BR102014001218A2 - sistema de monitoramento remoto de equipamentos de subestações de energia elétrica através de redes de sensores sem fio - Google Patents

Abstract

sistema de monitoramento remoto de equipamentos de subestações de energia elétrica através de redes de sensores sem fio. a presente patente de invenção refere-se a sistema de monitoramento remoto de equipamentos de subestações de energia elétrica através de redes de sensores sem fio que são sustentáveis do ponto de vista operacional, ou seja, a energia elétrica para o funcionamento do sensor sem fio é captada do próprio ambiente, como luz, campo magnético ou vibrações. os sensores sem fio são capazes de receber sinais e transdutores em uma ampla faixa de tensão e apresentam leitura provida de confiabilidade, como valor eficaz verdadeiro, de pico e médio, extraídos do si transdutor leitura essa isenta da interferência das condições do meio ambiente vizinho. os sensores podem ser instalados nos locais onde a grandeza monitorada está disponível, e independentemente do potencial elétrico deste local, os sensores são imunes aos campos eletromagnéticos presentes no seu local de instalação. a inserção ou perda de um sensor sem |o na rede de sensores que compõem o sistema de monitoramento dos equipamentos da subestação de energia elétrica apresenta facilidade, agilidade e reduzido custo, ocorrendo preferencialmente de forma automática, permitindo sua imediata identificação e a reconfiguração automática da rede pelo protocolo utilizado pela rede sem fio.

Description

“SISTEMA DE MONITORAMENTO REMOTO DE EQUIPAMENTOS DE SUBESTAÇÕES DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS DE REDES DE SENSORES SEM FIO” [01] A presente patente de invenção refere-se a sistema de monitoramento remoto de equipamentos de subestações de energia elétrica através de redes de sensores sem fio que são sustentáveis do ponto de vista operacional, ou seja, a energia elétrica para o funcionamento do sensor sem fio é captada do próprio ambiente, como luz, campo magnético ou vibrações. Os sensores sem fio são capazes de receber sinais de transdutores em uma ampla faixa de tensão e apresentam leitura provida de confiabilidade, como valor eficaz verdadeiro, de pico e médio, extraídos do sinal do transdutor, leitura essa isenta da interferência das condições do meio ambiente vizinho. Os sensores podem ser instalados nos locais onde a grandeza monitorada está disponível, independentemente do potencial elétrico deste local, os sensores são imunes aos campos eletromagnéticos presentes no seu local de instalação. [02] A inserção ou perda de um sensor sem fio na rede de sensores que compõem o sistema de monitoramento dos equipamentos da subestação de energia elétrica apresenta facilidade, agilidade e reduzido custo, ocorrendo preferencialmente de forma automática, permitindo sua imediata identificação e a reconfiguração automática da rede pelo protocolo utilizado pela rede sem fio. [03] Atualmente, do ponto de vista logístico é comum que os procedimentos de manutenção dos equipamentos de uma subestação sejam realizados de forma preventiva, obedecendo assim um cronograma que depende do tipo de equipamento e do tempo de serviço. No entanto, existe uma necessidade emergente de que essas manutenções sejam de natureza preditiva e, portanto, devem direcionar os recursos para aqueles equipamentos que realmente necessitam de uma intervenção. [04] Já do ponto de vista técnico, embora sejam conhecidas tecnologias de comunicação remota, baseadas em geral em sensores locais de captação do comportamento funcional de um equipamento, existe uma necessidade pertinente à alimentação de energia da rede de sensores instalados em seus respectivos equipamentos em uma subestação. Ou seja, é necessário prover comunicação e energia elétrica para a pluralidade de sensores do sistema de supervisão das subestações. [05] Nos sistemas de monitoramento convencionais as subestações são monitoradas em sua operacionalidade por meio de um sistema de comunicação cuja lógica é baseada no envio de sinais para a central de gestão, normalmente localizada na sede da concessionária de energia elétrica, sendo que esta funcionalidade é viabilizada através de uma arquitetura de sistema baseada fundamentalmente no uso de cabos elétricos, que tem por função prover a condução dos sinais coletados nos sensores convencionais dos equipamentos desde o pátio da subestação até a sala de controle. [06] Embora o sistema convencional de monitoramento dos equipamentos de uma subestação de energia