BR102014028281B1 - sistema de cálculo de energia elétrica, cabine elétrica compreendendo um desse sistema, subestação transformadora associada e processo de cálculo - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE CÁLCULO DE ENERGIA ELÉTRICA, CABINE ELÉTRICA COMPREENDENDO UM DESSE SISTEMA, SUBESTAÇÃO TRANSFORMADORA ASSOCIADA E PROCESSO DE CÁLCULO. A presente invenção refere-se a um sistema, que compreende: um primeiro dispositivo, compreendendo um elemento para medida de tensão de um condutor primário, um meio para amostragem da tensão medida, um meio para transmitir uma primeira mensagem, e um meio para determinação de um conjunto de valores variáveis, representativo da tensão, com base na tensão medida durante um determinado período de transmissão; pelo menos um segundo dispositivo tendo um sensor de corrente para determinar a intensidade em um condutor secundário, conectado ao condutor primário, um meio para amostragem da intensidade media: e um elemento para calcular a dita energia, incluindo um meio para receber a primeira mensagem e sendo configurado para calcular uma energia, durante o determinado período de transmissão, com base no dito conjunto de dados e amostras de intensidade associadas com o determinado período de transmissão. O meio de determinação é configurado para determinar o dito conjunto de dados, com base em um coeficiente de correção, que depende de um valor representativo da tensão apenas para cada período de tensão, em que o dito valor é maior do (...).

Description

SISTEMA DE CÁLCULO DE ENERGIA ELÉTRICA, CABINE ELÉTRICA COMPREENDENDO UM DESSE SISTEMA, SUBESTAÇÃO TRANSFORMADORA ASSOCIADA E PROCESSO DE CÁLCULO

[0001] A presente invenção refere-se a um sistema computacional para calcular a energia elétrica de uma corrente alternada, que escoa em pelo menos um condutor elétrico secundário, que é conectado eletricamente a um condutor elétrico primário, o condutor primário e cada condutor secundário tendo substancialmente a mesma tensão alternada, a corrente alternada tendo pelo menos uma fase.

[0002] Esse sistema de cálculo inclui:

• - um primeiro dispositivo compreendendo um radiotrans-missor, um elemento de medida para medir a tensão do condutor primário, um primeiro meio de amostragem para amostrar o valor da tensão medida, um meio transmissor de mensagem para transmitir, após um período de transmissão de uma primeira mensagem, o período de transmissão correspondente a um múltiplo de períodos de tensão, o período de tensão sendo igual ao inverso da frequência da tensão alternada, e um meio de determinação de tensão para determinar um conjunto de pelo menos um valor variável, representativo da tensão medida, o dito conjunto de dados sendo determinado com base no valor da tensão medida durante um determinado periodo de transmissão, com a primeira mensagem contendo o dito conjunto de dados;
• - pelo menos um segundo dispositivo compreendendo um sensor de intensidade de corrente, para determinar a intensidade da corrente escoando no condutor secundário correspondente, um segundo meio de amostragem para amostrar o valor da intensidade medida; e
• - pelo menos um elemento de computação para calcular a energia elétrica para cada fase da dita corrente escoando no condutor secundário correspondente, o elemento de computação sendo conectado a pelo menos um segundo dispositivo correspondente e incluindo um radiorreceptor e um meio receptor de mensagem para receber a primeira mensagem, cada elemento de computação sendo configurado para calcular um valor para a energia elétrica, durante o determinado período de transmissão, com base no dito conjunto de dados contido na primeira mensagem, e nas amostras da intensidade associadas com o determinado período de transmissão.

[0003] A presente invenção também se refere a uma cabine elétrica, incluindo um painel compreendendo condutores elétricos de saída, e esse sistema computacional.

[0004] A presente invenção também se refere a uma subestação transformadora, para transformação de uma corrente elétrica, tendo uma primeira tensão alternada, em uma corrente elétrica, tendo uma segunda tensão alternada, essa subestação transformadora incluindo essa cabine elétrica, um painel de entrada incluindo pelo menos um condutor elétrico de entrada, configurado para ser conectado a uma rede elétrica, o condutor elétrico de entrada tendo a primeira tensão alternada, o painel da cabine elétrica formando um painel de saída, no qual os condutores de saída correspondentes apresentam a segunda tensão alternada.

[0005] A presente invenção refere-se também a um processo para calcular a energia elétrica por uso desse sistema computacional.

[0006] Um sistema computacional do tipo mencionado acima já é conhecido do documento WO A1 2013/017663. O sistema computacional inclui um primeiro dispositivo, referido como o módulo primário, compreendendo um radiotransmissor, um elemento medidor para medir a tensão do condutor primário, o meio de amostragem para amostrar o valor da tensão medida, e o meio transmissor de mensagem para transmitir uma primeira mensagem. O período de transmissão da primeira mensagem é igual a um segundo e corresponde a 50 períodos de tensão, com o período de tensão sendo igual ao inverso da frequência da tensão alternada, que é de 20 ms. O sistema computacional também incluir vários dispositivos secundários, referidos como módulos secundários, cada um deles compreendendo um sensor de intensidade de corrente para determinar a intensidade da corrente escoando no condutor secundário correspondente, o meio de amostragem para amostrar o valor da intensidade medida, e um elemento de computação para calcular a energia elétrica para cada fase da dita corrente escoando no condutor secundário correspondente.

[0007] Para calcular a energia elétrica, o elemento de computação calcula, em cada periodo de tensão, isto é, a intervalos de tempo de 20 ms, uma energia ativa baseada em valores das intensidades medidas e dos valores de tensão recebidos na primeira mensagem. A energia ativa é calculada por incremento para cada fase de um contador de energia positiva, quando a energia ativa é positiva, e por incremento de um contador de energia negativa, quando a energia ativa calculada é negativa. A energia elétrica é calculada para o determinado período de transmissão e com base em um conjunto de valores variáveis, representativos da tensão medida. O conjunto de dados é determinado para um período de tensão, selecionado de entre os vários períodos de tensão, que ocorrem durante o determinado período de transmissão, para limitar a quantidade de dados transmitida por ondas de rádio, entre os elementos do sistema para cálculo da energia elétrica.

[0008] No entanto, o cálculo da energia elétrica por meio desse sistema computacional não é otimizado.

[0009] O objetivo da invenção refere-se a proporcionar um sistema computacional mais preciso.

[0010] Para esse fim, o objeto da invenção refere-se a um sistema computacional do tipo mencionado acima, em que meios de determi- nação de tensão medida são configurados para determinar o dito conjunto de dados, com base ainda em um coeficiente de correção, associado com o determinado período de transmissão, o coeficiente de correção sendo, para cada fase, uma função de um valor representativo da tensão apenas para cada período de tensão correspondente, em que o dito valor representativo é maior do que um valor de limiar predeterminado, o valor representativo da tensão sendo, de preferência, o valor do módulo do componente fundamental de uma decomposição de série de Fourier da tensão.

[0011] Com o sistema computacional de acordo com a invenção, a energia elétrica é calculada em uma maneira mais precisa, o coeficiente de correção é usado para considerar no cálculo da energia, o valor representativo da tensão durante o transcorrer de vários períodos de tensão, partindo do instante de tempo no qual o dito valor representativo é maior do que o valor de limiar predeterminado. A quantidade de dados transmitida por ondas de rádio é, além disso, idêntica àquela transmitida co mo sistema computacional relativo ao estado da técnica.

[0012] Com o sistema computacional conhecido no estado da técnica, a energia é calculada por meio do dito valor representativo da tensão para o único período de tensão, selecionado de entre os vários períodos de tensão, que ocorrem durante o determinado período de transmissão, e o cálculo de energia é, portanto, menos preciso com o sistema computacional de acordo com a invenção

[0013] De acordo com outros aspectos vantajosos da invenção, o sistema computacional inclui um ou mais dos seguintes aspectos característicos, considerados isoladamente ou de acordo com quaisquer combinações tecnicamente possíveis;
- o coeficiente de correção satisfaz, para cada fase, a seguinte equação;

na qual:
i é um índice da fase correspondente;
k é um índice do periodo de tensão, com k compreendido entre 1 e K, K sendo igual ao número de períodos de tensão que ocorrem durante um período de transmissão;
k0 é o índice de um período de tensão, selecionado de entre os vários períodos de tensão;
kmax é o número de períodos de voltagem, para os quais o valor do módulo do componente fundamental da decomposição da série de Fourier da tensão é maior do que o valor de limiar ε predeterminado, durante o período de transmissão; e
‖Ui,j,k‖e‖Ui,j,k0‖ representam, respectivamente, o módulo do componente fundamental da decomposição da série de Fourier da tensão para a fase, tendo um índice i, e o período de tensão tendo um índice k, e, respectivamente, o periodo de tensão selecionado tendo o índice k0;
o dito conjunto de pelo menos um valor variável representativo tem vários coeficientes reais e imaginários de uma decomposição de série de Fourier da tensão medida, o número de linhas da decomposição da série de Fourier sendo, de preferência, igual ou superior a 5, particularmente, igual a 17;
- a energia elétrica satisfaz, para cada fase, as seguintes equações:

nas quais:
i é um índice da fase correspondente;
j é uma linha da decomposição da série de Fourier, com j entre 1 e J, J sendo igual ao número de linhas da dita decomposição, o componente fundamental correspondente à linha que é igual a 1;
k é um indice do periodo de tensão correspondente, com k entre 1 e K, K sendo igual ao número de períodos de tensão que ocorrem durante um período de transmissão; e
Pi,j,k representa a energia ativa para a fase tendo o índice i, os coeficientes reais e imaginários da linha j e o período de tensão tendo o índice k;
- os meios de determinação de tensão medida são, além do mais, configurados para determinar, para cada fase, um desvio angular com base em relação par a pelo menos um período de tensão, a relação sendo igual ao coeficiente imaginário do componente fundamental de uma decomposição da série de Fourier da tensão, pelo dito período de tensão, dividido pelo coeficiente real do dito componente fundamental da tensão, e o elemento de computação é configurado para calcular um valor para a energia elétrica com base, além do mais, no desvio angular;
- o desvio angular é determinado, para cada fase, por meio das seguintes equações;

isto é,

com

nas quais:
i é um índice da fase correspondente;
k é um índice do período de tensão, com k compreendido entre 1 e K, K sendo igual ao número de períodos de tensão que ocorrem durante um período de transmissão; e
Ui,1,k representa o componente fundamental da tensão para a fase tendo o índice i e o período de tensão tendo o índice k;
- os coeficientes reais e imaginários primários de uma decomposição da série de Fourier da tensão medida são calculados por meio das seguintes equações, para cada periodo de tensão tendo um indice compreendido entre 3 e K, o periodo de tensão selecionado tendo um índice igual a 2;
ReUi,j,k = cos (j χα1)χ ReUi,j,k-1 - sin(j x α1) x ImUi,j,k-1
Im Ui,j,k= cos (j x a1) x ImUi,j,k-1 + sin(j χα1)× ReUi,j,k-1
e os coeficientes reais e imaginários primários de uma decomposição da série de Fourier da tensão medida são calculados por meio das seguintes equações, para o periodo de tensão tendo um índice igual a 1;
Re Ui,j,1 = cos(-j x a1) x Re Ui,j,2 - sin(-j x a1) x ImUi,j,2
ImUi,j,1= cos(-j x a1) χ ImUi,j,2 + sin(-j x a1) x Re Ui,j,2

[0014] O objeto da invenção refere-se também a uma cabine elétrica, compreendendo:

• - um painel incluindo pelo menos um condutor elétrico de saida primário e pelo menos um condutor elétrico de saída secundário, cada condutor de saída secundário sendo conectado eletricamente a um condutor de saída primário correspondente, a corrente escoando nos condutores de saida correspondentes tendo uma tensão alternada; e
• - um sistema computacional para calcular a energia elétrica da corrente escoando em cada condutor de saida secundário,

em que o sistema computacional é como definido acima.

