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Medição Eletrônica Inteligente
Denise P. Felipe
09-09 1 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
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Medição Inteligente – Smart Meteering
Sem a medição eletrônica não poderíamos falar em medidores/redes inteligentes e eficientes.
Objetivo:
+Consumidores de energia – Ter melhor compreensão sobre o uso racional da energia no seu dia-a-dia.
+Empresas distribuidoras de energia - Ter uma ferramenta efetiva de como monitorar e gerenciar as suas redes de distribuição e ainda ter um entendimento mais amplo de como melhor prestar serviços ao consumidor.
09-09 2 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
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Medição Inteligente
Empresas distribuidores de energia
+ Melhorar a visibilidade do consumidor quanto ao seu comportamento de consumo, oferecer tarifas diferenciadas , etc.
+ Trabalhar com mais eficiência quanto a performance de sua rede, identificando faltas no sistema como interrupções, perdas técnicas e não técnicas como o roubo e a fraude.
+ Introduzir funções remotas de leitura, corte e religamento, melhorando substancialmente a sua receita e eficiência operacional.
+ Atuar como fornecedoras de serviços, além da energia propriamente dita, por estarem mais próximas dos consumidores.
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Medidores Inteligentes
+ Informações – Além da energia ativa (kWh) podem fornecer informações de
energia reativa, demanda, valores instantâneos e outros.
+ Comunicação e controles
– Os medidores inteligentes podem ser dotados de módulos de comunicação uni e bi-direcionais, permitindo-se receber sinais que trabalham com tarifas diferenciadas, controlar a demanda, ligar e desligar, identificar alterações indevidas nos circuitos de energia e até proporcionar mensagens da distribuidora para o consumidor.
09-09 4 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
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Medidores Inteligentes
+ Soluções de comunicação Pode-se comunicar com um medidor inteligente, usando-se várias tecnologias, cada uma com suas vantagens e desvantagens. Vamos separá-las em dois blocos:
– Soluções sem fio – Wireless
– Soluções com fio - Wired
09-09 5 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
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Soluções de Comunicação sem Fio – Wireless
+ ZigBee - 2,4GHz – 115 kbps – Infinita unidades - IEEE802.15.4
+ WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) -
IEEE 802.16 – 2,4GHz – 1Gbps – Raio 50km
+ Wi-Fi – 2,4GHz – 11Mbps – Infinita unidades - IEEE 802.11
+ Bluetooth – 2,4 GHz – 0,721Mbps – 8 dispositivos - IEEE802.15.1
+ Radio Mesh – Spread spectrum short ou long range
+ GPRS – General Packed Radio Service
+ 3G Celular
09-09 6 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
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Soluções de Comunicação com Fio - Wired
+ RS485
+ RS232+ PSTN (modem linha fixa)
+ Ethernet
+ PLC – BPL (Broadband over Power Line ) – Urbano (MT/BT) – Soluções
proprietárias / IEEE P1901 / HomePlug Alliance (HD-PLC Panasonic)
– NB (Narrow band) – Urbano (BT) – Soluções proprietárias / IEC 61334 (PLAN) / PRIME (Powerline Intelligent Metering Evolution - Iberdrola Espanha)
– UNB (Ultra narrow band) – Rural (MT/BT) – Soluções proprietárias / EN50055 (Cenelec) / IEC 61000-3
09-09 7 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
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PLC – Aplicações (Performance x Cobertura)
Data rate
Network LevelHAN NAN WAN Backend
1 Mbit/s
100 Mbit/s
1000 Mbit/s
100 kbit/s
10 kbit/s
1 kbit/s
BPL (Broadband over Powerlines)
NB-PLC (Narrowband)
UNB-PLC (Ultra-Narrowband)
09-09 8 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
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Gridstream Concept
09-09 9 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
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A Suíte de Soluções Gridstream
09-09 10 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
Medidores Gridstream Comunicação Gridstream Software Gridstream Gestão de Rede Gridstream
+ Suíte de medidores multi-energia que inclui energia elétrica, gás, aquecimento e resfriamento dentro da rede de medição residencial, comercial e industrial .
+ Sistemas de medição pré-pago para proteger a receita das concessionárias e melhorar seu relacionamento com os clientes.