elétrica seja eficaz do ponto de vista técnico, é possível identificar alguns gargalos, notadamente gargalos de implementação do sistema, sendo que merece destaque o fator econômico, pois a arquitetura, custos de canalização e cabeamento, além das características intrínsecas destes sistemas, limita a sua aplicação a algumas funções básicas de supervisão e acionamento. São exemplos típicos destas funções a leitura de corrente e tensão por intermédio dos transformadores de corrente (TC) e tensão (TP), respectivamente, assim como o acionamento de disjuntores e chaves durante manobras na subestação. Cabe ainda evidenciar que o sistema de cabeamento não é provido de total confiabilidade, podendo enviar sinais falsos, fruto de interferências captadas pelos cabos e conduzidas aos sensores, cuja funcionalidade pode ser altamente comprometida, dependendo da natureza do equipamento ao qual está instalado. [07] Os sistemas de monitoramento por intermédio de cabos, existentes nas subestações de energia elétrica, se prestam muito bem para as funções básicas para as quais eles foram projetados. No entanto, a sua expansão para monitorar grandezas físicas secundárias que permitam avaliar a degradação dos equipamentos fica limitada pelas características típicas dos sistemas cabeados, notadamente quanto à sua expansão, pois requer a instalação adicional de dutos e cabos entre o pátio e a sala de controle. [08] Um segundo aspecto que limita o uso de sistemas cabeados é a transferência de potencial elétrico da casa de controle até o ponto de monitoramento. Esta transferência de potencial é inerente ao uso de condutores e limita os locais onde os sensores podem ser instalados. Por exemplo, um sensor conectado a cabos deve necessariamente ser instalado no potencial de terra. [09] Mesmo para sensores instalados no potencial de terra, o uso de condutores implica na captação de sinais espúrios que são conduzidos para os circuitos eletrônicos instalados no sensor e no equipamento da sala de controle. Estes sinais espúrios podem causar interferências ou danos nestes circuitos, o que implica na redução da confiabilidade desse tipo de sistema de monitoramento. [010] Além disto, o custo relativamente elevado associado com a instalação de novos sistemas cabeados decorre não apenas do custo dos cabos em si mas, principalmente, do custo de obras civis para a instalação de novos dutos. Isto ocorre porque, em muitas subestações, os dutos existentes estão com a sua ocupação máxima. A instalação de novos dutos em uma subestação existente é uma tarefa complexa, pois implica na coordenação entre as obras civis (abertura de valas, lançamento de dutos, concretagem, etc) com a operação concomitante da subestação. Em algumas situações, é necessário desligar parte da subestação para que as obras civis sejam realizadas. [011] Já a transferência de potencial causada pelos sistemas cabeados decorre da necessidade de aterrar os cabos na sala de controle. Este aterramento visa garantir a segurança dos operadores contra choque elétrico, e é feito diretamente ou através de dispositivos de proteção contra surtos (DPS). Ao aterrar o condutor na sala de controle, o seu potencial elétrico é transferido pelo condutor para o pátio da subestação. Como durante falhas no sistema elétrico (por exemplo, curto-circuito em linha de transmissão) ou incidência de descargas atmosféricas, ocorre fluxo de corrente pela malha de aterramento da subestação, existirá uma diferença de potencial transitória entre o sensor e o seu local de instalação. [012] Para garantir a segurança do operador e também evitar danos no sensor, é necessário que o mesmo seja aterrado no seu local de instalação. Este fato, inerente ao sistema cabeado, limita os locais em que os sensores possam ser instalados. Por exemplo, um sensor cabeado não podería nunca ser instalado no corpo de um isolador ou mesmo em um barramento de alta tensão. [013] Finalmente, a captação de sinais espúrios pelos cabos estendidos entre a sala de controle e o pátio da subestação decorre principalmente das diferenças de potencial transitórias entre o local de instalação do sensor e a sala de controle. Estas diferenças de potencial são causadas pelo fluxo de corrente pela malha de aterramento da subestação, por ocasião de falhas no sistema elétrico ou incidência de descargas atmosféricas. Considerando que tanto os sensores quanto os sistemas de supervisão instalados na sala de controle contêm circuitos eletrônicos sensíveis, estes sinais espúrios podem causar interferências ou mesmo danos nos ditos