PT101985B

PT101985B - Sistema de controle de electricidade com pre-pagamento

Info

Publication number: PT101985B
Application number: PT101985A
Authority: PT
Inventors: Alain Gilot
Original assignee: Schneider Electric Sa
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1997-03-21
Publication date: 1998-12-31
Also published as: PT101985A; AU711801B2; ZA972540B; GB2311641B; FR2746942B1; AU1662297A; FR2746942A1; GB9704051D0; GB2311641A

Description

INSTITUTO NACIONAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

DIRECÇÃO DE SERVIÇOS DE PATENTES

FOLHA DO RESUMO

' PATINV. MOD.UTI. MOO. 1N0 DES. IND. ΊΌΡ. SEM1C.

a □ □ □ □

N.°l ICM Q S__I I___10 nata rin pedido- 0

Requerente(s) 0) : (Nome e Morada)

SCHNEIDER ELECTRIC SA

Código Postal I__I__I__I—I I----------------------------1 francesa, 40, Avenue André

Morizet - F 92100 Soulogne Billancourt, França

Inventores (.72)

Alain Gilot, França

NÃO PREENCHER AS ZONAS SOMBREADAS

Reivindicação de prioridadeís) (0
Data do pedido	Pais de Origem	N? de pedido
29/03/96	F rança	9604277

Epígrafe: (0

Sistema de controlo de electricidade com pré-pagamento

Figura (para interpretação do resumo)

J

Resumo: (mâx. 150 palavras) (0 presente invento refere-se a um sistema de controlo de electricidade com pré-pagamento, em que é usada pelo circuito de gestão de electricidade, uma chave operacional, compreendendo um índice tarifári o, para decifrar códigos que lhe são tarifário define o valor limite de energia (Pli ) , aplicável à tarifa subscrita.

Quando acontece uma alteração na chave operacional, o índice tarifário é extraído da nova chave e usado para actualizar o valor limite de energia (Pli, Pl). Vários índices tarifários estão associados a um único valor limite de energia. O circuito de gestão controla a abertura de um interruptor, quando a energia fornecida, medida pelo circuito de gestão, é maior que o valor limite de energia. 0 circuito de gestão compreende meios (Ml, F17) para impedir e restaurar a associação entre o índice tarifário e o valor limite

INSTITUTO NACIONAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

DIRECÇÃO DE SERVIÇOS DE PATENTES

FOLHA DO RESUMO (Continuação)

CAMPO DAS CESOLAS, 1 I 00 LISSOA

TEL : 883 5 ’ 51/2/ 3 LINHA AZUL 883 10 73

TELEFAX 37 5308

PAT INV. 0	MOD. UTI. □	MOD. IND. □	OES. IND. TOP. SEMIC.	Classificação Internacional (sj)
□	□
N ³ 1		ι____i 5])	DATA DO PEDIDO	____/____	/__ θ

Resumo (continuação) (57) de energia.

O presente invento é aplicável na indústria de aparelhagem de controlo de e1ectricidade para redes de distribuição de electricidade.

ΝΑΟ PREENCHER AS ZONAS SOMBREADAS

p. ς o,;

115

213

MAJ

Memória descritiva

Sistema de controlo de electricidade com pré-pagamento e_ec icidade om eie idade aue se a um sistema pré-pagamento compreendendo meios ce gestão de corrroreendem:

para medir a energia eléctrica fornecida a um utilizador, meios oara chave ooeracional compreendendo informação representativa de um introduzir um código de alteração ca chave comoreende chave ooeracional meios cara armazenar chave operacional, cecirrar código cifrado meio da chave ooeracional armazenada, meios oara armazenar um valor limite de energia.

Sao conhecidos sistemas de controlo de electricidade com ligado a um circuito para medir a electricidade usada e a interruptor ou a um disjuntor para interromper o fornecimento electricidade do utilizador, quando o valor de um crédito armazenado no circuito de gestão e reduzido à a electricidade é consumida, foi gasto. O valor e ser modificado, introduzindo um código de um de de electricidade, pré-pagamento no este código é circuito de gestão. Sm sistemas conhecidos, introduzido por um pequeno teclado ou por meio ce um cartão magnético, ou por meio de uma ficha com microcircuito rónico.

