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P&D 172Padrão de Energia para

Calibração de Medidores em Laboratório ou em Campo

Luiz Renato Fraga Rios

Gerência de Gestão e Controle de Perdas da Distribuição – PR/PE

VI Citenel – Agosto de 2011

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P&D 172

PROJETO DESENVOLVIDO NO ÂMBITO DO PROGRAMA DE P&D ANEEL:

PATENTE REQUERIDA

Félix Ferreira Ribeiro

felix@nansen.com.br

www.nansen.com.br

Luiz Renato Fraga Rios

lrenatof@cemig.com.br

João Paulo de Aguiar Batista

joao.aguiar@cemig.com.br

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Desenvolver um instrumento de verificação em campo dodesempenho de medidores de energia instalados nas unidadesconsumidoras.

Atender mais rapidamente o cliente, esclarecendo suas dúvidasquanto ao funcionamento do medidor na própria UC.

Diminuir a necessidade de aquisição de medidores apenas pararepor o estoque de medidores em processo de calibração.

Reduzir os custos relativos à logística deretirada, ensaio, armazenamento e reinstalação dos medidores emcampo.

Ser uma alternativa prática, simples, de baixo custo e confiávelpara a verificação de medidores em campo.

Principais objetivos:

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Justificativas:

Custos da verificação do medidor em laboratório x “in loco”:

Descrição do custo Valor(R$)

Custo de retirada/instalação de medidor 41,00

Custo do medidor requisitado – custo do medidor

devolvido 25,00

Transporte do medidor da cidade de origem ao

laboratório 5,00

Custos administrativos de acerto de leitura e

comunicação com o cliente 3,00

Custo da calibração em laboratório 40,00

Custo de calibração em campo (se medidor normal) (27,00)

Total 87,00

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Quantidade de medidores avaliados e potencial de economia:

Prazos para verificação e resposta ao cliente:

•Em laboratório: 30 dias, em média.

•No campo: 7 dias, em média.

Ano

Medidores

avaliados

(unidades)

Medidores sem

incorreções

(unidades)

Medidores sem

incorreções

(%)

Economia

potencial

estimada (R$)

2008 4.450 4.101 92% 356.787,00

2009 4.442 4.085 92% 355.395,00

2010 5.933 5.408 91% 470.496,00

Total 14.825 13.594 92% 1.182.678,00

Justificativas:

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Especificações do padrão:

Medição de tensão: 90 a 280 volts

Medição de corrente: 0,025 a 120 ampéres

Exatidão:

classe 0,2 em conexão direta (0,06 a 20 A)

classe 0,5 em conexão por alicates de corrente (1 a 120A)

Frequência: 45 a 65 hertz

Consumo: 10 VA

Tipos de medição: energia ativa e reativa

Temperatura de operação:

0ºC a 70ºC

Coeficiente de temperatura:

0,02%/K

Grau de proteção: IP50

Dimensões: 91 x 173 x 266 mm

Peso: 1,3 kg

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Componentes do padrão:

1) Medidor/registrador microprocessado com teclado e display2) Garras de tensão3) Alicates de corrente (quando I > 20 A)4) Sensor de pulso/voltas para a calibração5) Acionador manual para a calibração

1

4

23

1

5

2

3

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Características do padrão:

Amostragem de tensão e corrente:

3 elementos sensores de tensão, obtida por pinças que alimentam divisores resistivos internos.

3 elementos sensores para medições de corrente: diretas: utilizados transformadores de corrente toroidais de alta linearidade. indiretas: utilizadas pinças amperimétricas de corrente.

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Características do padrão:

Sensores:

Automático: sensor ótico que capta a mancha do disco ou pulsos

Manual: acionador manual

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Base Tampa

Display e teclado Placa principal

Fonte auxiliar e conectores

Porta ótica

Montagem:

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Software:

Software Pégasus desenvolvido em linguagem Delphi:- Funcionalidades básicas: gestão de operadores, clientes, ensaios e resultados.

Consumidor

Usuário

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Dados básicos das medições realizadas durante os ensaios:

a) o número do teste, data e hora;

b) tensão e corrente (com ângulos) de cada fase;

c) energia ativa, reativa e aparente de cada fase e polifásica, quando for o

caso;

d) potências ativa, reativa e aparente de cada fase e polifásica, quando for o

caso;

e) fator de potência de cada fase e polifásico, quando for o caso.

Software:

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Software:

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Resultados em laboratório:

Foram construídos 10 protótipos no projeto.

O Laboratório de Eletrônica de Medição – LEM da CEMIG(laboratório de referência do Watt-hora Padrão da CEMIG-D)selecionou aleatoriamente as amostras de números de série 1 e 9para os ensaios de certificação.

O LEM é um laboratório acreditado pelo INMETRO e certificado peloBVQI no Sistema de Gestão da Qualidade - ISO 9002.

Os ensaios foram realizados com base no item B.7 do RTMconstante na Portaria INMETRO 431:2007.

Validação dos protótipos em laboratório externo: outras 2 amostrasaleatórias foram testadas no Laboratório Metrum (BH). Protótiposaprovados, permanecendo dentro da classe de exatidão nasdiferentes condições de calibração.

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Resultados em laboratório:

Curvas de calibração de energias ativas e reativas do protótipo nº 9, realizadas no LEM pelosPadrões de Referência Monofásicos Radian, modelo RM-11, classe 0,025 (250 p.p.m). Em vermelhoencontram-se os limites do índice de classe D (classe 0,2):

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Resultados em laboratório:

Em azul encontram-se os limites do índice de classe C (classe 0,5):

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Resultados em campo:

O retorno dado pelas Equipes de Campo está sendo bastante

satisfatório, principalmente quanto à facilidade de uso e

transporte, transparência no processo e redução do tempo na

execução dos ensaios (em torno de 50%).

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Resultados em campo:

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Evolução e melhorias:

As 10 peças desenvolvidas neste projeto estão sendo utilizadas para a

calibração de medidores em campo pela CEMIG. Todas as eventuais falhas ou

oportunidades de melhorias são registradas e repassadas à Nansen, para

aprimoramento e considerações para uma eventual linha comercial.

Para isso, devem ser consideradas as oportunidades de:

a. redefinir componentes e embalagem;

b. estabelecer maior robustez de compatibilidade eletromagnética;

c. otimizar as partes mecânicas e de ferramentaria;

d. criar um padrão sem o uso de pinças amperimétricas para uso com

correntes limitadas e com acionamento manual da calibração, para

reduzir ainda mais o preço do equipamento.

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Conclusões:

A utilização do padrão promoveu a redução de custos(R$87,00, em média) e de tempo (de 30 para 7 dias) e traz maistransparência ao processo, uma vez que a probabilidade doensaio ser feito na presença do cliente é maior.

Ressalta-se, ainda, que o medidor aprovado permanece naUC, trazendo maior confiança ao cliente sobre a exatidão nofaturamento da energia.

Parâmetro Resultado

Exatidão nos ensaios de laboratório Aprovado

Exatidão nos ensaios de campo Aprovado

Potencial para diminuir as solicitações de calibração em laboratório Aprovado

Diminuição de custos para as concessionárias e clientes Aprovado

Diminuição no tempo de resposta ao cliente sobre o funcionamento do medidor

Aprovado

Transparência no processo Aprovado

Dimensões e peso reduzidos Aprovado

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Muito obrigado!

Félix Ferreira Ribeiro

felix@nansen.com.br

www.nansen.com.br

Contatos:

Luiz Renato Fraga Rios

lrenatof@cemig.com.br

João Paulo de Aguiar Batista

joao.aguiar@cemig.com.br