circuitos. [014] A patente CN202095100 (U) - “Wireless sensing network for transformer substation monitoring system” - refere-se a uma rede de monitoramento sem fio para supervisionar equipamentos de uma subestação de energia elétrica. Diferentemente do objeto da presente patente, a patente CN202095100(U) não trata das interfaces físicas do sistema, tais como captação de energia do ambiente e interface genérica para conexão aos transdutores, que são características importantes da presente patente. De fato, a patente CN202095100(U) limita-se a descrever uma rede sem fio genérica para o monitoramento de equipamentos de uma subestação. [015] Já a patente US2011/0160922 A1 - “Decentralized system and architeture for remote real time monitoring of power transformers, reactors, Circuit breakers, instrument transformers, disconnect switches and similar high voltage equipment for power plants and electric power substations” - objetiva uma arquitetura de rede de monitoramento sem fio para a supervisão de equipamentos de instalações de energia elétrica, incluindo subestações. Diferentemente do objeto da presente patente, a patente US2011/0160922 A1 não trata das interfaces físicas do sistema, tais como captação de energia do ambiente e interface genérica para conexão aos transdutores, que são características importantes da presente patente. [016] A patente CN201698574 (U) - “Data transmission device of comprehensive online monitoring system for atmospheric environment” -reivindica uma rede ZigBee para interligar sensores de condições atmosféricas, em complemento às ligações cabeadas, visando tão somente o monitoramento ambiental. Diferentemente do objeto da presente patente, a patente CN201698574 (U) é dedicada à supervisão de sensores atmosféricos, não apresentando características que possibilitem a sua implatação em uma subestação de potência, tais como imunidade a interferências eletromagnéticas e compatibilidade que os transdutores que monitoram os equipamentos. [017] A patente CN201514288 (U) - “Temperature online monitoring system for switch cabinet based on ZigBee wireless network” - descreve a implementação de uma rede sem fio para monitorar a temperatura do gabinete de um disjuntor, utilizando tecnologia ZigBee. Deferentemente do objeto da presente patente, a patente CN201514288 (U) visa monitorar apenas uma grandeza (temperatura) de um equipamento, enquanto a presente patente apresenta uma interface flexível para a conexão com diversos tipos de transdutores, além de captar do meio ambiente a energia necessária para seu funcionamento. [018] A patente CN201408239 (Y) - “Wireless monitoring system applied to high-tension power transmission line” - apresenta uma rede híbrida ZigBee - WiFi para monitorar uma linha de energia elétrica de alta tensão, na qual a rede ZigBee interliga sensores próximos e a rede WiFi faz a comunicação em distâncias maiores, até atingir um gateway para a internet. Diferentemente do objeto da presente patente, a patente CN201408239 (Y) visa uma aplicação em linha de transmissão e não em subestação. Além disso, a patente CN201408239 (Y) não trata da alimentação elétrica dos equipamentos da rede, que é um aspecto muito importante da presente patente. [019] A patente CN201322781 (Y) - “Real time monitoring system of transformer substation overhauling device ground State” - refere-se a enlaces ZigBee para monitorar o estado de chaves de aterramento de uma subestação. Diferente mente do objeto da presente patente, a patente CN201322781 (Y) trata do monitoramento de um equipamento em particular, enquanto a presente patente trata de uma rede de monitoramento de inúmeros equipamentos instalados em uma subestação. [020] A patente CN201285431 (Y) - “High voltage Circuit breaker on-line monitoring system based on GPS and Zigbee” - descreve uma rede ZigBee e seus sensores projetados para supervisionar os disjuntores de uma subestação. Os sensores são dotados de GPS e fazem aquisição de parâmetros elétricos em tempo real (medição fasorial), visando disponibilizar os dados do disjuntor em tempo real para o operador da subestação ou o centro de controle operacional. Diferentemente do objeto da presente patente, o sensor descrito na patente CN201285431 (Y) é alimentado pelo circuito de baixa tensão da subestação, isto é, ele não capta energia do meio ambiente. [021] Shan, Qingshan; Glover, I.A.; Moore, P.J.; Português, I.E.; Watson, R.J.; Rutherford, R., “Performance of Zigbee in Electricity Supply Substations”, Wireless Communications, Networking and Mobile