onde passa o condutor que alimenta a carga. Esse condutor cumpre a função de enrolamento primário.

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C

HICOTE

Chicote atual segue

um código de cores

para evitar erros na

ligação e facilitar na

fiscalização.

(9)

E

XEMPLO DE LIGAÇÕES

A imagem ao lado

mostra

a

situação

mais

encontrada nas fiscalizações,

onde o chicote é feito com

fios rígidos e todos da mesma

cor e bitola.

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E

XEMPLO DE LIGAÇÕES

Situação mais crítica é

onde existem unidades múltiplas de

medições indiretas. No exemplo

mostrado o compartimento dos TCs

está num pavimento diferente do

painel dos medidores.

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O A

NALISADOR DE ÂNGULO E

G

RANDEZAS

O instrumento foi feito a partir de um medidor de energia (modelo 2113 da Elo) configurado para mostrar no seu display apenas as leituras de grandezas e ângulos (modo análise).

Nele está disposto um chicote com o mesmo código de cores dos chicotes das medições e fixo nas extremidades conectores tipo “Pino Banana”, para facilitar a conexão na medição que será analisada .

(12)

L

IGAÇÃO DO

A

NALISADOR

Os cabos de referência de tensão do Analisador são ligados em paralelo as do circuito auxiliar de tensão na Chave de Bloqueio e Aferição.

(13)

L

IGAÇÃO DO

A

NALISADOR

E os cabos das referências de correntes são ligados em série com o circuito auxiliar de corrente na Chave de Bloqueio e Aferição.

Para fazer a ligação em série a Chave deve ser colocada em modo Aferição, abrindo as Pontes dos polos de saída do circuito de corrente.

Para medir o fluxo no sentido correto o pino de entrada de corrente deve estar ligado no borne superior do polo e o pino de saída no borne inferior do polo.

(14)

L

IGAÇÃO DO

A

NALISADOR

Em alguns modelos de Chaves de Bloqueio e Aferição os bornes de corrente são menores, nesses casos o pino é conectado através de uma garra “Jacaré”.

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G

RANDEZAS E

Â

NGULOS MOSTRADOS NO

D

ISPLAY

V ~a Tensão da fase “a” (RMS) V ~b Tensão da fase “b” (RMS) V ~c Tensão da fase “c” (RMS) Vab Tensão de linha “ab” (RMS) Vbc Tensão de linha “bc” (RMS) Vca Tensão de linha “ca” (RMS) I ~a Corrente da fase “a” (RMS) I ~b Corrente da fase “b” (RMS) I ~c Corrente da fase “c” (RMS) Pw ~a Potência ativa da fase “a” Pw ~b Potência ativa da fase “b” Pw ~c Potência ativa da fase “c” Pr ~a Potência reativa da fase “a” Pr ~b Potência reativa da fase “b” Pr ~c Potência reativa da fase “c” Pa ~a Potência aparente da fase “a” * Pa ~b Potência aparente da fase “b” * Pa ~c Potência aparente da fase “c” *

CosFi ~a Cosseno Fi (Pw/Pa) da fase “a” CosFi ~b Cosseno Fi (Pw/Pa) da fase “b” CosFi ~c Cosseno Fi (Pw/Pa) da fase “c” Pw 3~ Potência ativa trifásico

Pr 3~ Potência reativa trifásico Pa 3~ Potência aparente trifásico CosFi 3~ Cosseno Fi (Pw/Pa) trifásico Ang V ~a Ângulo da tensão da fase “a” Ang V ~b Ângulo da tensão da fase “b” Ang V ~c Ângulo da tensão da fase “c”

Ang V ab Ângulo entre as tensões das fases “a” e “b” Ang V bc Ângulo entre as tensões das fases “b” e “c” Ang V ca Ângulo entre as tensões das fases “c” e “a” Ang VI ~a Ângulo entre tensão e corrente da fase “a” Ang VI ~b Ângulo entre tensão e corrente da fase “b” Ang VI ~c Ângulo entre tensão e corrente da fase “c”

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V

ISUALIZAÇÃO DAS GRANDEZAS

Modo Análise de Circuito

Para ativar este modo, cicle o mostrador do medidor, apertando o botão <MOSTRADOR>, até chegar a mensagem Análise, soltando o botão neste momento. Para mudar a grandeza mostrada no display também deve ser pressionado o botão.

Estas grandezas instantâneas são

exibidas da seguinte forma:

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A

NÁLISE DAS TENSÕES

V ~a - tensão de fase “a” (RMS):

Representa a tensão aplicada dos terminais “Va” e “Vn”. Idem para V ~b e V ~c.

