A rede inteligente de distribuição de eletricidade (Smart Grid) é a espinha dorsal do sistema energético.
O sistema energético está passando por uma transição radical. As mudanças de maior impacto são a introdução dos veículos elétricos e a expansão da geração distribuída, feita a partir de energias renováveis. Para que a Rede Inteligente proporcione uma integração confiável de energias renováveis e recursos energéticos distribuídos, são necessários equipamentos mais inteligentes .
Estes equipamentos permitem melhorar as capacidades da rede elétrica, hoje há uma ampla gama de sensores e dispositivos que possibilitam o monitoramento remoto e em tempo real das características técnicas do sistema de distribuição de energia.
A rede elétrica inteligente, também conhecida como Smart Grid, serve como base para todas as cidades inteligentes, desempenhando as seguintes funções principais:
- Informando os centros de operação dos distribuidores de energia: A rede inteligente fornece informações valiosas aos "os centros de operação", que consomem e produzem energia. Essas informações os capacitam a tomar decisões sobre como, quando e se devem usar, armazenar ou até mesmo vender eletricidade. Isso é particularmente relevante para aqueles que possuem painéis solares em seus telhados. O objetivo é incentivar a participação ativa de edifícios residenciais, comerciais e industriais na conservação e eficiência energética.
- Facilitando a integração de energias renováveis distribuídas: A rede inteligente garante a integração confiável de fontes de energia renovável distribuídas, sistemas de armazenamento de energia e estações de carregamento de veículos elétricos .
- Aprimorando os componentes da rede: A rede inteligente incorpora soluções inteligentes, como sensores, dispositivos eletrônicos inteligentes e medidores inteligentes. Esses componentes permitem controle, automação, monitoramento remoto e compartilhamento de dados em tempo real. Esse conjunto de soluções inteligentes contribui para aprimorar o gerenciamento e a capacidade de resposta da rede.
Aplicações comuns para soluções de redes inteligentes incluem:
- Automação de Distribuição – Detecção, Isolamento e Restauração de Falhas
- Monitoramento da rede elétrica (ex: subestações inteligentes)
- Proteção e Segurança
- Monitoramento de transformadores de distribuição
- Automação de Distribuição – Controle de Tensão
- Qualidade da energia
Tecnologia de redes inteligentes em subestações de média e baixa tensão
Este exemplo de aplicação em redes inteligentes envolve a utilização de sensores flexíveis de bobina Rogowski da "LEM ART" em conjunto com um medidor inteligente conectado ao lado de baixa tensão (BT) de um transformador de distribuição dentro de uma subestação de média/baixa tensão .
O software integrado no medidor inteligente realiza cálculos com base nas medições de baixa tensão, permitindo a determinação de diversos indicadores úteis para identificar o estado do sistema elétrico. Essas informações incluem temperatura do óleo, taxa de envelhecimento, valores de corrente e fluxo de energia.
Essa abordagem inovadora oferece uma gestão mais econômica da rede de distribuição, sem a necessidade de sensores adicionais no lado de média tensão. O medidor inteligente, quando acoplado às bobinas "LEM ART", atinge uma precisão geral superior a 1%, aumentando a precisão obtida com transformadores de corrente (TCs) convencionais.
Tecnologia de redes inteligentes em subestações de média e baixa tensão
Na subestação MV/LV , o fluxo de energia é transformado de média para baixa tensão. Dentro do quadro de baixa tensão, o medidor inteligente permite monitorar constantemente a qualidade da energia e planejar a manutenção preditiva. Os três sensores Rogowski ART transmitem as informações dos cabos para o medidor de energia. As vantagens dos operadores de sistemas de distribuição incluem:
- Monitoramento em tempo real dos parâmetros elétricos.
- Criação de curvas de carga de baixa tensão para consumidores , produtores e transformadores, permitindo a detecção de perdas inesperadas e o aumento da eficiência.
- Agregação da energia ativa distribuída por cada transformador MV-LV , facilitando a detecção de problemas não técnicos no lado de média tensão da rede inteligente .
Monitoramento remoto de energia via IoT para redes inteligentes
A Internet das Coisas (IoT) é excepcionalmente adequada para a implementação de redes inteligentes , principalmente devido aos extensos requisitos de alcance e ao tamanho mínimo de dados necessário para transmissão.
O uso de radiofrequência de banda estreita, padrão para comunicação de longo alcance, possibilita o desenvolvimento de uma solução inovadora para monitoramento remoto de energia. Essa solução envolve a implantação de medidores de energia sem fio para o monitoramento remoto de equipamentos elétricos, incorporando hardware, conectividade M2M (como LoRa, SIGFOX, 3G/GPRS) e utilizando serviços web para gerenciar os dados coletados, incluindo histórico, alertas, gráficos, estatísticas, etc.
Essa solução de IoT simplifica a implementação da rede e a instalação pelo usuário, reduz os custos de infraestrutura e geralmente é compatível com soluções existentes. A abordagem é particularmente adequada para aplicações de IoT devido à sua baixa potência de carga, requisitos de longo alcance e tamanho mínimo de dados necessário para transmissão. A configuração de rede em estrela para IoT é comumente usada na implantação de redes inteligentes .