[0015] O objeto da invenção também se refere a uma subestação transformadora para transformação de uma corrente elétrica, tendo uma primeira tensão alternada, em uma corrente elétrica, tendo uma segunda tensão alternada, incluindo uma cabine elétrica como a definida acima, um painel de entrada incluindo pelo menos um condutor elétrico de entrada, configurado para ser conectado a uma rede elétrica, o condutor elétrico de entrada tendo a primeira tensão alternada, o painel da cabine elétrica formando um painel de saída, em que os condutores de saída correspondentes têm a segunda tensão alternada, e um transformador elétrico conectado entre o painel de entrada e o painel de saída, o transformador sendo configurado para transformar a corrente, tendo a primeira tensão alternada, na corrente, tendo a segunda tensão alternada.

[0016] A invenção também se refere a um processo para calcular a energia elétrica da corrente escoando em pelo menos um condutor elétrico secundário, o condutor secundário sendo conectado eletricamente a um condutor elétrico primário, o condutor primário e cada condutor secundário tendo substancialmente a mesma tensão alternada, a corrente alternada tendo pelo menos uma fase, o processo incluindo as seguintes etapas de:

• - (a) medida, por meio de um primeiro dispositivo, da tensão da corrente escoando no condutor primário, amostragem do valor da voltagem medida, determinação de um conjunto de pelo menos um valor variável, representativo da tensão medida, o dito conjunto de dados sendo determinado com base no valor da tensão medida durante um determinado período de transmissão, com a primeira mensagem contendo o dito conjunto de dados, e transmissão, após um período de transmissão, de uma primeira mensagem, o período de transmissão correspondente a vários períodos de tensão, o período de tensão sendo igual ao inverso da frequência da tensão alternada;
• - (b) medida, por meio de um segundo dispositivo, da intensidade da corrente escoando no condutor secundário correspondente, e amostragem do valor da intensidade medida; e
• - (c) cálculo, por pelo menos um elemento de computação, da energia elétrica para cada fase da dita corrente escoando no condutor secundário correspondente, o elemento de computação sendo conectado a pelo menos um segundo dispositivo correspondente, e incluindo um radiorreceptor e o meio receptor de mensagem, para receber a primeira mensagem, o cálculo da energia elétrica sendo conduzido com base no dito conjunto de dados contido na primeira mensagem, e amostras da intensidade associada com o determinado período de transmissão,

em que, durante a etapa (a), o dito conjunto de dados é determinado com base ainda em um coeficiente de correção associado com o determinado período de transmissão, o coeficiente de correção sendo, para cada fase, uma função de um valor representativo da tensão apenas para cada período de tensão correspondente, em que o dito valor representativo é maior do que um valor de limiar predeterminado, o valor representativo da tensão sendo, de preferência, o valor do módulo do componente fundamental de uma decomposição da série de Fourier da voltagem,

[0017] Esses aspectos e vantagens da invenção vão ficar evidentes da descrição apresentada a seguir, fornecida puramente por meio de exemplo não limitante, e com referência sendo feita aos desenhos em anexo, em que:

• - a Figura 1 é uma representação esquemática de uma subestação transformadora, incluindo um primeiro painel, um segundo painel conectado ao primeiro painel por meio de um transformador, e um sistema computacional para calcular a energia elétrica da corrente escoando nos condutores de saída do segundo painel;
• - a Figura 2 é uma representação esquemática da subestação transformadora mostrado na Figura 1, a subestação transformadora compreendendo um primeiro dispositivo de medida para medir a tensão, vários dispositivos de medida secundários para medir a intensidade, e um dispositivo de centralização;
• - a Figura 3 é uma representação esquemática do segundo dispositivo mostrado na Figura 2;
• - a Figura 4 é um fluxograma das etapas de um processo de cálculo de acordo com a invenção, conduzido pelo primeiro dispositivo mostrado na Figura 2;
• - a Figura 5 é um fluxograma das etapas do mesmo processo de cálculo, conduzido pelos dispositivos secundários, mostrado nas Figuras 2 e 3;
• - a Figura 6 é um fluxograma das etapas do mesmo processo de cálculo, conduzido pelo dispositivo de centralização mostrado na Figura 2;
• - a Figura 7 é um diagrama em ordem cronológica mostrando os instantes de tempo de transmissão e recepção de uma primeira mensagem, esta sendo transmitida pelo primeiro dispositivo para os dispositivos secundários; e
• - a Figura 8 é um diagrama em ordem cronológica representando os períodos de tempo para os quais os coeficientes de uma decomposição da série de Fourier da tensão e da intensidade, respectivamente, são determinados, e também os instantes de tempo, respectivamente, de preparação da primeira mensagem, transmissão da primeira mensagem e cálculo da energia elétrica.

[0018] A seguir na descrição, o termo "substancialmente igual a" define uma relação de equivalência dentro de uma faixa de mais ou menos 5%.

[0019] Na Figura 1, uma subestação transformadora 10, conectada a uma rede elétrica 12, inclui um primeiro painel 14, também conhecido corno painel de entrada, um segundo painel 16, também conhecido como um painel de saída, um transformador elétrico 18, conectado entre o primeiro painel e o segundo painel, e um sistema de medida 20, para medir a energia elétrica de uma corrente.

[0020] Alternativamente, uma cabine elétrica, não mostrada, inclui o segundo painel 16 e o sistema de medida 20. Em outras palavras, a cabine elétrica inclui os elementos da subestação transformadora 10, com a exceção do transformador elétrico 18 e do primeiro painel 14, o segundo painel 16 sendo, por exemplo, fornecido diretamente com a energia de baixa tensão.

[0021] A subestação transformadora 10 é configurada para transformar a corrente elétrica, fornecida pela rede 12 e tendo uma primeira tensão alternada, em uma corrente elétrica, tendo uma segunda tensão alternada.

[0022] A rede elétrica 12 é uma rede alternada, tai como uma rede trifásica. A rede elétrica 12 é, por exemplo, uma rede de média tensão, isto é, tendo uma tensão superior a 1.000 V e inferior a 50.000 V. A primeira tensão trifásica é, desse modo, uma tensão média. Alternativamente, a rede elétrica 12 é uma rede de alta tensão, isto é, tendo uma tensão superior a 50.000 V.

[0023] O primeiro painel 14 inclui várias entradas 22, cada entrada 22 compreendendo um primeiro 24A, 24B, um segundo 26A, 26B e um terceiro 28A, 28B condutores de entrada. Cada um dos primeiro, segundo e terceiro condutores de entrada 24A, 24B, 26A, 26B, 28A e 28B é conectado à rede elétrica por meio de um respectivo disjuntor de entrada 32. A corrente trifásica escoando nos correspondentes condutores de entrada 24A, 24B, 26A, 26B, 28A e 28B tem a primeira tensão de fase.

[0024] O segundo painel 16 inclui um primeiro 34. um segundo 36, um terceiro 38 e um quarto condutores primários 39 e várias Ν saídas 40A, 40B, ... 40N, isto é, uma primeira saída 40A, 40B, uma segunda saída, ..., uma enésima saída 40N, cada saída 40A, 40B, ..., 40N sendo configurada para transmitir uma tensão trifásica.

[0025] Cada saída 40A, 40B, 40N é uma saída de baixa tensão, isto é, com a tensão sendo inferior a 1.000 V. A segunda tensão de voltagem é, desse modo, uma baixa tensão. Alternativamente, cada saida 40A, 40B, ... 40N é uma saída de média tensão, isto é, com a tensão sendo superior a 1.000 V e inferior a 50 000 V.

[0026] A primeira saída 40A tem um primeiro 42A, um segundo 44A, um terceiro 46A e um quarto 48A condutores secundários e três disjuntores de saída 50. Os primeiro, segundo e terceiro condutores secundários 42A, 42B e 42C são, respectivamente, conectados aos primeiro, segundo e terceiro condutores primários 34, 36, 38 por meio de um disjunto de saída 50 correspondente. O quarto condutor secundário 48A é diretamente conectado ao quarto condutor primário 39.

[0027] Os condutores primários de saída 34, 36 e 38 e os condutores secundários de saida 42A, 44A e 46A correspondentes apresentam a mesma tensão, isto é, respectivamente, uma primeira tensão U1, uma segunda tensão U2 e uma terceira tensão U3, correspondentes às três fases da segunda tensão trifásica.

[0028] As outras saídas 40B, ... 40N são idênticas à primeira saída 40A, descrita previamente acima, e incluem os mesmos elementos em todos os casos, com a letra A sendo substituída pelas letras B, ... Ν correspondentes às referências dos elementos.

[0029] O transformador elétrico 18 é configurado para transformar a corrente elétrica, oriunda da rede elétrica tendo a primeira tensão alternada, na corrente transmitida para o segundo painel 16 e tendo a segunda voltagem alternada. O transformador elétrico 18 inclui um enrolamento primário 52, conectado ao primeiro painel 14, e um enrolamento secundário 54, conectado ao segundo painel 16.