Computing, WiCom, Sept. 2007, pp.3871-3874, revela a aplicação do protocolo ZigBee em uma subestação, no qual os autores dão ênfase no comportamento do transceptor sob a influência de descargas parciais geradas pelo sistema de potência. Diferentemente do objeto da presente patente, o artigo em questão teve por objetivo apenas avaliar o desempenho da comunicação ZigBee, isto é, ele não apresenta nenhum desenvolvimento que possa ser reivindicado por pedido de patente. [022] Yuan Lu; Jie Song; Yongqing Wang; Fang Gao, “Wireless thermometric system based on the ZigBee technology", Electronic Measurement & Instruments, 2009. ICEMI '09, 16-19 Aug. 2009, faz uma análise da tecnologia ZigBee, ressaltando as suas potencialidades para a implementação de monitoramento remoto na configuração de coordenador / end-device. A instalação piloto é feita com um sensor térmico aplicado a um disjuntor, não se estabelecendo uma rede sem fio na subestação. Diferentemente do objeto da presente patente, o artigo em questão teve por objetivo apenas avaliar o desempenho da comunicação ZigBee, não apresentando nenhuma criação industrial. [023] Gong GangJun; Han JunWei; Zhu JuanXi; Xiong Chen; Ping An; Wang XingChuan, “Design of routing optimization for substation high voltage side monitoring system based on wireless sensor network”, Advanced Power System Automation and Protection (APAP), pp.2102-2105, 16-20 Oct. 2011, implementa e testa uma rede ZigBee para o monitoramento de equipamentos em uma subestação. Diferentemente do objeto da presente patente, o artigo em questão teve por objetivo apenas avaliar o desempenho da comunicação ZigBee, não apresentando nenhuma criação industrial. [024] Zhang Jun; Dai Wei; Huang Di; Zhang Sanfeng; Ji Yi, “Zigbee Enabled Remote Temperature Monitor System for High-Voltage Substations”, Engineering and Technology (S-CET), pp.1-4, 27-30 May 2012, apresenta a implementação de uma rede ZigBee para o monitoramento exclusivo da temperatura de contatos elétricos dos equipamentos de alta tensão. Os sensores são instalados no potencial do condutor, junto com o transdutor de temperatura. São apresentados resultados do desempenho da rede e dos sensores, os quais são dedicados para esta aplicação. Diferentemente do objeto da presente patente, o desenvolvimento descrito neste artigo visa exclusivamente a monitoração de temperatura de equipamentos, tratando-se de um transdutor específico. [025] C. M. Metzler, M. G. Mandelli, R. Nemetz, “Sistema de telemetria baseado em GPS/GPRS para transformadores de médio e de grande porte”, PUC RS, Nov. 2008, descreve um sistema de telemetria baseado em GPS e GPRS para monitorar a temperatura e a umidade de transformadores. Trata do monitoramento do transformadores, cujos dados são enviados por rede de telefonia celular (GPRS) e contém a informação de tempo real da aquisição (GPS). Diferentemente do objeto da presente patente, o sensor sem fio apresentado não trabalha em rede e é alimentado pela baixa tensão do transformador, isto é, ele não capta energia do meio ambiente. [026] Através da análise critica das soluções em sistemas de monitoramento remoto das tecnologias reveladas por documentos de patente e artigos científicos apresentados resta claro que, embora já existam sistemas para o monitoramento remoto de subestações por rede sem fio, até o presente momento as soluções e experimentos foram focados na topologia da rede e, para tal, fazem uso de sensores convencionais. Na maior parte das vezes os sensores recebem energia de uma fonte convencional (por exemplo, rede elétrica) e monitoram um parâmetro específico (por exemplo, temperatura). Em contraposição, o objeto da presente patente é uma rede sem fio baseada no uso de sensores que captam energia do meio ambiente e oferecem uma interface genérica para a conexão de transdutores de grandezas físicas. [027] Além disso, é importante ressaltar que o sistema objeto da presente patente permite resolver os problemas identificados nos sistemas de monitoramento convencional de equipamentos instalados em subestações de energia elétrica, substituindo assim a comunicação por cabeamento. [028] As principais vantagens do sistema de monitoramento remoto de equipamentos de subestações de energia elétrica através de redes de sensores sem fio são: [029] - imunidade a interferências eletromagnéticas e flexibilidade na instalação dos sensores, proporcionadas pela rede de monitoramento formada por sensores sem fio que captam do meio ambiente a energia necessária para o seu funcionamento; [030] - redução do custo