Desenvolvimento de um sistema de medição de sinais elétricos

Abstract

Este trabalho de conclusão de curso apresenta o desenvolvimento de um medidor de grandezas elétricas utilizando a Bobina de Rogowski como sensor de corrente e um sensor de Efeito Hall para medição de tensão. As medições são enviadas para um software supervisório através da comunicação serial RS-232. O sistema é projetado para aquisição de sinais de um sistema elétrico trifásico, sendo capaz de realizar a medição tensão e corrente eficaz, consumo de energia ativa e reativa, fator de potência, indicação do sentido do fluxo de potência, além da identificação de distúrbios de tensão de curta e longa duração, interrupções de energia. O trabalho inclui uma revisão dos conceitos de grandezas elétricas e Qualidade de Energia Elétrica. É realizado um estudo do microcontrolador MS430F47197 próprio para o projeto de medição de grandezas elétricas. Também é apresentado a analise dos tipos de sensores de corrente e tensão, dando ênfase a Bobina de Rogowski e o sensor de tensão baseado no Efeito Hall e o desenvolvimento dos seus respectivos circuitos de aquisição. São apresentados os algoritmos utilizados para o cálculo das grandezas elétricas e dos distúrbios de tensão, além do software supervisório desenvolvido na linguagem C# utilizando a ferramenta Microsoft Visual Studio. Por fim, são apresentados resultados obtidos com o protótipo, onde foram realizados testes de variação da frequência e da linearidade da Bobina de Rogowski com o circuito integrador. Para validação dos algoritmos de cálculo das grandezas elétricos comparou-se as medição do protótipo com o Analisador de Qualidade de Energia Dranetz© do modelo PowerGuide 4400. Como teste de campo, o protótipo do medidor foi instalado para medir as correntes primárias de um transformador de 500KVA de uma subestação subterrânea pertencente ao sistema reticulado da CEEE, localizado na região metropolitana de Porto Alegre – RS.