+ Ferramentas de Gestão Pessoal de Energia para envolver os consumidores.
+ Gama completa de opções de comunicação de duas vias sobre PLC, GPRS, PSTN e Ethernet.
+ Capacidade de ler os medidores remotamente, sistemas de controle de distribuição, dinâmica, atualização do sistema em tempo real e resposta à demanda.
+ Padrões abertos de comunicação que são flexíveis e à prova do futuro.
+ Aplicações comprovadas que abrangem a leitura de medidores, controles, sistema de operação e gestão de dados de valor agregado .
+ Arquitetura aberta para fácil integração com o software existente da concessionária e sistemas de gerenciamento de dados.
+ Ferramentas de análise adaptadas para usar em faturamento, finanças, serviço de atendimento ao cliente, operações e planejamento de distribuição
+ Nossas soluções oferecem as concessionárias visibilidade e controle dos dispositivos das redes de distribuição de energia elétrica, gás e água.
+ Aumenta conhecimento do status da rede, melhora a confiabilidade e eficiência da manutenção.
+ Nossas soluções permitem as concessionárias moldar as curvas de carga e reduzir picos.
• Ampla gama de serviços de medição avançada baseados no nosso profundo conhecimento e experiência.• Solução de planejamento e projeto para satisfazer as necessidades de gestão de energia e de melhoria em processos.
Serviços Gridstream• Serviçoes de implantação eficiente e treinamento de alto nível.• Serviços de operação e suporte local garantem alta disponibilidade e usabilidade. • Suporte durante todo o ciclo de vida da suíte de soluções Gridstream.
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Equipamentos para Medição Inteligente
09-09 11 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
SAGA1000SYSTRAFO MTIND
UST
RIA
L
SAGA2000 SAGA1500SYSTRAFO BTCO
MM
ERC
IAL
PLC/RF MASH
COMMANDCENTER
RES
IDEN
TIA
LST
AN
DA
LON
E
SGP+M
COMMANDCENTER
RES
IDEN
TIA
LSY
STEM
S
PLC
COMMANDCENTERR
UR
AL
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Medidor residencial com mostrador RF
+ Model
+ Uma solução simples e independente (stand-alone), não há necessidade de concentradores;
+ Radio com porta ótica protocolo ABNT
+ Atualização do TLI a cada 1 kWh ou a cada 1 min.;
09-09 12 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
TLI com RFE34A
Rádio com Porta Ótica
ABNT
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AMPLA - Conjunto RF/TLI/E34
+ Caixa metálica
09-09 13 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
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AMPLA - Conjunto RF/TLI/E34
+ Caixa metálica – Posição do rádio e saída da antena
09-09 14 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
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AMPLA - Conjunto RF/TLI/E34
+ Cliente A – Casa de Festas Infantis - Instalação
09-09 15 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
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AMPLA - Conjunto RF/TLI/E34
+ Cliente A – Casa de Festas Infantis – Instalação TLI
09-09 16 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
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AMPLA - Conjunto RF/TLI/E34
+ Cliente A – Casa de Festas Infantis– ANTES: Consumo médio mensal inferior a 100kWh
– APÓS: Consumo em 20 dias = 2.565kWh (130kWh/dia)
09-09 17 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
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TS1 TS2PLC
RF Mesh
Perdas Não
Técnicas
RF / PLC
Gridstream Comunicação
18 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
SGP+M
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TS1 e TS2 – Power Line Carrier
19 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
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100% Funcionalidade AMI+ TS1:
– Leitura diária
– Detecção de roubos de energia.
– Conectividade “24/7/365”
– Detecção de “Outage” (apagões)
– Verificação de restauração do serviço
– Fácil instalação
– Longo alcance, através de transformadores. BT e MT
+ TS2
– Corte e Religa remoto
– Tarifa horária (TOU)
– 100% controle e comando
– Administração remota
– Soluções “Multi-Utility”
– Sistema de Pré-Pago
20 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
AMI: Advanced Metering Infrastructure
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+ Tecnologia UNB
+ Sinal invisível ao transformador+ Não necessita de repetição do sinal
+ Monitoramento da presença tensão
+ Notificação de faltas em apenas 15 minutos e restauração de energia em 5 minutos
TS1
21 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
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Comunicação
+ Transmissão continua UNB – Ultra Narrow Band.
