Controle de Fator de Potência e Demanda. Entenda o Interface de Usuário e suas Aplicações

Entenda mais sobre as funcionalidades das versões dos Controladores de Demanda e Fator de Potência.

Para realizar o Controle de Demanda e Controle de Fator de Potência, os controladores normalmente possuem duas versões. Uma com medição de tensão e corrente e outra com entrada de dados do Interface de Usuário (IU) ou também conhecida como SSU (Saída Serial de Usuário).

É sobre esse interface que vamos falar.

Até os anos 80, os consumidores com maior consumo eram medidos com dois medidores: um medidor de potência ativa (KWh) e outro de potência reativa (KVArh).

O advento das técnicas digitais trouxe o primeiro interface de comunicação do medidor com o mundo exterior. Era uma porta de comunicação paralela com 8 fios. Por esse canal eram enviados do medidor para fora 8 bytes a cada segundo.

No começo dos 90, os protocolos seriais se popularizaram e o interface paralelo foi serializado.  Passou-se a utilizar os medidores chamados REP ou Registrador Eletrônico de Potência. O antigo  DNAEE (departamento nacional de Energia Elétrica) normatizou o protocolo e mais tarde a ABNT oficializou o mesmo através da NBR14522.

Os sinais são transmitidos através de um cabo opto-acoplado, com isolação de 3000 V, que conduz a informação do REP para o controlador. Este cabo também é padrão NBR e tem seu conector e posição de sinais definidos.

Segundo esta norma, as características do protocolo de Hardware são:

Velocidade de transmissão = 110 bps

Tipo = Assíncrono

Caractere = 1 start bit, 8 bits de dado, 1 ou 2 stop bits.

Tamanho de bloco = 8 caracteres

Tempo entre blocos = 1 segundo cheio

Lógica = Nível lógico “1” corresponde à saída desativada.

Já na parte de Sw, a NBR14522 define 4 protocolos possíveis, sendo dois os que realmente nos interessam: Normal e Estendido.

O protocolo Normal tem oito bytes distribuídos assim:

Octeto 1

Bit 0 até Bit 7 = LSB do número de segundos até o final do intervalo de demanda ativa

Octeto 2

Bit 0 até Bit 3 = MSB número de segundos até o final do intervalo de demanda ativa.

Bit 4 – É invertido cada vez que termina um intervalo de demanda

Bit 5 – É invertido a cada final de intervalo reativo

Bit 6 – Indica que a concessionária está cobrando reativo capacitivo

Bit 7 – Indica que a concessionária está cobrando reativo indutivo

Octeto 3

Bit 0 até Bit 3 – Indica se o intervalo é Ponta , Fora de Ponta ou Reservado

Bit 4 até Bit 5 – Indica se a tarifa é Azul, Verde , Irrigação ou Outras

Bit 6 – Não usado

Bit 7 – Indica se está sendo cobrado reativo pela concessionária.

Octeto 4

Bit 0 até Bit 7 – LSB do número de pulsos de energia Ativa no intervalo atual

Octeto 5

Bit 0 até Bit 6 – MSB do número de pulsos de energia Ativa no intervalo atual

Octeto 6

Bit 0 até Bit 7 – LSB do número de pulsos de energia Reativa no intervalo atual

Octeto 7

Bit 0 até Bit 6 = MSB do número de pulsos de energia Reativa no intervalo atual

Octeto 8

Bit 0 a Bit7 -= XOR dos octetos anteriores

Como podemos ver numa análise primária, só dispomos da informação de energias, ativa e reativa. Isso nos permite calcular a projeção de demanda no intervalo e o valor absoluto do fator de potência pela formula

KVAh = √¯Kwh²+KVArh².

Mas e o sinal do fator de potência ?

Matematicamente falando, não há como saber se é indutivo ou capacitivo.

Assim, os controladores de fator de potência usam algoritmos preditivos para estimar o fator de potência e fazer a correção de reativos ligando ou desligando bancos.

As vantagens de se usar o Interface de Usuário são: redução de custo por não usar TCs, utilizar para o cálculo de demanda e fator de potência o mesmo valor que a concessionária utiliza. Mas teremos uma latência no cálculo do fator de potência em função do sinal não sabido.

No próximo artigo falaremos sobre o protocolo Estendido e como isso resolve nosso problema acima. Até lá.