115

2139 MAJ

-2A operação diária destes sistemas pode,

per conseguinte, ser realizada sem que tenha de ser executada qualquer operação no local por um técnico, para ler o consumo eléctrico. Os parâmetros destes sistemas podem também ser fixados por meio de códigos portadores de dados técnicos em vez do crédito de electricidade. Ξ por conseguinte possível modificar as condições de operação técnica destes sistemas, sem ter de se enviar um técnico, e, em particular, para ajustar o nível de energia máximo fornecido Der estes sistemas

O objectivo do invento é melhorar a segurança financeira de um sistema deste género.

Este objectivo é conseguido pelo facto de que os meios de gestão de electricidade compreendem meios para extrair e armazenar o índice tarifário de um código de alteração da chave operacional e meios para determinar e armazenar o valor limite de energia do dito índice tarifário, estando um grande número de índices tarifários associados a um único valor limite de energia.

Ξ assim possível assegurar a segurança financeira de um tal dispositivo, quando o limite de energia fornecida é estabelecido por um código de manobra, sem que um técnico do distribuidor de electricidade necessite de fazer algo, sendo isto feito pelo próprio utilizador final. Existe assim uma coerência entre a energia efectivamente subscrita para a instalação, isto é o tarifário, quando um crédito de electricidade é adquirido pelo utilizador, e o limite de energia efectivamente usado no sistema.

De acordo com um desenvolvimento do invento, os meios de gestão de electricidade compreendem meios para introduzir um código de manobra de impedimento, que compreende informação representativa de um valor técnico de limite de energia, meios para impedir a associação entre o valor limite de energia e o índice tarifário, quando o dito código de manobra de impedimento for introduzido no sistema, meios para usar o valor técnico de

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2139 MAJ

- 3 limite de energia como o valor limite de energia.

L'

Os meios de gestão de electricidade compreendem então, de preferência, meios para introduzir um código de manobra de reposição, meios para eliminar o dito código de impedimento e para determinar o valor limite de energia a partir da chave

operacional, em resposta à entrada reposição.	do có	d i g c de manobra	de
De acordo com uma concretização	pref e	rida, o circuito	de
gestão de electricidade compreende	me ios	para introduzir	um
código de crédito, compreendendo infor	maçao	representativa de	um

crédito de electricidade, meios para armazenar o dite crédito, quando for introduzido o código de crédito, meios para medir a quantidade de electricidade consumida, meios para reduzir o valor de crédito armazenado, de acordo com a quantidade de electricidade consumida, compreendendo o sistema meios de interrupção para interromper o fornecimento de electricidade sob o controlo dos meios de gestão de electricidade, quando o valor do crédito for gasto e quando a energia fornecida é maior que o valor limite armazenado, compreendendo os meios de gestão de energia meios de impedimento para impedir, sob determinadas condições, a interrupção do fornecimento de energia, quando a energia fornecida é maior que o valor limite de energia armazenado.

Outras vantagens e características tornar-se-ão mais claramente evidentes a partir da descrição seguinte de uma concretização ilustrativa do invento, dada apenas como um exemplo não restritivo, e representado nos desenhos anexos, nos quais:

a Figura 1 representa um sistema de controlo de electricidade com pré-pagamento, de acordo com a arte anterior, no qual o invento pode ser implementado, as Figuras 2 a 5 ilustram concretizações particulares _de diagramas de blocos de processamento para a implementação do

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2139 MAJ _ Λ _ invento num sistema de acorde com a figura 1.

C sistema de controlo de electricidade com pré-pagamento da figura 1 compreende um circuito de gestão 1 e um interruntor 2. O interruptor 2 compreende os contactos 3 colocados nas linhas de alimentação de energia LI e L2 , destinadas a fornecer electricidade a um utilizador. A abertura dos contactos 3 é realizada por um relé 4 do interruptor 2, sob o controlo do circuito de gestão 1.