[0030] O sistema computacional 20 é configurado para calcular a energia elétrica da corrente escoando em cada um dos condutores secundários de saída 42A, 44A, 46A, 42B, 44B, 46B, 42N, 44N, 46N.

[0031] O sistema computacional 20, visível na Figura 2, compreende um primeiro dispositivo 60, vários não dispositivos secundários 62A, 62B, .... 62N, e um dispositivo de centralização 64.

[0032] O primeiro dispositivo 60 inclui um elemento de medida 66, para medir a tensão da corrente escoando no condutor primário 34, 36, 38 correspondente, e uma unidade de processamento de dados 68 para processar dados. O primeiro dispositivo 60 também inclui um receptor de radiotransmissor 70, uma antena de radio 72, e um elemento de fonte de energia 74, para suprir energia ao dispositivo de medida, à unidade de processamento de dados e ao receptor de radiotransmissor.

[0033] O segundo dispositivo tendo o número de referência 62A compreende, para cada um dos primeiro 42A, segundo 44A e terceiro 46A condutores secundários, um sensor de intensidade de corrente 76A, para determinar a intensidade da corrente escoando no condutor secundário 42A, 44A, 46A correspondente. O segundo dispositivo 62A compreende uma unidade de processamento de dados 78A, um receptor de radiotransmissor 80A e uma antena de rádio 82A. O segundo dispositivo 62A também compreende um elemento de fonte de energia 84A, para suprir energia à unidade de processamento de dados e ao receptor de radiotransmissor. O segundo dispositivo 62A é identificado por um número único, também conhecido como um identificador.

[0034] Outros dispositivos secundários 62B, ..., 62N são idênticos ao segundo dispositivo 62A, descrito previamente acima, e incluem os mesmos elementos, em todos os casos com a letra A sendo substituída pelas letras Β, ..., Ν correspondentes, relativas às referências dos elementos. Todos os dispositivos secundários 62B, ..., 62N têm também um identificador único.

[0035] O dispositivo de centralização 64 compreende uma unidade de processamento de dados 86 para processamento de dados, uma base de dados 88 e uma interface ser humano - máquina 90. O dispositivo de centralização 64 compreende um receptor de radiotransmis- sor 92, uma antena de rádio 94 e um elemento de fonte de energia 96 para fornecer energia à unidade de processamento de dados, à base de dados, à interface ser humano - máquina e ao receptor de radio-transmissor.

[0036] O elemento de medida 66 é configurado para medir a primeira tensão U1 da fase escoando pelo primeiro condutor primário 34, a segunda tensão U2 da fase escoando pelo segundo condutor primário 36, e a terceira tensão U3 da fase escoando pelo terceiro condutor primário 38. O elemento de medida 66 é também configurado para medir a frequência F da tensão trifásica, escoando pelos condutores primários 34, 36, 38.

[0037] A unidade de processamento de dados 68 inclui um processador 98, e um armazenamento de memória 100, configurado para armazenar uma aplicação de software 102, para medir as tensões U1, U2 e U3 por meio do elemento de medida 66, e uma primeira aplicação de software 103, para amostrar, com um período de amostragem predeterminado Psampl, o valor da tensão medida U1, U2, U3. As amostras da tensão medida U1, U2, U3 são denotadas respectivamente como U1k,m, U2k,m, U3k,m, em que k é um índice de uma janela de amostragem de duração predeterminada, associado com a amostragem, e m é um índice de amostragem variando entre 1 e Nsampl, com Nsampl sendo um número inteiro representando o número de amostras de tensão na janela de amostragem. A janela de amostragem é, por exemplo, selecionada para ser igual ao período tensão PVOltage. isto é, igual ao inverso da frequência de tensão F, medida pelo elemento de medida 66.

[0038] O armazenamento de memória 100 é configurado para armazenar uma primeira aplicação de software 104, para determinar vários coeficientes de uma transformação de amostras U1k,m, U2k,m, U3k,m de cada tensão medida, até uma linha J, cujo valor é igual ou maior a 1, de preferência, igual ou maior a 5, particularmente, igual a 17. Por convenção, a linha, que é igual a 1, corresponde ao componente fundamental da transformada.

[0039] O armazenamento de memória 100 è configurado para armazenar uma aplicação de software de transmissão de mensagem 105, para transmissão de uma primeira mensagem M1 a cada dispositivo secundário 62A, ..., 62N e ao dispositivo de centralização 64. Os instantes de tempo de transmissão de duas mensagens sucessivas M1 são separados por um período de transmissão Ptransmission- Cada período de transmissão Ptransmission tem um valor predeterminado, por exemplo, igual a um segundo.

[0040] Cada período de transmissão Ptransmission corresponde a um múltiplo de períodos de tensão Pvoltage, o período de tensão PVOltage sendo igual ao inverso da frequência F da voltagem alternada U1, U2, U3. O múltiplo é, de preferência, um número inteiro tendo um valor igual ou superior a 2, e o período de transmissão Ptransmission corresponde então a um múltiplo inteiro de períodos de tensão Pvoltage·

[0041] Alternativamente, o múltiplo é um número real, cujo valor é estritamente superior a 1. De acordo com essa concretização variante, uma uniformização do valor de amostras da intensidade medida vai ser então conduzida para considerar esse múltiplo não inteiro.

[0042] O armazenamento de memória 100 é configurado para armazenar uma segunda aplicação de software 106 para determinar um conjunto de pelo menos um valor variável, representativo da tensão medida U1 U2, U3, o dito conjunto de dados sendo determinado com base no valor de tensão, medido durante um determinado período de transmissão Ptransmission·

[0043] A seguir na descrição, cada período de tensão é também referido por uso do índice k, tendo em vista que a janela de amostragem é, de preferência, igual ao período de tensão.

[0044] De acordo com uma primeira concretização, o conjunto de valores variáveis representativos, associados com a tensão medida, è determinado adicionalmente com base em um coeficiente de correção σ1, associado com o determinado periodo de transmissão Ptransmission- O coeficiente de correção σj, é, para cada fase tendo um índice i, uma função de um valor representativo da tensão Uj, apenas para cada periodo de tensão PVOltage correspondente, em que o dito valor representativo é maior do que um valor de limiar ε predeterminado,

[0045] O armazenamento de memória 100 é configurado para armazenar uma aplicação de software de distribuição 108, para distribuição de uma única indicação aos dispositivos secundários 62A, ..., 62Ν em uma maneira sucessiva.

[0046] A transformação é, por exemplo, uma transformação de Fourier, e a primeira aplicação de software de determinação 104 é configurada para calcular o coeficiente real ReUi,j,k e o coeficiente imaginário ImUi,j,k da decomposição da série de Fourier das amostras Uik,m de cada tensão medida Ui, em que i é um índice da fase correspondente, por exemplo, igual a 1, 2 e 3, respectivamente, j é uma linha da decomposição da série de Fourier, com j compreendido entre 1 e J, J sendo igual ao número de linhas da dita decomposição, k é o índice do período de tensão PVOltage correspondente, com k compreendido entre 1 e K, K sendo igual ao número de períodos de tensão PVOltage, durante um período de transmissão Ptransmission· Na concretização exemplificativa, o período de transmissão Ptransmission é igual a um segundo e o período de tensão PVoltage é igual a 20 ms, de modo que K seja igual a 50.

[0047] Alternativamente, a transformação é uma transformação de Laplace.

[0048] A primeira mensagem M1 contém, em particular, o conjunto de valores variáveis representativos, determinados pela segunda aplicação de software de determinação 106.

[0049] A primeira mensagem M1 também contém o identificador do segundo dispositivo, que vai ser autorizado a transmitir sua segunda mensagem para o dispositivo de centralização 64, após receber a primeira mensagem M1. O identificador do segundo dispositivo, autorizado a transmitir seus dados relativos às medidas, é determinado pela aplicação de software de distribuição de indicação, para distribuir a indicação 108 única, o identificador do dispositivo, contido na primeira mensagem M1, possibilitando indicar o segundo dispositivo, ao qual a indicação única tenha sido atribuída.

[0050] O receptor de radiotransmissor 70 é associado com o protocolo de comunicação ZibBee, baseado no padrão IEEE 802.15.4. Alternativamente, o receptor de radiotransmissor 70 é associado ao padrão IEEE 802.15.1 ou com o padrão IEEE 802.15.2, ou ainda com o padrão IEEE 802-11, ou qualquer outro protocolo de rádio proprietário.

[0051] A antena de rádio 72 é configurada para transmitir sinais de rádio para as antenas 82A, .... 82N dos dispositivos secundários e para a antena 94 do dispositivo de centralização, e também para que seja capaz de receber sinais das ditas antenas 82A, ..., 82N, 94, Em outras palavras, o primeiro dispositivo 60 é conectado a todos os dispositivos secundários 62A, .,,, 62N e ao dispositivo de centralização 64 por meio de uma conexão de rádio correspondente.

[0052] O elemento de fonte de energia 74 é configurado para suprir energia elétrica ao elemento de medida 66, à unidade de processamento de dados 68 e ao receptor de radiotransmissor 70 da voltagem trifásica, que escoa pelos condutores primários 34, 36, 38.

[0053] Cada sensor de intensidade de corrente 76A do dispositivo secundário 62A é configurado para medir uma respectiva intensidade de entre uma primeira intensidade I1a, escoando no primeiro condutor de saída secundário 42A, uma segunda intensidade, escoando no se- gundo condutor de saida secundário 44A, e uma terceira intensidade 13A, escoando no terceiro condutor de saída secundário 46A.

[0054] Cada sensor de intensidade 76A, também referido como um sensor de corrente, compreende uma primeira bobina toroidal 11 OA, disposta em torno do condutor de saída secundário 42A, 44A, 46A correspondente, e de um primeiro enrolamento 112A, disposto em torno da dita primeira bobina toroidal, como mostrado na Figura 3. O fluxo de corrente pelo condutor de saida secundário correspondente é configurado para gerar uma corrente induzida, proporcional à intensidade da corrente no primeiro enrolamento 112A. A primeira bobina toroidal 110A é uma bobina Rogowski toroidal. A primeira bobina toroidal 110A é, de preferência, um núcleo toroidal dividido, para facilitar sua disposição em torno dos condutores correspondentes,

[0055] A unidade de processamento de dados 78A, visível na Figura 2, inclui um processador de dados 114A, e um armazenamento de memória 116A, associado com o processador de dados e configurado para armazenar uma aplicação de software de medida 118A, para medir os valores medidos das respectivas intensidades, e uma segunda aplicação de software 119A para amostragem, com um periodo de amostragem PSampl predeterminado do valor das primeira, segunda e terceira intensidades I1A, I2A, I3A medidas, e uma aplicação de software de troca de mensagens 120A, para receber a primeira mensagem M1.