Vab - tensão de linha “ab” (RMS):

É a tensão aplicada aos terminais de tensão “Va” e “Vb”. Idem para Vbc e Vca.

Problemas que podem ser identificados:

• Ausência de uma das tensões de fase. Fazendo com que não seja registrado o consumo desta fase.

• Ausência de uma das tensões de linha. Também implica no registro à menor de consumo.

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A

NÁLISE DAS TENSÕES

Ang V ~a – ângulo da tensão da fase “a”, é sempre 0°, estabelecido como

referência.

Ang V ~b – ângulo da tensão da fase “b”, ângulo defasado à fase “a”.

Idem para Ang V ~c.

Problemas que podem ser identificados:

• Duas fases apresentando o mesmo ângulo. Indica 2 potenciais alimentados pela mesma fase. Registro à menor. • Ângulos V~b e V~c diferentes de

120° (ex: -150° e +60°). Indica que no borne do neutro foi colocado uma fase.

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A

NÁLISE DAS

C

ORRENTES

I ~a - corrente da fase “a”:

É a corrente que circula entre os terminais “Ia” linha e “Ia” carga, primeiro elemento. Idem para I ~b e I ~c.

Com auxílio de um amperímetro, é medido a corrente que passa pelo condutor do primário do TC da respectiva fase. A relação entre a corrente do primário e a mostrada no display do analisador deve ser a mesma da RTC (Relação Total de Corrente). O teste deve ser feito nas três fases.

Qualquer resultado diferente disso indica que o TC está avariado, ou tem alguma falha de conexão ou irregularidade no circuito auxiliar de corrente.

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A

NÁLISE DAS

P

OTÊNCIAS

Pw ~a Potência ativa da fase “a”:

É a V ~a x I ~a x Fator de Potência da fase.

Sempre deve ser um valor Positivo. Caso apresente um valor negativo significa inversão na ligação do secundário do TC. Idem para Pw ~b e Pw ~c.

Pr ~a Potência reativa da fase “a”:

É o consumo reativo na respectiva fase.

Pode ser positiva ou negativa, indicando se o fator de potência é indutivo ou capacitivo. Idem para Pr ~b e Pr ~c.

Pa ~a Potência aparente da fase “a”:

É a V ~a x I ~a.

Sempre deve ser um valor Positivo e maior ou igual a Pw ~a.

(21)

A

NÁLISE DO

F

ATOR DE

P

OTÊNCIA

CosFi ~a Cosseno Fi (Pw/Pa) da fase “a”:

É o fator de potência na fase “a”, indicando se é capacitivo ou indutivo. Idem para CosFi ~b e CosFi ~c.

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A

NÁLISE DOS

Â

NGULOS ENTRE

T

ENSÃO E

C

ORRENTE

AngVI~a – ângulo entre a tensão e a corrente da fase “a”:

A referência é a tensão. Idem para

AngVI~b e AngVI~c.

No exemplo ao lado mostra uma defasagem de -30° em relação a tensão, neste caso está indicando uma carga indutiva, com fator de potência 0,87.

(23)

(24)

A

NÁLISE DOS

Â

NGULOS ENTRE

T

ENSÃO E

C

ORRENTE

Corrente defasada em relação a tensão indica que a carga é indutiva.

(25)

A

NÁLISE DOS

Â

NGULOS ENTRE

T

ENSÃO E

C

ORRENTE

Corrente adiantada em

relação a tensão 140,7°. Indicando que há um erro de ligação.

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A

NÁLISE DOS

Â

NGULOS ENTRE

T

ENSÃO E

C

ORRENTE

Observando a defasagem entre os dois ângulos mostrados (180°) podemos concluir que o secundário do TC da fase C está ligado invertido.

O Cosseno Fi dos dois ângulos é o mesmo (em módulo) 0,77 indutivo.

Nenhum ângulo entre tensão e corrente deve ser superior 90°, caso for superior existe erro na ligação.

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C

USTO DO

E

QUIPAMENTO

• Um medidor Eletrônico de Energia ELO2113:

Foi utilizado um medidor obsoleto, ano 2001 (conforme CD/010 de 2012) do estoque da CEEE;

• Cabos Flexíveis de 1,5mm e 2,5mm, também pego do estoque da empresa;

• Dez “pinos banana”: Custo unitário R$4,90; • Seis “garras jacaré”: Custo unitário R$7,90; Total do material comprado R$96,40