de instalação e manutenção da rede de monitoramento, em comparação com sistemas cabeados; [031] - redução em cerca de 10% do custo de manutenção dos equipamentos de uma subestação, em função da utilização da manutenção preditiva em lugar da manutenção preventiva convencional; [032] - redução ou mesmo eliminação dos custos decorrentes de multas impostas pela ANEEL devido às interrupções no fornecimento de energia elétrica por falha em equipamentos das subestações. [033] A presente invenção é descrita em detalhes de acordo com os desenhos e diagrama de blocos anexos. [034] A figura 1 ilustra o diagrama de blocos da arquitetura do sistema, evidenciando circuito de comunicação [1], circuito de energia [2], circuito de sinal [3] e circuito de controle [4]. [035] A figura 2 ilustra o diagrama simplificado do circuito de energia, onde a fonte de energia primária [8] é suposta como sendo alternada e a energia suprida ao equipamento [13] é contínua. [036] A figura 3 ilustra uma bobina [14] submetida a linhas de força de um campo magnético [15], de forma a gera energia na forma de tensão [16] e corrente [17]. [037] A figura 4 ilustra o diagrama simplificado do circuito de sinal, onde o sinal do transdutor [18] é condicionado para ser transmitido [21]. [038] A figura 5 ilustra uma possível implementação física do sensor, com destaque para seus principais componentes. [039] De acordo com a figura 1, o sensor sem fio é composto de quatro blocos distintos: circuito de comunicação [1], circuito de energia [2], circuito de sinal [3] e circuito de controle [4]. [040] O circuito de comunicação [1] estabelece um enlace radioelétrico para o tráfego de informações através da rede sem fio baseada em tecnologia ZigBee [5], Este circuito é composto por um transceptor rádio operando com o protocolo IEEE 802.15.4 (ZigBee) na frequência de 2,4 GHz. O protocolo ZigBee apresenta diversas vantagens para aplicação do presente sistema, tais como: baixíssimo consumo de energia quando no modo de espera (stand by); formação de rede de comunicação em malha, o que fornece alta confiabilidade; possibilidade de reconfigurar a rede para reconhecer e aceitar um novo transceptor; possibilidade de reconfigurar a rede no caso de perda de um transceptor; baixo custo dos transceptores comerciais, pela escala de produção; pequenas dimensões dos transceptores comerciais, o que permite miniaturizar os sensores. [041] O circuito de energia [2] capta a energia emitida por uma fonte presente no meio ambiente [7] e a condiciona para uso do sensor. O circuito de energia [2] contém também uma bateria que permite armazenar energia elétrica para ser usada durante o período de indisponibilidade da fonte natural [7] e também quando o sensor necessitar de maior potência. [042] O circuito de sinal [3] recebe os sinais primários de um ou mais transdutores [3] e converte estes sinais em níveis de tensão contínua cuja amplitude é compatível com o conversor analógico-digital do circuito de controle [4]. [043] O circuito de controle [4] recebe o sinal condicionado do circuito de sinal [3] e digitaliza este sinal a intervalos regulares. Quando previsto pelo seu programa residente (firmware), o circuito de controle [4] monta uma sentença de comunicação contendo a informação relativa ao sinal digitalizado, disponibiliza esta sentença para o circuito de comunicação [1] e determina que o circuito de comunicação [1] envie a sentença através da rede sem fio [5]. [044] De acordo com a Figura 2, no circuito de energia [2], a energia de uma fonte primária [8] é captada pelo dispositivo de conversão [9], que produz uma tensão alternada na sua saída. Esta tensão alternada é transformada em tensão contínua pelo retificador [10] e condicionada pelo regulador [11], A tensão na saída do regulador [11] está ajustada para alimentar os demais dispostivos do sensor [13], Caso a fonte primária fosse contínua (por exemplo, painel fotovoltaico), o retificador [10] seria omitido. A energia captada alimenta os demais dispositivos de sensor [13] e a energia excedente é armazenado na bateria [12], A energia da bateria pode ser utilizada posteriormente para alimentar os demais dispositivos do sensor [13], mesmo que a fonte primária [8] não esteja fornecendo energia neste instante. [045] De acordo com a Figura 3, o dispositivo de conversão de energia é representado por uma bobina [14] de muitas espiras, cujo núcleo contém linhas de força de um campo magnético alternado [15], A energia captada pela bobina se manifesta através da tensão elétrica entre os seus terminais [16] e da corrente elétrica ao longo do seu condutor [17]. Para se utilizar a energia fornecida pela bobina [14], é necessário definir os seus parâmetros de projeto, como bitola do fio, número de espiras, diâmetro e material do núcleo. Além disso, o circuito elétrico associado deve ser capaz de converter a energia gerada para um nível de tensão contínua compatível com sua utilização. [046] De acordo com a Figura 4, o circuito de sinal [3] tem por função captar o sinal elétrico analógico disponibilizado pelo transdutor [18], condicioná-lo, extrair os parâmetros relevantes e disponibilizá-lo para ser digitalizado. Este sinal pode ter uma ampla faixa de amplitude e pode ser alternado ou contínuo. O condicionamento do sinal do transdutor [18] é feito através de um divisor de tensão resistivo-capacitivo [19], que é capaz de atenuar o sinal sem alterar o seu conteúdo harmônico. O sinal do secundário deste divisor de tensão [19] é submetido a um circuito eletrônico [20] que extrai os parâmetros de interesse do sinal de entrada e fornece como saída tensões contínuas proporcionais aos seguintes valores da tensão de entrada: valor eficaz verdadeiro (true RMS), valor de pico e valor médio. Os sinais tratados são disponibilizados para o circuito de controle [21]. [047] De acordo com a Figura 5, na implementação física do sensor sem fio, utiliza-se um painel fotovoltaico [22] como dispositivo de conversão de energia, o qual capta a energia da luz ambiente e a converte em energia elétrica. No topo do gabinete do sensor [25] é mostrada a antena de comunicação sem fio [23], a qual apresenta um radome que minimiza o efeito corona gerado pelos intensos campos elétricos presentes em uma subestação de potência. No topo do sensor também podem ser vistas duas pinças de corrente, que representam o dispositivo transdutor. Estas pinças são acopladas aos condutores que se deseja monitorar e fornecem uma tensão alternada proporcional à corrente elétrica presente nos condutores. [048] Embora no exemplo da figura 5 tenha-se utilizado um transdutor que converte a corrente elétrica de um condutor em uma tensão alternada, é importante ressaltar que o sensor sem fio objeto dessa patente aceita inúmeros transdutores, desde que eles convertam a grandeza física monitorada em um sinal elétrico analógico. Dessa forma, o mesmo sensor pode monitorar corrente elétrica, tensão elétrica, altura, temperatura, vibração, descargas parciais, tensão mecânica, ângulo de inclinação, etc. para tal, basta utilizar o transdutor adequado. [049] Alterações, modificações e variações podem ser realizadas para outras formas de realização do sistema sem fio de monitoramento remoto aqui descrito, assim como do seu sensor, por aqueles com habilidade na arte, sem no entanto divergir do objetivo revelado no pleito da presente patente, o qual é exclusivamente definido pelas reivindicações anexas. “REIVINDICAÇÕES”

Claims (5)

1. SISTEMA DE MONITORAMENTO REMOTO DE EQUIPAMENTOS DE SUBESTAÇÕES DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS DE REDES DE SENSORES SEM FIO, caracterizado por ser o sensor sem fio composto de quatro blocos distintos: circuito de comunicação [1], circuito de energia [2], circuito de sinal [3] e circuito de controle [4]; o circuito de comunicação [1] estabelece um enlace radioelétrico para o tráfego de informações através da rede sem fio baseada em tecnologia ZigBee [5]; este circuito é composto por um transceptor rádio operando com o protocolo IEEE 802.15.4 (ZigBee) na frequência de 2,4 GHz; o circuito de energia [2] capta a energia emitida por uma fonte presente no meio ambiente [7] e a condiciona para uso do sensor; o circuito de energia [2] contém também uma batería que permite armazenar energia elétrica para ser usada durante o período de indisponibilidade da fonte natural [7] e também quando o sensor necessitar de maior potência; o circuito de sinal [3] recebe os sinais primários de um ou mais transdutores [3] e converte estes sinais em níveis de tensão contínua cuja amplitude é compatível com o conversor analógico-digital do circuito de controle [4]; o circuito de controle [4] recebe o sinal condicionado do circuito de sinal [3] e digitaliza este sinal a intervalos regulares; quando previsto pelo seu programa residente (firmware), o circuito de controle [4] monta uma sentença de comunicação contendo a informação relativa ao sinal digitalizado, disponibiliza esta sentença para o circuito de comunicação [1] e determina que o circuito de comunicação [1] envie a sentença através da rede sem fio [5].