[0056] As amostras das primeira, segunda e terceira intensidades I1A, I2A, I3A medidas são denotadas, respectivamente como l1Ak,m l2Ak,m, l3Ak,m, em que k é o índice da janela de amostragem de duração predeterminada, associada com a amostragem, e m é um indice de amostra variando entre 1 e Nsampl, com nsampl sendo um número inteiro representativo do número de amostras de tensão na janela de amostragem. A janela de amostragem é selecionada, por exemplo, para que seja igual ao periodo de tensão PVOltage, isto é, igual ao inverso da frequência de tensão F, esse valor da frequência sendo contido em cada primeira mensagem M1 recebida.

[0057] O armazenamento de memória 116A é configurado para armazenar uma terceira aplicação de software 121 A, para determinar vários coeficientes de uma transformação de amostras I1Ak,m, l2Ak,m, l3Ak,m até uma linha J. A transformação é, por exemplo, uma transformação de Fourier, e a terceira aplicação de software de determinação de coeficiente 121A é configurada para calcular o coeficiente real Rel-iA,j,k e um coeficiente imaginário lmliA,j,k da decomposição da série de Fourier das amostras liAk,m de cada intensidade medida liA, em que i é o índice da fase correspondente, j é a linha da decomposição da série de Fourier, com j compreendido entre 1 e J, k é o índice do periodo de tensão PVoltage correspondente, com k compreendido entre 1 e K.

[0058] Alternativamente, a transformação é uma transformação de Laplace.

[0059] O armazenamento de memória 116A é configurado para armazenar uma aplicação de sequência de sincronização 122A, para sincronização da amostragem das intensidades I1A, I2A, I3A medidas, relativas à amostragem da tensão U1, U2, U3 medida. Por convenção, o periodo de tensão, tendo o índice k igual a 1, corresponde ao periodo de tempo durante o qual a primeira mensagem M1 é transmitida pelo primeiro dispositivo 60 e recebida, respectivamente, por cada um dos dispositivos secundários 62A, .... 62N, e o periodo de tensão, tendo um índice k igual a 2, corresponde ao periodo, em cujo início a sincronização de amostragens de tensão e das intensidades è feita.

[0060] O armazenamento de memória 116A é configurado para armazenar uma aplicação de software de cálculo 123A, para calcular a energia elétrica da corrente escoando no condutor secundário 32A, 44A, 46A correspondente, tal como a energia ativa Ei.

[0061] Adicionalmente, o armazenamento de memória 116A é configurado para armazenar uma aplicação de software de transmissão de mensagem 128A, para transmitir uma segunda mensagem M2A ao dispositivo de centralização 64.

[0062] A segunda mensagem M2A contém o identificador do segundo dispositivo 62A, os valores de energia ativa E1, E2, E3 para todas as três fases da tensão trifásica, calculados pela aplicação de software de cálculo 123A.

[0063] Além disso, a segunda mensagem M2A contém os coeficientes complexos Reli,A,j,k Imli,A,j,k da decomposição da série de Fourier das três correntes I1A, I2A, I3A.

[0064] O receptor de radiotransmissor 80A é do mesmo tipo do receptor de radiotransmissor 70.

[0065] A antena de rádio 82A, do mesmo tipo da antena de rádio 72, é configurada para receber sinais de rádio da antena 72 do primeiro dispositivo e da antena 94 do dispositivo de centralização, e também transmitir sinais de rádio para as antenas 72, 94.

[0066] O elemento de fonte de energia 84A, visivel na Figura 3, é configurado para suprir energia à unidade de processamento de dados 78A e ao receptor de radiotransmissor 80A. O elemento de fonte de energia 84A compreende, para cada um dos primeiro 42A, segundo 44A e terceiro 46A condutores secundários, uma segunda bobina toroidal 130A, disposta em torno do condutor secundário 42A, 44A, 46A correspondente, e um segundo enrolamento 132A, disposto em torno da segunda bobina toroidal. O fluxo de corrente pelo condutor secundário 42A, 44A, 46A correspondente é configurado para gerar uma corrente induzida no segundo enrolamento 132A.

[0067] O elemento de fonte de energia 84A inclui um conversor 134A, conectada a todos os enrolamentos secundários 132A e configurado para transmitir uma tensão predeterminada à unidade de pro- cessamento de dados 78A e ao receptor de radiotransmissor 80A. Cada bobina toroidal secundária 130A é uma bobina toroidal feita de ferro. Cada bobina toroidal secundária 130A é, de preferência, um nucleo toroidal dividido, para facilitar sua disposição em torno dos condutores correspondentes.

[0068] Em outras palavras, o segundo dispositivo é autoenergiza-do 62A por meio do elemento de fonte de energia 84A, tendo as bobinas toroidais secundárias 130A, configuradas para recuperar a energia magnética resultante do fluxo de corrente nos condutores secundários 42A, 44A, 46A correspondentes.

[0069] Os elementos dos outros dispositivos secundários 62B, .... 62N são idênticos aos elementos do primeiro dispositivo secundário 62A, descrito previamente acima, e incluem os mesmos subelementos em todos os casos com a letra A sendo substituída pela letra B, ... Ν correspondente, relativa às referências dos subelementos.

[0070] A unidade de processamento de dados 86 do dispositivo de centralização, visível na Figura 2, inclui um processador de dados 136, e um armazenamento de memória 138 associado com o processador e configurado para armazenar uma aplicação de software 140, para receber as primeira e segunda mensagens M1, M2A, ..., M2N, uma aplicação de software de registro de dados 142, para registrar na base de dados 88 os itens de dados contidos nas mensagens M1, M2A...,M2N recebidas. O armazenamento de memória 138 é configurado para armazenar uma aplicação de software de processamento de dados 144, para processar os ditos itens de dados recebidos, uma aplicação de software de exibição 146 para exibir dados, e uma aplicação de software de transmissão de dados 148, para transmitir dados a um servidor remoto, não mostrado.

[0071] A interface ser humano - máquina 90 inclui uma tela de exibição e um teclado de entrada de dados, não mostrados.

[0072] O receptor de radiotransmissor 92 é do mesmo tipo dos receptores de radiotransmissores 70, 80A, .... 80N.

[0073] A antena de rádio 94, do mesmo tipo das antenas de rádio 72, 82A, .... 82N, é configurada para receber sinais de rádio oriundos da antena 72 do primeiro dispositivo e das antenas 82A, ..., 82N dos dispositivos secundários, e também transmitir sinais de radio às ditas antenas 72, 82A, ..., 82N.

[0074] A operação do sistema computacional 20 vai ser então explicada com a ajuda das Figuras 4, 5 e 6, representando fluxogramas das etapas de um processo de cálculo, conduzido, respectivamente, pelo primeiro dispositivo 60, pelos dispositivos secundários 62A, 62N e pelo dispositivo de centralização 64.

[0075] Como mostrado na Figura 4, durante uma primeira etapa 200, o primeiro dispositivo 60 é inicializado e mede a frequência F da tensão trifásica, que escoa pelos condutores primários 34, 36, 38, por meio da aplicação de software 102. A frequência F da tensão trifásica é, por exemplo, igual a 50 Hz.

[0076] O primeiro dispositivo 60 então mede, durante a etapa 210, as primeira, segunda e terceira tensões U1, U2, U3 por meio do elemento de medida 66 e pela aplicação de software de medida 102

[0077] A primeira aplicação de software de amostragem 103 então amostra os valores medidos das tensões LH , U2, U3. A frequência de amostragem da tensão medida, igual ao inverso do período de amostragem Psampl, é um múltiplo da frequência F da dita tensão trifásica, medida previamente durante a etapa 200. O período de tensão PVoltage da tensão trifásica é igual ao período da rede, que é cerca de 20 ms na Europa e cerca de 16,66 ms nos Estados Unidos da América. O período de tensão Pvoltage corresponde a um múltiplo do período de amostragem Psampl.

[0078] Durante a etapa 210, para otimizar a precisão da medida de energia, o período de tensão PVoltage da tensão é medido regularmente, por exemplo, a cada 10 segundos, para considerar as suas variações com o tempo.

[0079] Durante a etapa 220, o primeiro dispositivo 60 comprime os valores medidos das tensões U11, U2, U3 por determinação do coeficiente real ReliA,j,k e do coeficiente imaginário ImliA,j,k da decomposição da série de Fourier das amostras Uik,m de cada tensão U1, U2, U3 medida por uso do primeiro software de determinação de coeficiente 104. Isso proporciona a capacidade de limitar a quantidade de dados transmitidos por meio de ligações de rádio, entre o primeiro dispositivo 60 e os dispositivos secundários 62A 62N.

[0080] Os coeficientes ReUiA,j,k e lmUi,j,kda decomposição da série de Fourier são, por exemplo, obtidos por operações de correlação nas amostras dos valores medidos. Mais especificamente, o coeficiente real do componente fundamental, denotado como ReUi,1,k é uma correlação, por uma duração igual ao período PVoltage da tensão trifásica, entre as amostras Uik,m do sinal de tensão Ui e um cosseno da frequência igual à frequência F da tensão trifásica, em que Ui representa a tensão da fase, i sendo igual a 1, 2 ou 3. O coeficiente imaginário do componente fundamental, denotado como ImUi,1,k, é uma correlação por uma duração igual ao período PVoltage. entre as amostras Uik,m do sinal de tensão U, e um seno da frequência igual à frequência F.

[0081] O coeficiente real do componente harmônico da linha j, denotado como ReUi, j,k, j sendo compreendido entre 2 e J, é a correlação, por uma duração igual ao período Pvoltage, entre as amostras Uik,m do sinal de tensão Ui e um cosseno da frequência igual a j vezes a frequência F. O coeficiente imaginário do componente harmônico da linha j, denotado como lmUi,j,k, é a correlação, por uma duração igual ao periodo Pvoltage, entre as amostras Uik do sinal de tensão Ui e um seno da frequência igual a j vezes a frequência F.

[0082] Em outras palavras, os coeficientes ReUi,j,k e lmUi,j,k satisfazem as seguintes equações, j sendo compreendido entre 1 e J:

em que T representa o periodo de amostragem, também denotado como Psampl.