+ 6000 freqüências entre 5,0015 Hz e 14,000 Hz – incremento de 0,0015 por canal.
+ Diferentes pacotes de dados, sendo que o tempo de transmissão dos pacotes varia de 13,9 até 27,2 horas, dependendo da quantidade de dados.
+ Cada bit é transmitido em 2000 segundos, aproximadamente 33 minutos. O sinal é modulado na corrente sob uma freqüência de 120Hz.
+ Sendo assim o sinal de comunicação é capaz de passar através do filtro passa-alta dos transformadores.
22 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
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Pacotes de dados
Tempo de Envio Pacote de Dados
18,3 hrs kWh e demanda mínima.
27,2 hrs kWh, demanda mínima, além do valor de pico da demanda.
27,2 hrs kWh, demanda mínima, além da contagem de faltas de energia.
13,9 hrs kWh
18,3 hrs kWh e valor de pico da demanda.
27,2 hrs kWh, valor de pico da demanda, além da contagem de faltas de energia.
23 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
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+ Plug-and-Play
+ Corte/Religamento Remotos+ Parametrização Remota
+ Leituras Instantâneas+ Tarifação Diferenciada
TS2
24 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
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Comunicação Downstream (Central Medidor)
+ Configuração– Pacote de dados
– TOU
+ A taxa de transmissão de dados downstream utilizada pelo TS2 é 200 ms por bit ou aproximadamente 5 bps.– O envio de comandos acontece em regime Broadcast (todos recebem as
mensagens).
+ A bi-direcionalidade permite ao TS2 funções adicionais como: Dados diários de kW; Tarifação diferenciada com 4 postos tarifários; Dados de interrupções momentâneas e de longas faltas de energia; Além de realizar corte/religamento remoto.
25 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
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Comunicação Upstream (Medidor Central)
+ Transmissão continua UNB – Ultra Narrow Band.
+ 9000 freqüências entre 970,000 Hz até 1006,000 Hz– incremento de 0,004 Hz por canal.
+ Cada bit é transmitido em 1200 segundos, aproximadamente 20 minutos. O sinal é modulado na corrente sob uma freqüência de 120Hz.
+ Esta taxa de transmissão maior permite ao TS2 enviar um relatório inteiro em um período de tempo inferior a um dia (21 horas), possibilitando relatórios diários.
26 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
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Equipamentos necessários na Subestação
+ TCU (Transformer Coupler Unit)– Transformador padrão 120/208 V 75 kVA– Pedestal ou Poste– Consumo de somente 1500W
+ SPU (Substation Processing Unit)– 9000-44000 canais de capacidade– Aplicação para TS1 e TS2. – Suporta até 6000 e 46400 pontos.– Comunicação padrão Ethernet
27 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
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Concentradores de Dados
SPU – Substation Processing Unit
SPU 1000: Aplicação para TS1, suporta até 6000 transmissores TS1.
SPU 2000: Aplicação para TS2, suporta até 9000 transmissores/receptores TS2.
SPU3000: Aplicação para TS1 e TS2 suporta 6000 transmissores e 46400 transmissores /receptores respectivamente.
28 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
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Medidores
+ Conexões:– Monofásico 2 ou 3 fios (E22A ou E23A)– Bifásico (E34A)– Trifásico (E34A)
+ Comunicação serial entre o medidor e módulo– Não existe possibilidade de erros de inconsistência.– Simplicidade na programação dos módulos. Não
necessita programação de variáveis.– Não permite incoerência dos dados e programação
errada dos módulos.– Estes erros existem apenas em sistemas com
contagem de pulsos dos medidores.
29 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
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Comunicação Modular
+ Medidor independente do módulo de medição– Facilidade de manutenção.
– Reaproveitamento.
– Redução de estoque.