2. SISTEMA DE MONITORAMENTO REMOTO DE EQUIPAMENTOS DE SUBESTAÇÕES DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS DE REDES DE SENSORES SEM FIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por no circuito de energia [2] a energia de uma fonte primária [8] é captada pelo dispositivo de conversão [9], que produz uma tensão alternada na sua saída, que é transformada em tensão contínua pelo retificador [10] e condicionada pelo regulador [11], dispensando o retificador [10] quando a fonte primária for contínua; a tensão na saída do regulador [11] está ajustada para alimentar os demais dispositivos do sensor [13]; a energia captada alimenta os demais dispositivos de sensor [13] e a energia excedente é armazenado na batería [12]; a energia da bateria pode ser utilizada posteriormente para alimentar os demais dispositivos do sensor [13], mesmo que a fonte primária [8] não esteja fornecendo energia neste instante,

3. SISTEMA DE MONITORAMENTO REMOTO DE EQUIPAMENTOS DE SUBESTAÇÕES DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS DE REDES DE SENSORES SEM FIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser o dispositivo de conversão de energia representado por uma bobina [14] de muitas espiras, cujo núcleo contém linhas de força de um campo magnético alternado [15]; a energia captada pela bobina se manifesta através da tensão elétrica entre os seus terminais [16] e da corrente elétrica ao longo do seu condutor [17]; sendo necessário para se utilizar a energia fornecida pela bobina [14] definir parâmetros de bitola do fio, número de espiras, diâmetro e material do núcleo; ainda, o circuito elétrico associado deve ser capaz de converter a energia gerada para um nível de tensão contínua compatível com sua utilização.

4. SISTEMA DE MONITORAMENTO REMOTO DE EQUIPAMENTOS DE SUBESTAÇÕES DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS DE REDES DE SENSORES SEM FIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ter o circuito de sinal [3] a função de captar o sinal elétrico analógico disponibilizado pelo transdutor [18], condicioná-lo, extrair os parâmetros relevantes e disponibilizá-lo para ser digitalizado; este sinal pode ter uma ampla faixa de amplitude e pode ser alternado ou contínuo; o condicionamento do sinal do transdutor [18] é feito através de um divisor de tensão resistivo-capacitivo [19] que é capaz de atenuar o sinal sem alterar o seu conteúdo harmônico; o sinal do secundário deste divisor de tensão [19] é submetido a um circuito eletrônico [20] que extrai os parâmetros de interesse do sinal de entrada e fornece como saída tensões contínuas proporcionais ao valor eficaz verdadeiro (true RMS), valor de pico e valor médio da tensão de entrada; os sinais tratados são disponibilizados para o circuito de controle [21],

5. SISTEMA DE MONITORAMENTO REMOTO DE EQUIPAMENTOS DE SUBESTAÇÕES DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS DE REDES DE SENSORES SEM FIO, de acordo com a reivindicação 1 a 4, caracterizado por utilizar na implementação física do sensor sem fio um painel fotovoltaico [22] como dispositivo de conversão de energia, o qual capta a energia da luz ambiente e a converte em energia elétrica; o topo do gabinete do sensor [25] apresenta antena de comunicação sem fio [23], a qual apresenta um radome que minimiza o efeito corona gerado pelos intensos campos elétricos presentes em uma subestação de potência; no topo do sensor também podem ser vistas duas pinças de corrente, que representam o dispositivo transdutor; estas pinças são acopladas aos condutores que se deseja monitorar e fornecem uma tensão alternada proporcional à corrente elétrica presente nos condutores.