[0083] Alternativamente, os coeficientes ReUiA,j,k e lmUiA,j,k são obtidos por transformação rápida de Fourier, também conhecida pela abreviação FFT.

[0084] A primeira aplicação de software de determinação 104 calcula, desse modo, os coeficientes complexos ReUi,j,k e lmUi,j,k da decomposição da série de Fourier das tensões trifásicas U1, U2, U3 para o coeficiente fundamental e os componentes harmônicos 2 a J.

[0085] A segunda aplicação de software de determinação 106 então determina, durante a etapa 220, o conjunto de valores variáveis representativos, estes sendo de acordo com a primeira concretização, determinados com base no coeficiente de correção σ1, associado com o determinado periodo de transmissão Ptransmission- O coeficiente de correção σi, é uma função de um valor representativo da tensão Ui para cada periodo de tensão Pvoltage correspondente do periodo Pvoltage, em que o dito valor representativo é maior do que o valor de limiar ε predeterminado.

[0086] O valor de limiar ε predeterminado é, por exemplo, compreendido entre 0,005 e 0,100 vez o valor nominal Um da tensão, de preferência, entre 0,01 e 0,05 vez o valor nominal Um da tensão, particularmente, igual a 0,02 vez do valor nominal Um da tensão.

[0087] O dito valor representativo da tensão é, de preferência, ο valor do módulo do componente fundamental da decomposição da sé- ríe de Fourier da tensão, o módulo do componente fundamental sendo denotado como ‖Ui,j,k‖.

[0088] O coeficiente de correção σi satisfaz, por exemplo, para cada fase tendo o índice i, a seguinte equação:

em que:
k é o índice do período de tensão PVoltage, com k ficando entre 1 e K, K sendo igual ao número de períodos de tensão PVoltage, durante um período de transmissão Ptransmission;
k0 é o índice de um período de tensão, selecionado dos vários períodos de tensão Pvoltage; O valor do índice k0 é, de preferência, igual a 2, porque esse é o primeiro período colocado à direita, após a sincronização e é, desse modo, o período pelo qual as discrepâncias nos relógios apresentam o menor impacto em relação à precisão dos cálculos;
kmax é o número de períodos de tensão para os quais o módulo do componente fundamental da decomposição da série de Fourier da tensão é maior do que o valor de limiar ε predeterminado, durante o determinado período de transmissão Piransmisstoni e
‖Ui,j,k‖, e ‖Ui,j,k0‖ representam, respectivamente, o módulo do componente fundamental da decomposição da série de Fourier da tensão para a fase tendo o índice i e o período de tensão tendo o índice k, e, respectivamente, o período de tensão selecionado tendo o índice k0.

[0089] O coeficiente de correção σi então proporciona a capacidade de considerar a contribuição de valores de tensão, medidos para todos os períodos de tensão PVoltage durante um determinado período de transmissão Ptranmission. a partir do momento quando o valor de limi- ar ε tenha sido excedido, e não apenas para o período de tensão selecionado tendo o índice k0.

[0090] O coeficiente de correção σi, é, por exemplo, aplicado aos coeficientes complexos ReUi,j,k0 e ImUi,j,k0, com j tendo um valor entre 1 e J para o periodo de tensão selecionado tendo o índice k0.

[0091] O conjunto de valores variáveis representativos, associados com a tensão medida, então inclui os coeficientes complexos modificados, denotados como ReUi,j e Imli,j, obtidos por uso das seguintes equações:
ReUi,j = σi x ReUi,j,k0 (4)
lmUi,j = σi x ImUi,j,k0 (5)

[0092] O conjunto de valores variáveis representativos consiste dos ditos coeficientes complexos Reli,j,k e lmli,j,k.

[0093] O campo de dados da primeira mensagem M1 contém então, em particular, os coeficientes complexos Reli,j e Imli,j modificados, com j tendo um valor entre 1 e D, formando o conjunto de valores variáveis representativos determinado.

[0094] Finalmente, durante a etapa 230, o primeiro dispositivo 60 transmite, por meio da sua aplicação de software de transmissão de mensagem 105, a primeira mensagem M1 a cada um dos dispositivos secundários 62A, .... 62N, bem como para o dispositivo de centralização 64

[0095] O primeiro dispositivo 60, além do mais, também é iniciado durante essa etapa 230, uma contagem regressiva do primeiro sincro-nizador igual a uma duração de referência Df, partindo do tempo de inicio da transmissão da primeira mensagem M1, também referida como a parte de topo da transmissão Te da primeira mensagem M1. Quando esse primeiro sincronizador tiver terminado, o primeiro dispositivo 60 vão então começar a amostrar os valores medidos das três tensões U1, U2, U3, isto é, em um tempo de início de amostragem Tm igual ao tempo de início de transmissão Te mais a duração de referência Df. A amostragem, pelo segundo dispositivo 62A, dos valores medidos das três intensidades I1A, I2A, K3A vai também começar nesse tempo de início de amostragem Tm, como vai ser descrito em mais detalhes abaixo com relação à etapa de sincronização 320.

[0096] A duração de referência Df tem um valor predeterminado, por exemplo, substancialmente igual a 6 ms. O valor da duração de referência Df é conhecida de ambos o primeiro dispositivo 60 e o segundo dispositivo 62A, e é selecionado para ser maior do que o periodo de tempo necessário para a transmissão e a recepção da primeira mensagem MT No exemplo da concretização descrita, o valor da duração de referência Df é armazenado, antes da etapa inicial 200, na memória 100 do primeiro dispositivo e na memória 116A do segundo dispositivo 62A.

[0097] A primeira mensagem M1 inclui um campo de cabeçalho, também referido como um preâmbulo, um campo SFD (abreviatura para Início de Delimitador de Quadro), um campo PHR (abreviatura para Cabeçalho Físico), um campo de dados e um campo CRC (abreviatura para Cheque Ciclico de Redundância). O preâmbulo tem um tamanho de 4 bytes, os campos SFD e PHR têm ambos um tamanho de um byte, o campo de dados é de tamanho variável, denotado por n bytes, e o campo CRC tem um tamanho de 2 bytes. No exemplo da concretização mostrada na Figura 7, a primeira mensagem M1 é constituída do campo de cabeçalho, campo SFD, campo PHR, campo de dados e campo CRC.

[0098] O campo de dados da primeira mensagem M1 contém, em particular, o conjunto de variáveis representativas determinadas durante a etapa 220, e o identificador do segundo dispositivo, que vai ser autorizado a transmitir sua segunda mensagem para o dispositivo de centralização 64, após a recepção da primeira mensagem MT O iden- tificador do segundo dispositivo, autorizado a transmitir suas informações relativas às medidas, é determinado por meio da aplicação de software de distribuição de sinalização única 108, ο identificador do dispositivo contido na primeira mensagem M1 possibilitando indicar ο segundo dispositivo, ao qual a sinalização única foi atribuída.

[0099] Após transmissão da primeira mensagem M1, o primeiro dispositivo 60 retorna para a etapa 210, para, de novo, medir a tensão U1, U2, U3 das fases da tensão trifásica, que escoa pelos condutores primários 34. 36, 38.

[00100] As etapas, visíveis na Figura 5, do processo de cálculo, conduzido pelos dispositivos secundários 62A, .... 62N vão ser então descritas para o dispositivo secundário com a referência 62A.

[00101] Durante a etapa 300, o dispositivo secundário 62A é inicializado e abre uma janela deslizante, para receber a primeira mensagem M1 por meio de sua aplicação de software de troca de mensagens 120A. A janela receptora é uma janela com uma duração de umas poucas dezenas de milissegundos que o dispositivo 62A faz deslizar com o tempo.

[00102] Ao receber a primeira mensagem M1, o dispositivo secundário 62A detecta o instante de tempo Tr de recepção do campo SFD, o recebimento do campo SFD promovendo a ativação de uma interrupção pelo radiorreceptor do dispositivo secundário 62A, como representado na Figura 7.

[00103] O dispositivo secundário 62A então segue para a etapa 320 de sincronização temporal com o primeiro dispositivo 60. A detecção do tempo de recepção Tr possibilita calcular, por uso da aplicação de software de sincronização 122A, o instante de tempo Tm como início de amostragem dos valores medidos das três intensidades I1A, I2A, I3A. O tempo de início de amostragem Tm é, de fato, igual ao tempo de recepção Tr mais uma duração de sincronização Dm, a duração de sincronização Dm sendo igual à duração de referência Df menos uma duração de radiotransmissão Dr, como mostrado na Figura 7. A duração de radiotransmissão Dr é um valor dependente do receptor de ra-diotransmissor 70 e do receptor de radiotransmissor 80A. A duração de radiotransmissão Dr corresponde ao período de tempo entre o tempo de início de transmissão Te e o tempo de recepção Tr.

[00104] A duração de radiotransmissão Dr é, por exemplo, substancialmente igual a 0,6 ms, e é conhecida pelo dispositivo secundário 62A. No exemplo da concretização descrita, o valor da duração de radiotransmissão Dr é armazenado, antes da etapa 300, na memória 116A do dispositivo secundário 62A.

[00105] O dispositivo secundário 62A então ativa, partindo do tempo de recepção Tr e por meio da aplicação de software de sincronização 122A, uma contagem regressiva do segundo sincronizador igual à duração de sincronização Dm, o valor da duração de sincronização Dm sendo calculado por subtração do valor da duração de radiotransmissão Dr do valor da duração de referência Df, o valor da duração de radiotransmissão Dr e o valor da duração de referência Df sendo armazenados no armazenamento de memória 116A, como descrito previamente acima.

[00106] O primeiro dispositivo 60 vai ter também ativado, durante a etapa 230, a contagem regressiva do primeiro sincronizador igual à duração de referência Df, de modo que o primeiro dispositivo 60 e o dispositivo secundário 62A iniciem simultaneamente a amostragem dos valores de tensão medidos e os valores de intensidade medidos, respectivamente, quando os primeiro e segundo sincronizadores, ativados durante as etapas 230 e 320, vão ter sido esgotados, isto é, no tempo de início de amostragem Tm.

[00107] Por convenção, o período de tensão correspondente à transmissão da primeira mensagem M1 é o período tendo o índice k igual a 1. Quando a primeira mensagem M1 foi recebida durante a duração do período de tensão tendo o índice k igual a 1, o tempo de início de amostragem, após a sincronização, corresponde ao início do período de tensão tendo o índice k igual a 2.

[00108] O período de tensão Pvoltage é recalculado, pela segunda aplicação de software de amostragem 119A, para cada caso de recepção da primeira mensagem M1, com uso do valor da frequência de tensão F, contida na primeira mensagem M1.