O circuito de gestão 1 compreende um circuito de medida 5 ligado a um circuito de processamento baseado em microprocessador 6 . O circuito de medida 5 pode compreender sensores de corrente, e possivelmente sensores de voltagem, colocados nas linhas LI e L2, sendo o circuito de processamento 6 capaz de calcular a energia eléctrica fornecida ao utilizador e a electricidade consumida. Alternadamente, o circuito de medida 5 pode compreender um contador de electricidade de um cipo conhecido, disposto de um tal modo que meça a electricidade fornecida ao utilizador pelas linhas de alimentação de energia LI e L2

No circuito de gestão 1, o circuito de processamento 6 está legado a uma memória 7, a um circuito de visionamento 8 e a um pequeno teclado 9 . Um balanço de crédito de electricidade C é armazenado na memória 7. 0 circuito de processamento 6 diminui o valor desce balanço de crédito de electricidade de acordo com o valor de electricidade usada W, a informação necessária para medir e/ou calcular a quantidade de electricidade usada, que está a ser fornecida ao circuito de processamento pelo circuito de medida 5 . O valor do balanço de crédito armazenado pode ser modificado por meio de um código introduzido através do pequeno teclado 9 acessível ao utilizador. 0 circuito de visionamento 8 facilita a informação ao utilizador do valor do balanço de crédito armazenado, isto é, o crédito de electricidade remanescente.

Quando o valor do crédito armazenado no circuito de gestão

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2139 MAJ ror gasto, o circuito de processamento 6 opera o relé 4, o qual vai abrir os contactes 3, provocando uma interruDção do fornecimento de electricidade ao utilizador, através das linhas

Em dispositivos conhecidos, a introdução de um crédito é conseguida por meio de um código de crédito. Este código é cifrado para evitar fraudes. O código de crédito compreende, em particular, informação que permite a identificação do circuito de gestão 1 do utilizador, informação essa respeitante ao valor do crédito pago, e informação adicional, destinada a assegurar a segurança da transação com o distribuidor de electricidade. Esta informação adicional indica, em particular, a data de comera ficha de crédito de electricidade, a ligação entre o circuito de gestão e o distribuidor de electricidade.

Ξ, para além disso, também do estado da arte configurar o circuito de gestão através de códigos introduzindo os chamados códigos de manobra. Um dos códigos de manobra possibilita, nomeadamente, a determinação do valor limite de energia do sistema. Na pratica, o código de manobra, o qual é cifrado, compreende informação representativa de um valor limite de energia Pit. Este valor limite de energia Plt é armazenado na memória 7 do circuito de gestão 1, quando a instalação é lançada através da introdução do código de manobra apropriado, por meio do pequeno teclado 9. Este limite pode ser, subsequentemente, modificado pela introdução de um novo código de manobra, por exemplo, quando ocorre uma mudança nas condições de utilização da instalação associadas ao circuito de gestão.

Nos sistemas conhecidos, o circuito de gestão 1 compara a

energia medida P com	o valor	limite Plt	e provoca a	abertura dos
contactos 3 quando P	é maior	que Plt.
Ξ armazenada	uma c h a	ve operac	i o r. a 1 ,	que	compreende

informação representativa do índice tarifário, nc circuito de gestão, quando o sistema é lançado. Esta chave operacional, conhecida do distribuidor de electricidade, é usada para cifrar

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2139 MAJ cs códigos de crédito e os códigos de manobra fornecidos ao utilizador. Quando um código é introduzido no circuito de gestão 1, é decifrado por meio da chave operacional armazenada no circuito. Se a chave armazenada não corresponde à chave usada para cifrar o código, a decifração não pode ocorrer e o código é rejeitado. É então possível limitar a fraude.

Como representado na figura 2, em operação normal, o circuito de processamento o verifica, num estágio Fl, a existência na memória 7 de um crédito de eiectricidade C de um

valor	que nao	é zero.	Se o valor do	crédito	f cr	gasto (C	= 0) ,
er. tão	o c i r c u	i to de	processamento	procede	a	abertura	GO S
contac	tos 3 do	interruptor 2 durante o	estágio	F2 .	Para exec	utar

isto, o circuito de processamento 6 ordena a excitação ao relé 4, o qual abre os contactos 3. Para retomar o seu fornecimento de novo à instalação, o utilizador tem de tornar a fechar o interruptor 2 manualmente. Contudo, o fecho dos contactos antes de um novo crédito de eiectricidade, o qual não deve ser zero, ser introduzido no circuito de gestão 1 por meio de um código de crédito, que conduz automaticamente a que os contactos 3 abram novamente.