Monitoramento remoto de energia via IoT para redes inteligentes
A aplicação típica para monitoramento de energia visa identificar o equilíbrio do consumo de energia e analisar o consumo excessivo para identificar áreas que requerem atenção. Cada medidor de energia sem fio (1), utilizando ATO (A) ou ART (B), conecta-se à internet de longo alcance RF (2) e transmite (3) dados de manutenção para um servidor web seguro (4).
Os usuários finais podem monitorar remotamente o uso do equipamento, incluindo ciclos, tempo de trabalho, consumo, etc., e receber alertas quando anomalias como perda de energia ou picos de energia são detectadas (5). Dispositivos com motores elétricos, ventiladores, bombas e compressores estão entre os equipamentos típicos com consumo de energia monitorado.
As vantagens desta solução incluem a simplicidade de instalação do ATO ou ART , conectividade à internet, medições em tempo real e a autonomia do medidor de energia . O modo de operação envolve a aquisição da corrente RMS a cada 1 segundo durante 10 segundos e o envio de estatísticas de consumo de corrente a cada 10 ou 15 minutos. Principais vantagens do monitoramento remoto de energia baseado em IoT :
- Não há necessidade de implantar uma infraestrutura de rede local.
- Monitoramento de equipamentos externos e internos
- Cobertura de ampla área
- Consumo de energia muito baixo, resultando em medidores de energia autônomos de longa duração.
- Acessibilidade e facilidade de implantação com sensores LEM ATO ou ART.
Soluções de redes inteligentes para monitoramento de linhas aéreas de distribuição
Os novos sensores de corrente permitem que as concessionárias monitorem as linhas de distribuição aéreas , maximizando sua capacidade e prevenindo violações de distância de segurança, a fim de aumentar a confiabilidade e a eficiência da rede de distribuição de média tensão.
O monitoramento de linhas de transmissão aéreas tornou-se mais rápido, fácil e econômico com o advento de novas redes de telecomunicações da Internet das Coisas (IoT), como NB-IoT e LPWAN. Utilizando um sensor de linha (1) instalado entre dois postes de média tensão (2), os operadores da rede podem visualizar o fluxo de corrente em tempo real, otimizando a capacidade da linha de transmissão para uma melhor distribuição de energia elétrica. O sensor de linha sem fio (1) transmite dados por meio de um relé de telecomunicações (3) para um banco de dados seguro baseado em nuvem (4) ou para um sistema local. A plataforma de gerenciamento de energia (5) pode regular, alertar e notificar as equipes de manutenção conforme necessário. Os sensores de linha mais recentes utilizam a bobina Rogowski LEM ART (A) para medição de corrente, detecção de envelhecimento com base nos níveis de corrente e priorização da capacidade da linha.
Soluções de redes inteligentes para monitoramento de linhas aéreas de distribuição
Anteriormente, sem visibilidade da rede, a energia renovável distribuída por meio de uma linha aérea poderia levar à sobrecarga (representada em vermelho). No entanto, com a implementação de um sistema de sensores de linha trifásico, o excesso de energia em uma linha pode ser redistribuído para linhas paralelas ou próximas (mostradas em preto), trazendo a capacidade da linha inicial para um nível aceitável (representada em azul). Essa redistribuição otimizada resulta em uma otimização da capacidade de saída geral da rede elétrica (consulte a figura abaixo).
Monitoramento de linhas aéreas de distribuição antes e depois da instalação de sensores.
Além disso, o sensor de linha (projetado para redes de distribuição de 1 a 35 kV) oferece medições periódicas sincronizadas no tempo, aprimorando o conhecimento da situação e a eficiência operacional. Ele fornece informações sobre parâmetros elétricos, bem como a temperatura da superfície do condutor. O sensor também detecta condições de falha, permitindo sua identificação e notificação. Em uma rede interligada, este sistema de sensor de linha trifásico garante a equalização em tempo real entre as diferentes linhas. Para medição de corrente alternada, a bobina Rogowski de núcleo dividido da LEM ART oferece diversas vantagens, conforme resumido na tabela abaixo, em comparação com outras duas técnicas de medição de corrente normalmente utilizadas.
A LEM fornece sensores inovadores, precisos, confiáveis, fáceis de instalar e não intrusivos para redes inteligentes , visando um melhor desempenho da rede e cidades mais inteligentes.
Tecnologia de bobina Rogowski
Uma bobina de Rogowski é usada para criar um sensor flexível que se enrola facilmente ao redor do condutor a ser medido. Ela é feita de uma bobina helicoidal de fio com o condutor de uma extremidade retornando pelo centro da bobina até a outra extremidade, garantindo que ambos os terminais estejam localizados na mesma extremidade da bobina. O comprimento da bobina é escolhido com base no diâmetro do cabo principal relevante para fornecer características de transferência ideais.
Essa tecnologia oferece detecção precisa da taxa de variação (derivada) da corrente primária, induzindo uma tensão proporcional nos terminais da bobina.
Com base em nosso profundo conhecimento de aplicações e tecnologias de medição atuais, a LEM desenvolve produtos de catálogo e personalizados que podem ser perfeitamente adaptados para atender às suas necessidades em termos de desempenho, espaço disponível e custo.
Disponível em: << https://www.lem.com/en/smart-grid >>
© Direitos de autor. 2025: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 22/12/2025