30 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
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• Projeto de Smart Grid
• Parceiros:1. APTEL2. CEMAR3. IBM4. Panasonic5. Landis+Gyr
Projeto Barreirinhas
31 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
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Serial I/F
AC110V
MonitoringPasso 2
Serial I/F
Passo 1
HD-PLCModule
Projeto Barreirinhas
32 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
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Serial I/F
AC110V
Monitoring
HD-PLCMódulo
Projeto Barreirinhas
ControleMax.15 Medidores
Passo 3
33 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
![Page 34: 09 00 Denise Felipe Smart_Metering Aptel2009-1](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022050710/5571f9e9497959916990c087/html5/thumbnails/34.jpg)
Sinal serialTransformador (MT->BT)
Ponte HD-PLC
Média Tensão
SerialRede AC
SerialSinal serialRede AC
ControleMax.15 Medidores
4 x 15 medidores
Fibra óptica
Medidor com módulo HD-PLC
ONU
Projeto Barreirinhas
34 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
![Page 35: 09 00 Denise Felipe Smart_Metering Aptel2009-1](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022050710/5571f9e9497959916990c087/html5/thumbnails/35.jpg)
• Gerenciamento de energia• Anti-fraude / corte-religa• Serviços de Internet e Monitoramento
Adaptador HD-PLC
FTTH
ONU
Concentrator/Gateway
Roteador
Módulo HD-PLC
Internet
35 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
AMR & PLC – Medição predial
AMR: Automatic Meter Reading
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• Gerenciamento de energia / anti-fraude / corte-religa
Transformador (MT->BT)
SGP+M com12 medidores
Média Tensão
Fibra óptica
Sinal Ethernet
Terminal IndividualLeitura
Medidores (12pcs)
Tecnologia HD-PLC
Módulo
AMR & PLC – Sistema de Gerenciamento de Perdas de Medição
36 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh AMR: Automatic Meter Reading
![Page 37: 09 00 Denise Felipe Smart_Metering Aptel2009-1](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022050710/5571f9e9497959916990c087/html5/thumbnails/37.jpg)
RF Mesh
37 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
![Page 38: 09 00 Denise Felipe Smart_Metering Aptel2009-1](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022050710/5571f9e9497959916990c087/html5/thumbnails/38.jpg)
Lo Único Constante es el Cambio:
RF MESHDinâmica
3 de Maio de 2006 12h03(Outono) 11 de Nov. de 2005 12h03(Primavera)
+Dinamismo REAL (o nó toma a decisão).+Fluxo de dados constante.+Solicitações não-progamadas podem ser regulares ou urgentes.+Alarmes de fraude e falta de energia são enviados como alta prioridade pelos
medidores.+Redundância de dados distribuída e gerenciável.
Rede Dinâmica
38 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
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Até 20.000 medidores por coletorAcesso de leitura e
comando a qualquer ponto do sistema em menos de 1 minuto
Distância entre rádios 200 - 350 metros
Resolução No 506 – ANATEL
902-907,5 e 915-928 MHz
159 canais
Spread Spectrum
Topologia da Rede AMI
39 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
AMI: Advanced Metering Infrastructure
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Utilinet
40 - Landis+Gyr - Gridstream PLC e RF Mesh
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O que é UtiliNet?
+ Uma rede RF inteligente que combina espalhamento espectral, transferência de pacotes de dados interligados e arquitetura Mesh para proporcionar uma solução wireless robusta, confiável e certificada conforme Resulação 506 da Anatel.
ArquiteturaMesh
Espalhamento Espectral
PacotesInterligados
UtiliNet
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Rede RF Mesh bidirecional
RF MESH dinâmica
RF MESHDinâmica
11 de Nov. de 2005 12h03 (Primavera)3 de Maio de 2006 12h03 (Outono)
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Varredura dos Vizinhos
Quem está ai?
Olá, minha localização e timestamp
são …
Olá, minha localização e timestamp
são …
Olá, minha localização e timestamp são
…
Olá, minha localização e timestamp
são …
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Troca de Dados
A
D
B
E
F
C
Tickle 1Tickle 2
Tickle 3
Tickle 4
Tickle-Ack
Tickle-Ack
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Roteamento Dinâmico
A
D
B
E
F
C
G
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Anatel: Resolução 506
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Implantação Flexível
Propicia à distribuidora supervisionar os equipamentos, além da automação do sistema de potência.