Se existir um crédito de eiectricidade C diferente de zero, o circuito de processamento passa para um estágio F3, para medir o valor P da energia fornecida a partir dos valores fornecidos pelo circuito de medida. Logo, num estágio F4, é comparado P com o valor Pl, armazenado anteriormente na memória 7. Se P for maior que Pl, isto é, se a energia medida P exceder o valor limite de energia Pl, o circuito de processamento 6 continua no estágio F2 de abertura dos contactos 3. Alternativamente, a abertura dos contactos pode, neste caso, ser substituída por uma função de desligar a carga sob o controlo do circuito de gestão.

Quando a energia medida P é menor ou igual a Pl, o circuito de processamento passa para um estágio F5 de medição da quantidade de eiectricidade consumida W. Esta quantidade de eiectricidade pode ser calculada pelo circuito de processamento a partir dos valores da corrente, e possivelmente da voltagem,

115 //

213 9 MAJ

-Ί fornecidos pelo circuito de medida 5. Alternaiivamente, o valor W ou valor representativo da electricidade consumida pode ser fornecido ao circuito 6 directamente pelo circuito de medida 5.

Num. estágio F6, o valor do crédito de electricidade armazenado C é então reduzido do valor da electricidade consumida. O crédito restante C pode então ser visionado no circuito de visionamento 8 (estágio F7).

Em dispositivos conhecidos o valer limite de energia Pl

usado nelo sistema,

é o valor limite Plt fornecido ao circuito

de gestão pelo código de manobra.

<·\

Para aumentar	a segurança financeira do sistema, o valor
limite de energia	Pl é ligado ao índice tarifário da chave
operacional usada	pelo circuito de gestão para decifrar os

diferentes códigos.

Esta 1icação

é realizada pelo circuito de gestão e é

actualizada, quando um código de alteração de chave operacional é introduzido no circuito de gestão.

O processamento de um código de alteraçao de chave operacional está, mais parcicularmente, ilustrado na figura 3.

Depois de um estágio F8 de leitura e validação do código, o qual utiliza a chave operacional anterior para decifrar esta última, o circuito de processamento 6 extrai o índice tarifário do código no estágio F9. Então, em FIO o mesmo determina a partir deste índice tarifário e armazena um valor limite de energia Pli, associado ao índice tarifário. Então, em Fll, o mesmo armazena na memória 7 o valor Pli como o valor limite de energia Pl . O valor Pli, extraído da nova chave operacional e ligado ao índice tarifário contido nesta chave, determina assim o valor limite de energia Pl, tido em conta pelo circuito de ges:ao, durante o estágio F4 da figura para interromper o fornecimento de electricidade, se a energia fornecida for superior a Pl. Pode ser introduzido, para mostrar o novo valor

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2139 MAJ

de Pl, um estágio F12 depois do estágio Fll.

Numa concretização preferida o índice tarifário é formado por um código de dois algarismos. O valor limite de energia Pli associado ao índice tarifário é, de preferência, expresso em kVA. Um exemplo, da correspondência entre o índice tarifário e o valor Pli é fornecido pela tabela abaixo:

Pli (kVA) índice de tarifa Número de tarifas associadas

-	10	a	19	10
2	2 0	a	29	10
3	30	a	39	10
4	40	a	49	10
5	50	a	59	10
o	60	a	69	10
7	70	a	79	10
3	80	a	89	10
9	90	a	99	10
13 , 3	00	a	09	10

Ú. 3.

evidente oartir desta tabela cue os vários índices associados a um único valor limite de tarifamos, isto é 10 tariías um único exemplo, uma primeira tarifa pode se que uma segunda tarifa a tarifa normal, é reservada oara agricultores, critério. Cada uma terceira tarifa reservada para gente outras podem ser atribuídas, de acordo com outro uma destas tarifas tem de corresponder a um diferente e a um preço diferente.

Na tabela, o valor limite Pli corresponde ac algarismo das dezenas do índice tarifário, quando o valor limite Pli está compreendido entre 1 e 9 kVA . Por exemplo, para um índice tarifário compreendido entre 50 e 59, o valor limite Pli é igual a 5 kVA.

