QUADRO DE DISTRIBUIO CAPTULO 03

2

Captulo 03

QUADRO DE DISTRIBUIO

Figura 01 Entrada de energia residencial

3

Figura 02 Quadro de Distribuio Monofsico com DR (Disjuntor ou Interruptor) Geral

4

Figura 03 Quadro de Distribuio Bifsico com DR (Disjuntor ou Interruptor) Geral

5

Figura 04 Diagrama Eltrico Multifilar com DDR (Disjuntor DR) Geral

6

Figura 05 Diagrama Multifilar DTM Geral (Disjuntor termomagntico) e

IDR Geral (Interruptor Diferencial Residual).

7

Figura 06 Diagrama Multifilar DTM Geral (Disjuntor termomagntico) e DTM + IDR nos circuitos (Interruptor Diferencial Residual).

8

Figura 7 Diagrama Unifilar: Ramal de entrada; Quadro de Medio;

Quadro de Distribuio; Circuitos Terminais.

9

MEDIDORES DE ENERGIA KWh CAPTULO 04

10

Captulo 04

MEDIDORES DE ENERGIA KWh

4.1 Introduo A energia eltrica consumida nas instalaes residencias, comerciais e

industriais fornecida pela concessionria como um produto comercial. Em outras palavras, o custo da produo da energia eltrica (gerao e transmisso) repassado ao consumidor pelas empresas do setor eltrico, proporcionando-lhes assim uma certa receita.

Desse modo, o consumo de energia eltrica em cada instalao deve ser medido e multiplicado pelo custo do KWh, definido pela concessionria, a fim de quantificar o valor a ser pago pelo consumidor, relativo energia eltrica consumida durante um certo perodo de tempo.

Figura 4.1a Medidor KWh eletromecnico (indutivo)

com mostrador de ponteiros

Figura 4.1b Medidor KWh eletromecnico (indutivo)

com mostrador ciclomtrico

Figura 4.1c Medidor eletrnico

Monofsico de energia Figura 4.1d Medidor eletrnico

Trifsico de energia

11

4.2 Medidores de Energia Eletromecnicos (Indutivo) Os medidores de KWh podem suportar at 300% a 800% de sobrecarga, sem danificar componentes e sem introduzir erros excessivos nas medidas. Em sistemas de elevada potncia (elevados valores de tenso e corrente), conectar os medidores a equipamentos que reduzam essas grandezas a valores compatveis com as suas capacidades, os transformadores de corrente e tenso. Na placa de identificao esto contidas as caractersticas necessrias para a correta ligao do medidor e outros dados como: fabricante, nmero de srie, tenso, corrente nominal e mxima, freqncia, constante do disco Kd, nmero de fases. Elemento

Elemento o conjunto formado pela bobina de tenso, pela bobina de corrente e seus respectivos ncleos. Os medidores de dois elementos so utilizados em redes bifsicas ou em redes trifsicas sem neutro. J os de trs elementos so utilizados em sistemas trifsicos com neutro. Bobina de tenso submetida mesma tenso eltrica aplicada carga, sendo construda com elevado nmero de espiras (elevada reatncia indutiva). Bobina de corrente (intensidade) percorrida pela corrente de carga, sendo construda com fio de baixa resistncia eltrica.

Disco o elemento que gira em torno de um eixo, por ao eletromagntica, permitindo o registro da energia consumida. feito de alumnio com 99,8% de pureza. Totalizador (integrador) o conjunto de engrenagens acopladas ao eixo do instrumento que traduz o movimento do disco no registro que aparece no mostrador. K Fator de multiplicao para o caso em que o instrumento estiver conectado a TC (transformador de corrente) e TP (transformador de potencial).

Figura 4.2 Elemento de um medidor

m (freio eletromagntico) produz correntes parasitas no disco, no sentido

de se opor ao movimento rotativo do mesmo. No caso de desligamento da carga: exerce fora contrria inrcia do disco, interrompendo o seu movimento. No caso de carga energizada: compensa variaes brusca de tenso e corrente. Permite ajuste para manter a preciso da medio.