[00109] Durante a etapa 320, o software de sincronização 122a é iniciado, na data de recepção da primeira mensagem M1, um contador, elaborado para ser incrementado até um valor correspondente ao período de transmissão Ptransmission da primeira mensagem. O segundo dispositivo 62A automaticamente retorna à etapa de recebimento 301 por cerca de um milissegundo, antes da recepção prevista da primeira mensagem M1 subsequente.

[00110] Se a primeira mensagem M1 não for detectada pelo segundo dispositivo 62A, a janela receptora é fechada e nenhuma sincronização é executada. O contador é então incrementado para uma nova tentativa de sincronização na mensagem M1 provavelmente subsequente.

[00111] O segundo dispositivo 62A então mede, durante a etapa 330 e por meio dos seus sensores de corrente 76A e software de medida 118A, cada uma das primeira, segunda e terceira intensidades I1A, I2A, I3A.

[00112] O segundo software de amostragem 119A então amostra os valores medidos das três intensidades I1A, I2A, I3A, o tempo de início de amostragem Tm tendo sido calculado durante a etapa anterior 320, para garantir que a sincronização temporal do sensor de intensidade de corrente 76A, relativo ao elemento de medida para medição da tensão 66.

[00113] A terceira aplicação de software de determinação 121A então comprime os valores medidos das intensidades I1A, I2A, I3A, durante a etapa 340. A terceira aplicação de software de determinação 121A calcula, por exemplo, o coeficiente real Re/iA,j,k e o coeficiente imaginário lm/iA,j,k da decomposição da série de Fourier das amostras liAk,m de cada intensidade I1A, I2A, I3A medida das três fases em uma maneira similar ao cálculo, descrito para a etapa 220, dos coeficientes complexos ReUi,jk, lmUi,j,k da decomposição da série de Fourier das tensões.

[00114] O coeficiente real do componente fundamental, também denotado como Re/iA,1,k é, desse modo, uma correlação, por uma duração igual ao periodo Pvoltage da tensão trifásica, entre as amostras do sinal da intensidade liA e um cosseno de frequência igual à frequência F da tensão trifásica, em que liA representa a intensidade do número de fase i, i sendo igual a 1,2 ou 3. O coeficiente imaginário do componente fundamental, também denotado como lmliA,j,k é uma correlação por uma duração igual ao período PVoltage. entre as amostras do sinal da intensidade liA e um sendo da frequência igual à frequência F.

[00115] O coeficiente real do componente harmônico j, denotado como ReliA,1,k, j sendo compreendido entre 2 e J, é uma correlação por uma duração igual ao período PVoltage, entre as amostras do sinal da intensidade liA e um cosseno da frequência igual a j vezes a frequência F. O coeficiente imaginário do componente harmônico j, denotado como lmliA,j,k, j sendo compreendido entre 2 e J, é a correlação, por uma duração igual ao período PVoltage. entre as amostras do sinal da intensidade liA e um sendo da frequência igual a j vezes a frequência F.

[00116] Os coeficientes ReliA,j,k e lmliA,j,k então satisfazem as seguintes equações:

[00117] Α aplicação de software de cálculo 123Α calcula então, em uma maneira periódica, a energia ativa E1, E2, E3 para cada uma das três fases, com base no conjunto de valores variáveis representativos predeterminados, recebidos previamente do primeiro dispositivo 60 por meio da primeira mensagem M1, e os valores das intensidades I1A, I2A, I3A, medidos pelos sensores de corrente 76A. O período para cálculo das energias ativas E1, E2, E3 é igual ao período de transmissão da primeira mensagem Ptransmission, que é, por exemplo, de 1 segundo.

[00118] Para calcular as energias ativas E1, E2, E3, o software de cálculo 123A calcula, para o período PVOltage tendo um índice k igual a k0, a energia ativa Pi,j,k0 para cada número de fase i, i sendo igual a 1, 2 ou 3, e para cada linha j, compreendida entre 1 e J, por uso da seguinte fórmula:

[00119] O software de cálculo 123A também determina para o período Pvoltage tendo o indice k igual a k0, a energia reativa Qi,j,k0 para cada número de fase i, i sendo igual a 1,2 ou 3, e para cada linha j compreendida entre 1 e J, por uso da seguinte fórmula:

[00120] A aplicação de software de cálculo 123A também determina a mudança de fase φi,j,k0, também denotada como φi,j, entre o componente harmônico da tensão e o componente harmônico da corrente para o período Pvoltage tendo o índice k igual a k0, de preferência, igual a 2, para cada número de fase i. i sendo 1, 2 ou 3, e para cada linha j compreendida entre 1 e J, por uso da seguinte fórmula:

[00121] A aplicação de software de cálculo 123A também determina uma voltagem efetiva Ui,j eff para cada número de fase i, i sendo 1, 2 ou 3, e para cada linha j compreendida entre 1 e J, por uso da seguinte fórmula:

[00122] O valor da voltagem efetiva é então um valor correspondente a todos os períodos de tensão Ρvoltage a partir do instante de tempo, quando o valor de limiar ε é excedido para o determinado período de transmissão Ptransmission.

[00123] O software de cálculo 123A então determina uma corrente efetiva Ii,j,keff para cada período Pvoltage tendo o índice k compreendido entre 1 eK, para cada número de fase i, i sendo 1,2 ou 3, e para cada linha j compreendida entre 1 e J, por uso da seguinte equação:

[00124] A energia ativa de cada número de fase i é finalmente calculada por meio das seguintes equações:

[00125] O cálculo das energias ativas E1, E2, E3 é feito a qualquer momento, durante o transcorrer de um periodo de transmissão Ptransmis-sion, entre dois casos de recepção da mensagem M1, as informações necessárias para o cálculo estando contidas na primeira mensagem M1, recebida previamente, com relação às informações relativas à tensão, ou na memória 116A do dispositivo secundário 62A, tendo em vista que os valores relativos à tensão ou intensidades considerados correspondem ao período de transmissão Ptransmission precedente. No exemplo mostrado na Figura 8, o cálculo das energias ativas E1, E2, E3 é conduzido substancialmente na parte intermediária do período de transmissão.

[00126] O dispositivo secundário 62A então gera, durante a etapa 350, sua segunda mensagem M2A. A segunda mensagem M2A contém o identificador do dispositivo secundário 62A, os valores das energias ativas E1, E2, E3 para todas as três fases da tensão trifásica e os coeficientes complexos ReUi,j,k, lmUi,j,k da decomposição da série de Fourier das três correntes I1A, I2A, I3A até o componente harmônico J.

[00127] Além disso, a segunda mensagem M2A contém os valores médios eficazes, também denotados como RMS, das correntes I1A, I2A, I3A das três fases, bem como os termos Pi,j,k0 e Qi,j,k0 para todas as três fases.

[00128] Considerando a hipótese de quando o identificador do dispositivo secundário 62A estiver contido na primeira mensagem M1 recebida previamente, o dispositivo secundário 62A vai então transmitir, durante a etapa 360, sua segunda mensagem M2A por uso do seu software de transmissão 128A. No caso contrário, o dispositivo secundário 62A vai retornar diretamente à etapa 310 de receber a primeira mensagem M1, e vai transmitir sua segunda mensagem M2A, em que a primeira mensagem M1 vai conter seu identificador, indicando então que a sinalização única tinha sido atribuída de modo a autorizar que ele transmita sua segunda mensagem M2A.

[00129] Após a etapa de transmissão de mensagem 360, no caso no qual a sinalização tinha sido atribuída ao segundo dispositivo 62A, ou, de fato, diferentemente após a etapa 350, o dispositivo secundário 62A vai retornar à etapa de recebimento 310, se o contador tiver atin- gido o valor correspondente ao periodo de transmissão Ptransmission, ou, de fato, diferentemente à etapa de medida 330.

[00130] As etapas do processo de cálculo conduzidas pelos outros dispositivos secundários 62B, .... 62N são idênticas às etapas 300 e 360, descritas acima para o dispositivo secundário com o número de referência 62A, e, além disso, são conduzidas simultaneamente entre todos os dispositivos secundários 62A, ..., 62N, devido à sincronização temporal executada por uso da primeira mensagem M1.

[00131] Durante a etapa de transmissão 360, o único dispositivo secundário de entre todos os dispositivos secundários 62B 62N autorizados para transmitir sua segunda mensagem é o dispositivo secundário, cujo identificador está contido na primeira mensagem M1, recebida durante a etapa precedente de recebimento 310. A aplicação de software de distribuição 108 determina, com base em uma ordem ascendente, os identificadores contidos na primeira mensagem M1, para atribuir sucessivamente a única sinalização aos dispositivos secundários 62A, ..., 62N. Em outras palavras, cada dispositivo secundário 62A, ..., 62N transmite a cada Ν segundos sua respectiva segunda mensagem M2A, ..., M2N.

[00132] Como mostrado na Figura 6, durante a etapa 400, o dispositivo de centralização 64 recebe, por uso de sua aplicação de software de recepção 140, a primeira mensagem M1 do primeiro dispositivo 60 e a segunda mensagem do dispositivo secundário, autorizado a transmitir, de acordo com o mecanismo de sinalização distribuído, por exemplo, a mensagem M2A.

[00133] Durante a etapa 410, o duração de referência Df 64 registra, subsequentemente, na sua base de dados 88, os valores recebidos e contidos na primeira mensagem M1 e na segunda mensagem M2A por meio de seu software de registro de dados 142. Alem disso, o software de processamento de dados 144 executa uma sincronização temporal dos dados registrados.

[00134] Os valores variáveis medidos e calculados pelo sistema computacional são então exibidos na tela da interface ser humano -máquina 90 do dispositivo de centralização 90 por meio do software de exibição 146, durante a etapa 430. Esses valores variáveis são exibidos na forma de valores numéricos e/ou curvas.

[00135] O dispositivo de centralização 64 finalmente transmite, durante a etapa 440 e por meio da aplicação de software de transmissão 148, esses valores variáveis medidos e calculados ao servidor remoto, não mostrado. O servidor remoto é configurado para executar um controle centralizado de valores variáveis medidos e calculados para cada sistema computacional 20.

[00136] Ao completar a etapa 440, o dispositivo de centralização 64 retorna à etapa 400, para receber a primeira mensagem M1 subsequente do primeiro dispositivo e a segunda mensagem do segundo dispositivo, autorizados para transmitir em um tempo subsequente, de acordo com o mecanismo de sinalização distribuído, por exemplo, a mensagem M2A.

