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Type: TESE DIGITAL
Title: Proposta e desenvolvimento de um sistema não-intrusivo baseado em energy harvesting, para aplicação na detecção de fraudes em instalações elétricas
Title Alternative: Proposal and development of a non-intrusive system, based on energy harvesting, for fraud detection in electrical installations
Author: Morais, Flávio José de Oliveira, 1982-
Advisor: Dias, José Antonio Siqueira, 1954-
Abstract: Resumo: Desde o início das privatizações do setor elétrico brasileiro, meados da década de 90, as empresas desenvolvem suas atividades como qualquer outra, buscando lucro e desenvolvimento contínuo, através da fixação de metas e resultados, bem como no aprimoramento de gestão. Porém, um dos maiores problemas enfrentados pelo setor elétrico brasileiro são as perdas tanto na transmissão como na distribuição. Em ambos os casos, uma parcela das perdas do sistema elétrico são repassadas às tarifas e pagas pelos consumidores regulares. No sistema gerido pela Ampla energia, concessionária de distribuição de energia elétrica que atua no Estado do Rio de Janeiro, as perdas representam 18,40 % da energia distribuída. Neste trabalho, são propostos cinco módulos que visam o desenvolvimento de um sistema não intrusivo para auxiliar no combate às perdas não técnicas causadas pelas fraudes de energia na rede de distribuição. Este trabalho foi projetado e implementado com instrumentação de baixo consumo, a alimentação é proveniente de sistema de energy harvesting eletromagnético e o envio dos dados é realizado via wireless pode alcançar até 350 metros com visada direta. O sistema de medição é dotado de um TC (Transformador de Corrente), do tipo clamp, e possui capacidade para 120 A de corrente no primário. Este, além de fornecer o sinal a ser mensurado, também prove o sinal para a entrada do núcleo de energy harvesting. No qual, inicia a carga dos supercapacitores com correntes a partir de 200 mA no primário do TC. Além disso, foi desenvolvido um sistema para realizar a sintonia da frequência de ressonância para 60 Hz, que ocorre, através da redução ou cancelamento da reatância indutiva do TC. O consumo geral do sistema desenvolvido fica em torno de 36 uA (quando realizando medidas) e, nos testes realizados em campo, foi verificado que o sistema energy harvesting proporciona autonomia energética ao módulo apenas com a energia consumida por um refrigerador. Em decorrência do baixo nível de ruído, a sensibilidade do sistema de medida é extremamente alta, pois, o mesmo está equipado com um conversor A/D sigma delta de 24 bits, que detecta variações na ordem de 1,83 mA na corrente RMS monitorada. Para trabalhos futuros, pretende-se investigar novas técnicas para redução do consumo na transmissão sem fio e também circuitos dedicados para aumentar a eficiência do sistema de harvesting e, ainda, reduzir o consumo geral do sistema de medida

Abstract: Since the beginning of privatizations of the Brazilian electricity sector, mid-90s, companies develop their activities as any other, for profit and continuous development by setting goals and outcomes as well as the improvement of management. However one of the biggest issues facing the Brazilian electric sector is the losses both in transmission and distribution. In both cases, a portion of the electrical system losses is passed on to fees and paid by regular consumers. The system managed by the large energy, electricity distribution concessionaire which operates in the state of Rio de Janeiro, the losses represent 18.40 \% of the energy distributed. In this work, we propose five modules which aim at the development of a non-intrusive system to help to combat non-technical energy losses caused by fraud in the distribution network. This work was designed and implemented with low consumption instrumentation, the power source comes from electromagnetic energy harvesting system and the data sent is performed via wireless that can reach up to 350 meters with direct view. The measuring system is equipped with a CT (Current Transformer), clamp type, and has up to 120 A of current in the primary. This, in addition to providing the signal to be measured, also provides the signal to the input of the energy harvesting core. In which initiates the charging of the supercapacitors with currents from 200 mA at the primary CT. Furthermore, a system was developed to perform the tuning of the resonant frequency to 60 Hz, that is, by reducing or canceling the inductive reactance CT. The overall consumption of the developed system is around 36 uA (when performing the measurements) and, in the tests in the field, it was found that the energy harvesting system provides energy autonomy to the module only with the energy consumed by a refrigerator. Due to the low noise, the sensitivity of the measurement system is extremely high, because the latter is equipped with an A/D delta sigma 24-bit, which detects variations in the order of 1.83 mA in the monitored RMS current. For future works, is intended to investigate new techniques to reduce consumption in wireless transmission dedicated circuits and also to increase the harvesting system efficiency, and also reduce the overall consumption of the measuring system
Subject: Sistemas elétricos de potência
Sistemas embarcados (Computadores)
Energia - Consumo
Fraude
Furto
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEEC - Tese e Dissertação

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