115

2139 MAJ

exemplo

Introduzindo um código de manobra de impedimento, que compreende a informação representativa de um valor limite de energia récnrco Pio no circuito de gestão pode permitir cue a ligação entre o índice tarifário e o valor limite de energia P1 seja impedida.

r~>

Λ	figura 4 ilustra	o processamento de	um código de
manobra	de impedimento	através do circuito de pr	ocessamento S.
Depois	do estágio F13	de	leitura e validação	do código de
manobra	de impedimento,	um	código Ml, armazenado	pelo circuito,

é ajustado para um primeiro valor predeterminado, 0 na figura 4, durante um estágio F14 . Então, em F15, o valor limite Pio do código de manobra é armazenado como o valor limite de energia P1. Este valor P1 = Plt será, por conseguinte, o valor PI tido em conta pelo circuito de gestão no estágio F4. Pode ser introduzido um estágio F16 de visionamento do novo valor P1 depois do estágio F15.

Tendo em conta o código Ml como está ilustrado na figura 3. E introduzido um estágio adicional F17 entre os estágios FIO e F11, quanto é executado o processamento de um código de alteração de chave operacional. Durante o estágio F17, o circuito de processamento verifica o valor do código armazenado Ml. Se o código Ml tem um segundo valor predeterminado, diferente de 0 na figura 3, o circuito de processamento segue normalmente para o estágio Fll. Se, por outro lado, o código Ml tem o primeiro valor predeterminado, 0 na figura 3, o circuito de processamento curto-circuita o estágio Fll e vai directamente para o estágio F12. Não existe neste caso modificação no valor previamente armazenado Pl, o qual corresponde assim ao último valor Plt introduzido durante o estágio F15.

A introdução de um código de manobra de impedimento

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2139 MA J

-10-	</’ r	.Z' lí
		r
contendo um valor	limite de energia	Plt impede assim	a
associação entre o	valor limite P1 e o	índice tarifário.	0
estágio F17 pode ser	introduzido entre os	estágios F9 e FIO,	ou
respectivamente ent	re F8 e F9, sendo os	estágios FIO e F1	1
respectivamente, F9	a Fll curto-circuitados se Ml = C. Existe

caT.bén neste caso o impedimento da determinação e do armazenamento de Pli, respectivamente, da extracção do índice

Para restabelecer a associação entre o valor limite P1 e o índice tarifário, é proporcionado um código de manobra de restabelecimento para processamento como ilustrado na figura 5.

Depois de um estágio F18 de leitura e validação co código de manobra, o código Ml é .ajustado para o segundo valor predeterminado, 1 na figura 5. Então o valor Pli, o qual foi armazenado durante o estágio FIO na última alteração da chave operacional, é armazenado como valor limite de energia P1. Na concretização alternativa de acordo com a qual o estágio F17 está compreendido entre F9 e FIO, tem de ser adicionado um estágio adicional, correspondente ao estágio FIO de determinação e armazenagem de Pli a partir do índice tarifário, entre os esoágios F19 e F20. Se F17 é introduzido entre F3 e F9, tem de ser adicionado também um estágio de extracção do índice tarifário, correspondente ao estágio F9. Pode ser introduzido um estágio F21 de visionamento do novo valor de PI, depois do estágio F20 . A introdução do código de manobra de renovação torna então possível eliminar o impedimento introduzido, permanentemente, através de um código de manobra de impedimento, que compreende um valor Plt. O circuito de processamento restabelece então a ligação entre P1 e a última chave operacional ou o último índice tarifário considerado pelo sistema.