[00137] O sistema computacional 20, de acordo com a invenção, desse modo, proporciona a capacidade de calcular as energias ativas E1, E2, E3 diretamente pelo determinado período de transmissão Ptrans_ mission e com base no conjunto de valores variáveis representativos da voltagem medida. O sistema computacional 20 também proporciona a capacidade, por meio da determinação do coeficiente de correção σi, de considerar a contribuição dos valores da tensão medida para todos os períodos de tensão Pvoltage. durante o transcorrer de um determinado período de transmissão Ptransmission, partindo do instante de tempo no qual o valor de limiar ε é excedido, não apenas a contribuição de valores da tensão medidos para o período de tensão selecionado tendo o indice k0.

[00138] O sistema computacional 20, de acordo com a invenção, é, desse modo, mais preciso do que o sistema computacional de acordo com o estado da técnica.

[00139] O sistema computacional 20, de acordo com a invenção, proporciona ainda a capacidade de obter uma medida muito precisa das energias ativas E1, E2, E3 para as três fases da corrente trifásica, devido à sincronização temporal de cada sensor de corrente 76A, relativa ao elemento de medida para a tensão de medida 66.

[00140] A sincronização temporal é muito precisa, o deslocamento de sincronização medido sendo da ordem de mais ou menos 400 na-nossegundos com a tecnologia atual dos receptores de radiotransmis-sores 70, 80A, 80N, 92 e das unidades de processamento de dados 68, 78A 78N, 86.

[00141] Todos os dispositivos 60, 62A, .... 62N, 64 são interligados entre si por meio de ligações de rádio por meio dos seus respectivos receptores de radiotransmissores 70, 82A,...82N, 92, o que possibili- ta facilitar a instalação do sistema computacional 20 na subestação transformadora 10.

[00142] A compressão de dados relativos às tensões e intensidades medidas por meio da aplicação de software de determinação 104, 124A, .... 124N e a transmissão, por meio da primeira mensagem M1, do conjunto de valores variáveis representativos associados com a tensão medida, em vez dos coeficientes associados com a tensão para todos os períodos de tensão durante o determinado período de transmissão, possibilita limitar a quantidade de dados transmitidos por meio de ligações de rádio, e, desse modo, limitar o consumo de energia do próprio sistema computacional 20. Isso proporciona adicionalmente a capacidade de reduzir a sensibilidade do sistema computacional 20 às perturbações de rádio do tipo de interferência ou da perturbação de compatibilidade eletromagnética, também referida como per- turbação EMC.

[00143] O sistema computacional 20, de acordo com uma segunda concretização da invenção, vai ser descrita a seguir. Para essa segunda concretização, os elementos que são idênticos à primeira concretização, descrita previamente acima, foram identificados por números de referência idênticos e não vão ser descritos novamente.

[00144] De acordo com essa segunda concretização, o segundo software de determinação 106 é configurado adicionalmente para determinar para cada fase um desvio angular a, com base em uma relação para pelo menos um periodo de tensão PVoltage, a relação sendo igual ao coeficiente imaginário do componente fundamental de uma decomposição da série de Fourier da tensão pelo dito período de tensão Pvoltage dividido pelo coeficiente real do dito componente fundamental da tensão.

[00145] Esse desvio angular α1 proporciona então a capacidade de considerar uma possível variação eventual no valor do período de tensão Pvoltage- de modo que as janelas de amostragem fiquem então ligeiramente deslocadas em relação ao valor exato do período de tensão Pvoltage·

[00146] O software de cálculo 123A é então configurado para calcular as energias ativas E1 com base adicionalmente no desvio angular α1.

[00147] O desvio angular α1 satisfaz, por exemplo, para cada fase tendo o indice i, as seguintes equações:

isto é,

com

em que:
i é o índice da fase correspondente;
k é o índice do período de tensão PVOltage. com k compreen-dido entre 1 e K, K sendo igual ao número de períodos de tensão Ρνοltage. que ocorrem durante um período de transmissão Ptransmission; e
Ui,1,k representa o componente fundamental para a fase tendo o índice i e o período de tensão tendo o índice k.

[00148] De acordo com a segunda concretização, a aplicação de software de cálculo 123A calcula então os coeficientes reais e imaginários de uma decomposição da série de Fourier da tensão, e, subsequentemente, as energias ativas, na maneira apresentada a seguir e com base no índice k do período de tensão Pvoltage.

[00149] De acordo com a segunda concretização, o período de tensão Pvoltage c selecionado é o período tendo um índice igual a 2, e o valor do índice k0 é então igual a 2.

[00150] Para o periodo PVOltage tendo o índice k = 2, os coeficientes reais e imaginários são iguais aos coeficientes complexos ReUi,j,k e lmUi,j,k modificados, contidos na primeira mensagem M1 recebida, e então satisfazem as seguintes equações:
ReUiJ,2=ReUi,J
ImUiJ,2= ImUi,j (19)

[00151] A energia ativa Pi,j,2 para cada numero de fase i, i sendo igual a 1, 2 ou 3, e para cada linha j compreendida entre 1 e J, é então calculada por meio da seguinte equação:

[00152] Para o período Ρvoltage tendo o índice k variando entre 3 e k, os coeficientes reais e imaginários satisfazem as seguintes equações:
ReUi,j,k = cos(j × α1) χ ReUi,j,k-1-sín( j χ α1) χ ImUi,j,k-1
lmUi,j,k =cos( j x α1 )x ImUi,j,k-1 +sin(jxα1)x ReUi,j,k-1 (21)

[00153] A energia ativa Pi,j,k com o índice k variando entre 3 e K, e para cada número de fase i, i sendo igual a 1, 2 ou 3, e para cada linha j compreendida entre 1 e J, é entao calculada por meio da seguinte equação:

[00154] Finalmente, para o periodo de tensão tendo o índice k igual a 1, os coeficientes reais e imaginários satisfazem as seguintes equações:
Re Ui,J,1 = cos(-j x α1) x ReUi,j,2 - sin(- j x α1) x ImUi,j,2
ImUi,j,1 = cos(-j×α1)x ImUi,j,2 +sin(-j×α1)x ReUi,j,2 (23)

[00155] Em uma maneira análoga, a energia ativa Ρi,j,1 para o periodo de tensão tendo o índice k igual a 1, para cada número de fase i, i sendo 1, 2 ou 3, e para cada linha j compreendida entre 1 e J, é então calculada por meio da seguinte equação:

[00156] O software de cálculo 123A então calcula a energia ativa Ei de cada número de fase i por meio das equações (13) e (14), descritas previamente acima.

[00157] As outras etapas do processo de cálculo, de acordo com a segunda concretização, são idênticas àquelas previamente descritas acima para a primeira concretização, e não vão ser descritas de novo.

[00158] As vantagens dessa segunda concretização incluem, em particular, as vantagens da primeira concretização, e essas não vão ser descritas de novo.

[00159] O sistema computacional 20, de acordo com essa segunda concretização, também proporciona a capacidade, por meio da determinação do desvio angular α1, para compensar qualquer possível variação eventual do período de tensão Pvoltage, o que vai resultar em um desvio das janelas de amostragem em relação ao valor exato do período de tensão PVoltage·

[00160] O sistema computacional 20, de acordo com a invenção, é, desse modo, mais preciso.

[00161] Na segunda concretização previamente descrita acima, para o período PVOitage tendo o índice k = 2, os coeficientes reais e imaginários são selecionados para serem iguais aos coeficientes complexos ReUi,j e ImUi,j modificados contidos na primeira mensagem M1 recebida. Em outras palavras, a segunda concretização previamente descrita acima implementa tanto a determinação do coeficiente de correção σi, como a determinação do desvio angular α1,

[00162] Uma pessoa versada na técnica vai entender que em uma concretização variante, a determinação do desvio angular α1 é configurada para ser implementada independentemente da determinação do coeficiente de correção σ1. Quando aplicável, para o período Pvoltage tendo o índice k = 2, os coeficientes reais e imaginários são selecionados para que sejam iguais aos coeficientes complexos ReUi,j,K0 e ImU,j,k0 contidos na primeira mensagem M1 recebida, com o índice k0 igual a 2.

[00163] Em vários diferentes exemplos de concretizações, cada dispositivo secundário 62A, ..., 62N inclui o elemento de cálculo, por exemplo, na forma da aplicação de software de cálculo 123A, 123N. Alternativamente, a aplicação de software de cálculo 123A é configurada para ser armazenada em um dispositivo diferente do segundo dispositivo 62A, tal como, por exemplo, no dispositivo de centralização 64. O cálculo das energias ativas E1, E2, E3 é então conduzido, com base nos dados e informações relativos às tensões e intensidades contidos em diferentes mensagens, recebidas pelo dispositivo de centralização 64, enviadas pelo primeiro dispositivo 60 e por cada um dos dispositivos secundários 62A, ..., 62N, isto é, a primeira mensagem M1 e, respectivamente, as mensagens secundárias M2A, M2N.

[00164] De acordo com uma outra concretização, não mostrada, o primeiro dispositivo 60 e o dispositivo de centralização 64 são combinados conjuntamente em um dispositivo comum, que possibilita que se tenha um único receptor de radiotransmissor para o dito dispositivo comum, em lugar dos dois receptores de radiotransmissores 70, 92 necessários para o primeiro dispositivo e para o de centralização.

[00165] Deve-se, desse modo, considerar que o sistema computacional 20, de acordo com a invenção, é mais preciso do que o sistema computacional de acordo com o estado da técnica.