12

Bornes de ligao recebem os condutores fase e neutro da rede eltrica da concessionria e conectam o instrumento aos condutores da carga.

Princpio de funcionamento do Medidor Eletromecnico de Energia O princpio de funcionamento do medidor de energia o mesmo que o de um motor de induo, ou seja, os campos gerados pelas bobinas de corrente e de potencial induzem correntes em um disco, provocando a sua rotao. Solidrio com o disco existe um eixo em conexo com uma rosca-sem-fim, que provoca a rotao dos registradores, os quais fornecero a leitura. Veja a Fig.4.3.

Figura 4.3 Esquema de um medidor KWh

O disco do medidor de KWh gira devido ao efeito combinado dos fluxo

magnticos produzidos nas bobinas de corrente e de tenso. Duas condies so necessrias para o perfeito funcionamento do medidor: a corrente na bobina de tenso deve estar 90 atrasada com relao tenso aplicada; as bobinas de corrente devem estar dispostas de forma a gerar fluxos magnticos opostos. Na Figura 4.4 apresentam-se as curvas de tenso aplicada, corrente nas bobinas de corrente e corrente na bobina de tenso, para uma carga resistiva pura.

Figura 4.4 Formas de onda da tenso aplicada, corrente nas bobinas de corrente

e corrente na bobina de tenso para uma carga resistiva.

13

Considerando-se os instantes de tempo estabelecidos acima, pode-se analisar a origem do movimento rotativo do disco do medidor de KWh Fig. 4.5.

Figura 4.5 Fluxos magnticos nas bobinas de corrente e de tenso.

As linhas de induo do campo magntico gerado provocam o movimento rotativo do disco (variao de fluxo magntico) e a velocidade de rotao depende da intensidade deste campo. Esquemas de ligao A Figura 4.6 mostra o esquema de ligao de um medidor padro americano (A) e do padro europeu (B).

Figura 4.6 - Esquema de ligao do medidor monofsico

(A) Padro americano (Brasil) (B) Padro europeu

Dois elementos Trs elementos

Figura 4.7 Esquema de ligao do medidor trifsico (padro americano)

14

4.3 Energia Eltrica KWh J sabemos que a energia a potncia dissipada ao longo do tempo, ou seja:

Energia = P.t [Watt.hora]

Se o tempo considerado for de uma hora, a energia expressa em watt.hora. Como esta uma unidade muito pequena, na prtica usa-se Kilowatthora = KWh.

Tabela 4.1 Potncia Ativa [W] de eletrodomsticos

Para calcular o consumo de cada eletrodomstico, primeiro verifique a sua potncia (em watts), em seguida, multiplique a potncia encontrada pelo nmero de horas em que o aparelho foi utilizado por ms. Para isso, use a seguinte expresso: Consumo (KWh) = (potncia (W) x horas/dia x dias/ms)/1000. Exemplo: Um ferro eltrico de 1000W que utilizado 1 hora/dia, 3 vezes/semana. Consumo (KWh)=1000W x 1hora x 12 dias/ms /1000 = 12KWh/ms. 1KWh = 3413 BTUs Exemplo 01: Se em um circuito a tenso Fase-Neutro de 220V, a corrente medida de 10A, o fator de potncia igual a FP=1 (carga resistiva), em 8 horas, qual a energia consumida por esta carga? Soluo: Energia = 220 x 10 x 8 = 17600 watts.hora ou 17,6KWh.

15

4.4 Tarifas de Energia Eltrica Informaes atualizadas sobre o tema podero se obtidas diretamente na pgina eletrnica www.aneel.gov.br que consiste no site da Agncia Nacional de Energia Eltrica ANEEL. Podemos encontrar os Cadernos Temticos da ANEEL Tarifas de Fornecimento de Energia Eltrica. Componentes das tarifas

As tarifas de energia eltrica so definidas com base em dois componentes: demanda de potncia e consumo de energia. A demanda de potncia medida em quilowatt e corresponde mdia da potncia eltrica solicitada pelo consumidor empresa distribuidora, durante um intervalo de tempo especificado normalmente 15 minutos e faturada pelo maior valor medido durante o perodo de fornecimento, normalmente de 30 dias.