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Componentes do Sistema
+ Series III Integrated WanGate Radio (IWR)– Access Point (Headend)– Interface com RTUs– Repetidor/Roteador– Montagem Indoor– 12/24 VDC Input– Portas RS-232/485 e ETH– AES 256 bit key– Potência RF ajustável
• 10 to 30 dBm
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Componentes do Sistema
+ Series III WanGate Radio – Access Point (Headend)– Interface com RTUs– Repetidor/Roteador– Montagem Outdoor/Poste– 120/240 VAC ou 12/24 VDC– Portas RS-232/485– Bateria c/ autonomia 8hrs– AES 256 bit key– Potência RF ajustável
• 10 to 30 dBm
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Automação da Distribuição
Equipamentos• Monitor de Falta• Religador/Chave
Seccionadora• Banco de
Capacitores• Regulador de
Tensão
Fornecedores• Allen-Bradley• Beckwith Electric Co.• Bridges Electric Inc.• Cleveland/Price Inc.• Cooper Power Systems• Gridsense• Joslyn/Fisher Pierce• Reliatronics Inc.• S&C Electric Co.• Schweitzer Engineering
Laboratories• Sutron Data Logger• Syprotec Hydran Monitor• Vista
Protocolos Compatíveis (DCW):
– DNP - ModBus– PGE2179 - ASCII– S4 - ABB– PSI - UtiliNet
CHK/Gridsense– Syprotec– Sutron
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Smart Grid SolutionsPiloto StatSignal
Elektro – Escopo do Projeto
+ Instalação de 100 Endpoints incluindo medidores C&I, assim como 2 coletores de dados
+ Estudo da propagação do sinal RF através de diferentes obstruções
+ Simulação de gargalos de comunicação
+ Avaliação do comportamento do sistema na área de intersecção quando um coletor for desligado
+ Qualidade de Energia+ Informações Diárias: Curva de
Carga
09-09 51 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
Palavra Chave: Mudança de Processo
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Smart Grid SolutionsPiloto UtiliNet
Elektro – Escopo do Projeto
+ Automação de religadores utilizando RTUs Pextron com protocolo DNP 3.0
– Envio de telecomandos
– Transmissão de dados via porta transparente
– Análise do tempo de resposta
– Monitoramento e supervisão transparente via “E3 – Elipse”
09-09 52 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
Palavra Chave: Mudança de Processo
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Projeto Piloto Elektro (Campos do Jordão)
~3,5 km
~3,5 km
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UtiliNet/Elektro: RL CJO 02930
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UtiliNet/Elektro: Repetidor/Roteador RF
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UtiliNet/Elektro: SE Campos do Jordão
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Obrigado
09-09 58 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
Denise Perretti [email protected]
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Gridstream SGP+MSistema de Gerenciamento de Perdas e Medição
09-09 59 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
SoftwareParceiros
SoftwareParceiros
SoftwareParceiros
FieldService SMCManager
Web DataViewer Easy2Work
SGP+M SYSTRAFO
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Grid stream SGP+MMedição do Grupo B (Baixa Tensão)
09-09 60 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
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Grid stream SGP+MMedição do Grupo B (Baixa Tensão)
+ No SGP+M a exteriorização da medição provê uma medição remota (protegida), menos susceptível a manipulação direta, e protegida pelos recursos de alarme do SGP+M;
+ A medição exteriorizada é utilizada para o faturamento e o registrador do medidor é enviado periodicamente ao Terminal de Leitura Individual (TLI).
+ Tradicionalmente, existe apenas um ponto de medição.
09-09 61 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
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Gridstream SGP+MCom TLI (Terminal de Leitura Individual)
09-09 62 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
CS = 12 usuáriosCP = 1024 usuáriosCS TLI: RFCS CP: RS485 ou RFCP Command Center: PSTN ou GPRS
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Gridstream SGP+MMedição do Grupo B (Baixa Tensão)
09-09 63 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
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Gridstream SYSTRAFOMedição do Grupo B (Média Tensão)
09-09 64 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
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Grid stream SYSTRAFOMedição do Grupo B (Média Tensão)
09-09 65 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
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Grid stream SYSTRAFOMedição do Grupo B (Média Tensão)
09-09 66 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
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Obrigado
09-09 67 - Landis+Gyr - Smart Metering - Medição Inteligente
Denise Perretti [email protected]