O circuito de gestão compreende também, de preferência,

me i o s	para impedir	a interrupção	do f	orneeimento de
electr	icidade, quando	a energia fornec	ida P	exceder o valor
limi te	armazenado P1.	Para fazer isto,	como	representado na

θ Ο 115

2139 MAJ

-11figura 2, é introduzido um estágio F22 entre os estágios F3 e F4 . Durante o estágio F22, o circuito de processamento verifica c valor do código M2. Se o código M2 tem um primeiro valor predeterminado, diferente de 0 na figura 2, o circuito de processamento continua normalmente até ao estágio F4. Se, por outro lado, o código M2 tem um segundo valor predeterminado, 0 na figura 2, o circuito de processamento curto-circuita o estágio F4 e vai directamente para o estágio F5. Acontece então o impedimento da interrupção do fornecimento de electricidade, neste caso, quando P é maior que Pl.

código M2 é, de preferência, fornecido ao circuito de ri' gestão por meio de um código de manobra especial. É também possível fornecer meios manuais, tais como microinterruptores para modificar este valor. Naturalmente, neste último caso, estes microinterruptores, não podem estar acessíveis ao utilizador, e o valor de M2 deve apenas ser capaz de ser modificado por um instalador aprovado. Com esta finalidade podem ser usados dispositivos de selagem ou cadeados.

Claims

REIVIND1CACÕES

1 - Sistema de controlo de electricidade ccm oré-pagamento, compreendendo meios de gestão de electricidade (1), que compreende:

- meios (5, 6) para medir a energia eléctrica fornecida a um utilizador,

- meios (9) para introduzir um código cifrado por meio de uma chave operacional compreendendo informação representativa de um índice tarifário,

- meios (9) para introduzir um código de alteração de chave operacional compreendendo informação representativa de uma chave operacional,

- meios (7) para armazenar a chave operacional,

- meios (F8, F13, F18) para decifrar o código cifrado por meio da chave operacional armazenada,

- meios (7) para armazenar um valor limite de energia (Pl), sistema caracterizado por os meios de gestão de electricidade (1) compreenderem meios (F9), para extrair e armazenar o índice tarifário de um código de alteração da chave operacional, e meios (FIO, Fll) para determinar e armazenar o valor limite de energia (Pl, Pli) do dito índice tarifário, estando um grande número de índices tarifários associados a um único valor limite de energia (Pli).

-2/3-

4 - Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o valor limite de energia (Pli, Pl) corresoonder a um algarismo representativo das dezenas do índice tarifário para um valor limite de energia compreendido entre 1 e 9 kVA.

5 - Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o valor limite de energia (Pli, Pl) ser igual ao valor máximo aceitável pelo sistema, quando o índice tarifário está compreendido entre 00 e 09.

6 - Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por os meios de gestão de electricidade (1) compreenderem meios (9) para introduzir um código de manobra de impedimento, que compreende informação representativa de um valor limite de energia técnico (Plt), meios (F14, F17) para impedir a associação entre o valor limite de energia (Pl) e o índice tarifário, quando o dito código de manobra de impedimento for introduzido no sistema, meios (F15) para utilizar o valor limite de energia técnico (Plt) como valor limite de energia (Pl) .

7 - Sistema de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por os meios de gestão de electricidade (1) compreenderem meios (9) para introdução de um código de manobra de renovação, meios (F19, F17, F20) para eliminação do dito impedimento e para determinar o valor limite de energia (Pl) a partir da chave operacional armazenada, em resposta à introdução do código de manobra de renovação.

8 - Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por o circuito de gestão de electricidade (1) compreender meios (9) , para introdução de um código de crédito, que compreende informação representativa de um crédito de electricidade, meios (7) para armazenar o dito crédito, quando o código de crédito for introduzido, meios (5, F) para medir, o valor (W) da electricidade consumida, meios (F6) para reduzir o

80 115

2139 MAJ

2 - Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito índice tarifário ser formado por um código de dois algarismos.

3 - Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o valor limite de energia (Pli, Plt, Pl) ser expresso em

80 115

2139 MAJ kVA.

-3/3 valor (C) de crédito armazenado de acordo com o valor (W) de electricidade consumida, compreendendo o sistema meios de interrupção (2) , para interromper o fornecimento de electricidade, sob o controlo (Fl, F2, F4 ) dos me meios de gestão de electricidade, quando o valor (C) de crédito for gasto e quando a energia fornecida (P) for maior do que o valor limite de energia armazenado (Pl), compreendendo os meios de gestão de electricidade meios de impedimento (M2, F22) para imoedir, em condições predeterminadas, a interrupção (F2) do fornecimento de electricidade, quando a energia fornecida (Pl) for maior do que o valor limite de energia armazenado (Pl) .