O consumo de energia medido em quilowatt-hora ou em megawatt-hora (MWh) e corresponde ao valor acumulado pelo uso da potncia eltrica disponibilizada ao consumidor ao longo de um perodo de consumo, normalmente de 30 dias.

As tarifas de demanda de potncia so fixadas em reais por quilowatt e as tarifas de consumo de energia eltrica so fixadas em reais por megawatt-hora (R$/MWh) e especificadas nas contas mensais do consumidor em reais por quilowatt-hora. Nem todos os consumidores pagam tarifas de demanda de potncia. Isso depende da estrutura tarifria e da modalidade de fornecimento na qual o consumidor est enquadrado. Tarifas do grupo A

As tarifas do grupo A so para consumidores atendidos pela rede de alta tenso, de 2,3 a 230 quilovolts (kV), e recebem denominaes com letras e algarismos indicativos da tenso de fornecimento, como segue:

A1 para o nvel de tenso de 230 kV ou mais; A2 para o nvel de tenso de 88 a 138 kV; A3 para o nvel de tenso de 69 kV; A3a para o nvel de tenso de 30 a 44 kV; A4 para o nvel de tenso de 2,3 a 25 kV; AS para sistema subterrneo. As tarifas do grupo A so construdas em trs modalidades de fornecimento:

convencional, horo-sazonal azul e horo-sazonal verde, sendo que a conveno por cores apenas para facilitar a referncia. a) Estrutura tarifria convencional

A estrutura tarifria convencional caracterizada pela aplicao de tarifas de consumo de energia e/ou demanda de potncia independentemente das horas de utilizao do dia e dos perodos do ano. A tarifa convencional apresenta um valor para a demanda de potncia em reais por quilowatt e outro para o consumo de energia em reais por megawatt-hora. O consumidor atendido em alta tenso pode optar pela estrutura tarifria convencional, se atendido em tenso de fornecimento abaixo de 69 kV, sempre que tiver contratado uma demanda inferior a 300 kW.

16

b) Estrutura tarifria horo-sazonal A estrutura tarifria horo-sazonal caracterizada pela aplicao de tarifas

diferenciadas de consumo de energia eltrica e de demanda de potncia, de acordo com as horas de utilizao do dia e dos perodos do ano. O objetivo dessa estrutura tarifria racionalizar o consumo de energia eltrica ao longo do dia e do ano, motivando o consumidor, pelo valor diferenciado das tarifas, a consumir mais energia eltrica nos horrios do dia e nos perodos do ano em que ela for mais barata. Para as horas do dia so estabelecidos dois perodos, denominados postos tarifrios. O posto tarifrio ponta corresponde ao perodo de maior consumo de energia eltrica, que ocorre entre 18 e 21 horas do dia. O posto tarifrio fora da ponta compreende as demais horas dos dias teis e as 24 horas dos sbados, domingos e feriados. As tarifas no horrio de ponta so mais elevadas do que no horrio fora de ponta. J para o ano, so estabelecidos dois perodos: perodo seco, quando a incidncia de chuvas menor, e perodo mido quando maior o volume de chuvas. As tarifas no perodo seco so mais altas, refletindo o maior custo de produo de energia eltrica devido menor quantidade de gua nos reservatrios das usinas hidreltricas, provocando a eventual necessidade de complementao da carga por gerao trmica, que mais cara. O perodo seco compreende os meses de maio a novembro e o perodo mido os meses de dezembro a abril.

b1) Tarifa horo-sazonal azul

A tarifa horo-sazonal azul a modalidade de fornecimento estruturada para a aplicao de tarifas diferenciadas de consumo de energia eltrica, de acordo com as horas de utilizao do dia e dos perodos do ano, bem como de tarifas diferenciadas de demanda de potncia de acordo com as horas de utilizao do dia. Ela aplicvel obrigatoriamente s unidades consumidoras atendidas pelo sistema eltrico interligado, e com tenso de fornecimento igual ou superior a 69 kV.