Claims (10)

1. Sistema computacional (20) para calcular a energia elétrica (E,) de uma corrente alternada, que escoa em pelo menos um condutor elétrico secundário (42A, 44A, 46A, .... 42N, 44N, 46N), o condutor secundário (42A, ..., 46N) sendo conectado eletricamente a um condutor elétrico primário (34, 36, 38), o condutor primário (34, 36, 38) e cada condutor secundário (42A, .... 46N) tendo substancialmente a mesma tensão alternada (U1, U2, U3), a corrente alternada tendo pelo menos uma fase, esse sistema computacional incluindo:

   • - um primeiro dispositivo (60) compreendendo um radio-transmissor (70), um elemento de medida (66) para medir a tensão do condutor primário (34, 36, 38), um primeiro meio de amostragem (103) para amostrar o valor da tensão medida (U1, U2, U3), um meio transmissor de mensagem (105) para transmitir, após um período de transmissão (Ptransmission) de uma primeira mensagem (M1), o período de transmissão (Ptransmission) correspondente a um múltiplo de períodos de tensão (Pvoltage), o período de tensão (PVOltage) sendo igual ao inverso da frequência (F) da tensão alternada (U1, U2, U3), e um meio de determinação de tensão (106) para determinar um conjunto de pelo menos um valor variável, representativo da tensão medida, o dito conjunto de dados sendo determinado com base no valor da tensão medida durante um determinado período de transmissão (Ptransmission), com a primeira mensagem (M1) contendo o dito conjunto de dados;
   • - pelo menos um segundo dispositivo (62A 62N) compreendendo um sensor de intensidade de corrente (76A, 76N), para determinar a intensidade (I1A, ..., I3N) da corrente escoando no condutor secundário (42A 46N) correspondente, um segundo meio de amostragem (119A, ... 119N) para amostrar o valor da intensidade (I1A, I3N) medida; e
   • - pelo menos um elemento de computação (123A,... 123N) para calcular a energia elétrica (E,) para cada fase da dita corrente escoando no condutor secundário (42A, ..., 46N) correspondente, o elemento de computação sendo conectado a pelo menos um segundo dispositivo (62A, ..., 62N) correspondente e incluindo um radiorrecep-tor (80A 80N) e um meio receptor de mensagem para receber a primeira mensagem (M1), cada elemento de computação (123A, .... 123N) sendo configurado para calcular um valor para a energia elétrica (Ej), durante o determinado periodo de transmissão (Ptransmission), com base no dito conjunto de dados contido na primeira mensagem (M1),e nas amostras da intensidade associadas com o determinado periodo de transmissão (Ptransmission). caracterizado pelo fato de que o meio de determinação de tensão (106) é configurado para determinar o dito conjunto de dados, com base em um coeficiente de correção (σi), associado com o determinado periodo de transmissão (Ptransmission). o coeficiente de correção (σi) sendo, para cada fase, uma função de um valor representativo da tensão (Ui) apenas para cada periodo de tensão (Pvoltage) correspondente, em que o dito valor representativo é maior do que um valor de limiar (ε) predeterminado.
2. Sistema (20), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o coeficiente de correção (σi) satisfaz, para cada fase, a seguinte equação:

   

   na qual:
   i é um indice da fase correspondente;
   k é um indice do periodo de tensão (Pvoltage). com k compreendido entre 1 e K, K sendo igual ao número de períodos de tensão (Pvoltage) que ocorrem durante um período de transmissão (Ptransmission);
   k0 é o índice de um período de tensão, selecionado de entre os vários períodos de tensão (Pvoltage);
   kmax é o número de períodos de voltagem, para os quais o valor do módulo do componente fundamental da decomposição da série de Fourier da tensão é maior do que o valor de limiar predeterminado ε, durante o período de transmissão (Ptransmission); e
   ‖Ui,j,k‖, e ‖,Ui,j,k0‖ representam, respectivamente, o módulo do componente fundamental da decomposição da série de Fourier da tensão para a fase, tendo um índice i, eo período de tensão tendo um índice k, e, respectivamente, o período de tensão selecionado tendo o indice k0.
3. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dito conjunto de dados de pelo menos um valor variável representativo tem vários coeficientes reais e imaginários de uma decomposição da série de Fourier da tensão medida.
4. Sistema (20), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a energia elétrica (Ej) satisfaz, para cada fase, as seguintes equações:

   

   nas quais:
   i é um índice da fase correspondente;
   j é uma linha da decomposição da série de Fourier, com j entre 1 e J, J sendo igual ao número de linhas da dita decomposição, o componente fundamental correspondente à linha que é igual a 1;
   k é um índice do período de tensão (PVOltage) correspondente, com k entre 1 e K, K sendo igual ao número de períodos de tensão (Pvoltage) que ocorrem durante um período de transmissão (Ptransmission); e
   Pi,j,k representa a energia ativa para a fase tendo o índice i, os coeficientes reais e imaginários da linha j e o período de tensão tendo o índice k.
5. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o meio de determinação de tensão medida (106) é, alem disso, configurado para determinar, para cada fase, um desvio angular (αi), com base em uma relação para pelo menos um período de tensão (PVOltage), a relação sendo igual ao coeficiente imaginário do componente fundamental (ImUi,1,k) de uma decomposição da série de Fourier da tensão pelo dito período de tensão (Pvoltage) dividido pelo coeficiente real do dito componente fundamental da tensão (ReUi,1,k), e o elemento de computação (123A, .... 123N) é configurado para calcular um valor para a energia elétrica (Ei) com base, além do mais, no desvio angular (αi).
6. Sistema (20), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o desvio angular (αi) é determinado, para cada fase, por meio das seguintes equações:

   

   isto é,

   

   com

   

   nas quais:
   i é um índice da fase correspondente;
   k é um índice do período de tensão (Pvoltage). com k compreendido entre 1 e K, K sendo igual ao número de períodos de tensão (Pvoltage) que ocorrem durante um periodo de transmissão (Ptransmission); e
   Ui,1,k representa o componente fundamental da tensão para a fase tendo o índice i e o periodo de tensão tendo o índice k.
7. Sistema (20), de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que os coeficientes reais e imaginários primários de uma decomposição da série de Fourier da tensão medida são calculados por meio das seguintes equações, para cada periodo de tensão tendo um indice compreendido entre 3 e K, o periodo de tensão selecionado tendo um índice igual a 2;
   ReUi,j,k = cos(j × αi) x ReUi,j,k-1- sin(j x ai) x ImUi,j,k-1
   ImUi,j,k= cos(j × α1) x ImUi,j,k-1, + sin(j×α1) × ReUi,j,k-1
   e em que os coeficientes reais e imaginários primários de uma decomposição da série de Fourier da tensão medida são calculados por meio das seguintes equações, para o periodo de tensão tendo um índice (k) igual a 1;
   ReUi,j,1 = cos(-j×α1)×ReUi,j,2 - sin(-j × α1) x lmUi,j,2
   ImUi,j,1= cos(-j x a1) x ImUi, j, 2 + sin(-j × αi)× ReUi,j,2
8. Cabine elétrica, caracterizada pelo fato de que compreende:

   • - um painel (16) incluindo pelo menos um condutor elétrico de saída primário (34, 36, 38) e pelo menos um condutor elétrico de saída secundário (42A, .... 46N), cada condutor de saída secundário (42A, ..., 46Ν) sendo conectado eletricamente a um condutor de saida primário (34, 36, 38) correspondente, os condutores de saida (34, 42A, 42B 38, 46A, 46B, ..., 46N) tendo uma tensão alternada; e
   • - um sistema computacional (20) para calcular a energia elétrica (Ei) de uma corrente escoando em cada condutor de saída secundário (42A46N), caracterizado pelo fato de que o sistema computacional (20) está de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores.
9. Subestação transformadora (10) para transformação de uma corrente elétrica, tendo uma primeira tensão alternada, em uma corrente elétrica, tendo uma segunda tensão alternada, caracterizada pelo fato de que inclui:
   uma cabine elétrica de acordo com a reivindicação 8, um painel de entrada (14) incluindo pelo menos um condutor elétrico de entrada (24A, 26A, 28A, 24B, 26B, 28B), configurado para ser conectado a uma rede elétrica (12), o condutor elétrico de entrada tendo a primeira tensão alternada, o painel (16) da cabine elétrica formando um painel de saída, em que os condutores de saída (34, 42A, 42B, .... 38, 46A, 46Β 46N) correspondentes têm a segunda tensão alter-nada; e
   um transformador elétrico (18) conectado entre o painel de entrada (14) e o painel de saída (16), o transformador (18) sendo configurado para transformar a corrente, tendo a primeira tensão alternada, na corrente, tendo a segunda tensão alternada.
10. Processo para calcular a energia elétrica (Ei) de uma corrente escoando em pelo menos um condutor elétrico secundário (42A, 44A, 46A, 44B, 46B, ..., 42N, 44N, 46N), o condutor secundário (42A, ..., 46N) sendo conectado eletricamente a um condutor elétrico primário (34, 36, 38), o condutor primário (34, 36, 38) e cada condutor secundário (42A, .... 46N) tendo substancialmente a mesma tensão alternada, a corrente alternada tendo pelo menos uma fase, o processo incluindo as seguintes etapas de:

    • - (a) medida (21), por meio de um primeiro dispositivo (60), da tensão (U1, U2, U3) da corrente escoando no condutor primário (34, 36, 38), amostragem do valor da voltagem (U1, U2, U3) medida, determinação (220) de um conjunto de pelo menos um valor variável, representativo da tensão medida, o dito conjunto de dados sendo determinado com base no valor da tensão medida durante um determinado período de transmissão (Ptransmissíon). com a primeira mensagem contendo o dito conjunto de dados, e transmissão, após um período de transmissão (Ptransmissíon). de uma primeira mensagem, o período de transmissão (Ptransmissíon) correspondente a vários períodos de tensão (Pvoltage), o periodo de tensão (PVOltage) sendo igual ao inverso da frequência da tensão alternada (U1, U2, U3);
    • - (b) medida (330), por meio de um segundo dispositivo (62A, ..., 62N), da intensidade (I1, I3N) da corrente escoando no condutor secundário (42A, ..., 46N) correspondente, e amostragem do valor da intensidade (I1,..., I3N) medida; e
    • - (c) cálculo (340), por pelo menos um elemento de compu- tação (123A, ..., 123N), da energia elétrica (Ei) para cada fase da dita corrente escoando no condutor secundário (42A, 46N) correspon- dente, o elemento de computação sendo conectado a pelo menos um segundo dispositivo (62A, 62N) correspondente, e incluindo um ra- diorreceptor (80A, .... 80N) e o meio receptor de mensagem, para receber a primeira mensagem (M1), o cálculo da energia elétrica (Ei) sendo conduzido com base no dito conjunto de dados contido na primeira mensagem (M1), e amostras da intensidade associada com o determinado periodo de transmissão (Ptransmisston). caracterizado pelo fato de que, durante a etapa (a), o dito conjunto de dados é determinado com base ainda em um coeficiente de correção (α1) associado com o determinado periodo de transmissão (Ptransmission), o coeficiente de correção (σ) sendo, para cada fase, uma função de um valor representativo da tensão (Ui) apenas para cada periodo de tensão correspondente, em que o dito valor representativo é maior do que um valor de limiar (c) predeterminado.

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