A tarifa horo-sazonal azul tem a seguinte estrutura: Demanda de potncia (R$/kW): Um valor para o horrio de ponta (P) Um valor para o horrio fora de ponta (FP) Consumo de energia (R$/MWh): Um valor para o horrio de ponta em perodo mido (PU) Um valor para o horrio fora de ponta em perodo mido (FPU) Um valor para o horrio de ponta em perodo seco (PS) Um valor para o horrio fora de ponta em perodo seco (FPS)

b2) Tarifa horo-sazonal verde A tarifa horo-sazonal verde a modalidade de fornecimento estruturada para

a aplicao de tarifas diferenciadas de consumo de energia eltrica, de acordo com as horas de utilizao do dia e dos perodos do ano, bem como de uma nica tarifa de demanda de potncia. A tarifa horo-sazonal se aplica obrigatoriamente s unidades consumidoras atendidas pelo sistema eltrico interligado com tenso de fornecimento inferior a 69 kV e demanda contratada igual ou superior a 300 kW, com opo do consumidor pela modalidade azul ou verde. As unidades consumidoras atendidas pelo sistema eltrico interligado com tenso de fornecimento inferior a 69 kV e demanda contratada inferior a 300 kW podem optar pela tarifa horo-sazonal, seja na modalidade azul ou verde.

17

A tarifa horo-sazonal verde tem a seguinte estrutura: Demanda de potncia (R$/kW): valor nico Consumo de energia (R$/MWh): Um valor para o horrio de ponta em perodo mido (PU) Um valor para o horrio fora de ponta em perodo mido (FPU) Um valor para o horrio de ponta em perodo seco (PS) Um valor para o horrio fora de ponta em perodo seco (FPS)

Tarifas do grupo B As tarifas do grupo B se destinam s unidades consumidoras atendidas em tenso inferior a 2,3 kV e so estabelecidas para as seguintes classes (e subclasses) de consumo:

B1 Classe residencial e subclasse residencial baixa renda; B2 Classe rural, abrangendo diversas subclasses, como agropecuria,

cooperativa de eletrificao rural, indstria rural, servio pblico de irrigao rural;

B3 Outras classes: industrial, comercial, servios e outras atividades, poder pblico, servio pblico e consumo prprio;

B4 Classe iluminao pblica. As tarifas do grupo B so estabelecidas somente para o componente de consumo de energia, em reais por megawatt-hora, considerando que o custo da demanda de potncia est incorporado ao custo do fornecimento de energia em megawatt-hora. Tarifa social de baixa renda

Com base na legislao em vigor, todos os consumidores residenciais com consumo mensal inferior a 80 kWh, ou aqueles cujo consumo esteja situado entre 80 e 220 kWh/ms e que comprovem inscrio no Cadastro nico de Programas Sociais do Governo Federal, fazem jus ao benefcio da subveno econmica da Subclasse Residencial Baixa Renda. A tarifa social de baixa renda sofre descontos escalonados do acordo com o consumo em relao tarifa da classe residencial (B1), conforme ilustra a tabela abaixo:

Faixa de Consumo Desconto Tarifrio (%)

0 - 30 kWh 65% 31 - 100 kWh 40% 101 - Limite Regional 10%

Aos primeiros 30 kWh aplicada tarifa com 65% de desconto em relao

tarifa aplicada a uma unidade consumidora residencial. Dos 31 kWh consumidos, at o limite de 100 kWh, aplicada tarifa com 40% de desconto. Finalmente, de 101 kWh at o Limite Regional, aplicado desconto de 10%. Define-se Limite Regional como sendo o consumo mximo para o qual poder ser aplicado o desconto na tarifa, sendo que tal limite estabelecido por concessionria, e os valores que excederem sero faturados pela tarifa plena (B1) aplicada s unidades residenciais.