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Title:
SYSTEM AND DEVICES FOR THE POWER-GRID INTEGRATED MONITORING AND CONTROLLING OF BANKS OF CAPACITORS AND VOLTAGE REGULATORS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/183644
Kind Code:
A1
Abstract:
This patent pertains to the field of parameter management and automatic control of banks of capacitors and voltage regulators in power grids, regulation of the power factor in power grids, protection and safety of grid protection devices during short-circuits and reconnection after scheduled or unexpected disconnections, monitoring and control via the cloud at various points of the power grids, and the creation of the necessary conditions for transforming usual power grids into smart grids. The object of the present invention is the optimisation of the power factor in a more balanced manner throughout the grid, lengthening the service life of capacitors and devices for protecting the grid against short-circuits, shortening grid unavailability times and reducing the need for and the frequency of maintenance of grid reconnecting devices, using information on the voltage measured at various points of the grid, with pre-programmed parameters and smart grid or intelligent grid intelligence level, with signal inputs that allow monitoring both voltage and current in all three phases of the grid, having its own "no break" and operating the banks of capacitors in fine syntony with the local and momentary needs of the grid, connecting or disconnecting the grid in stages. It comprises communication ports for simultaneously receiving and sending information to the voltage regulator, acting through a single voltage controller for all three phases of the power grid, and capable of communicating via wires or preferably, wirelessly over the internet, the cloud or radiofrequency in dedicated channels.

Inventors:
DE ARAÚJO ADILSON NOGUEIRA (BR)
DE CARVALHO ALOISIO PEREIRA (BR)
Application Number:
PCT/BR2015/000071
Publication Date:
November 24, 2016
Filing Date:
May 15, 2015
Export Citation:
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Assignee:
DE ARAÚJO ADILSON NOGUEIRA (BR)
DE CARVALHO ALOISIO PEREIRA (BR)
International Classes:
H02J3/16; G05F1/70; H02P13/06
Foreign References:
CN104242309A2014-12-24
Other References:
KROK , M.J ET AL.: "A Coordinated Optimization Approach to Volt/VAr Control for Large Power Distribution Networks", AMERICAN CONTROL CONFERENCE (ACC, 2011, San Francisco, CA, pages 1145 - 1150, XP032035326, ISBN: 978-1-4577-0080-4, [retrieved on 20110629]
ZAKARIAZADEH, A ET AL.: "Real Time Volt/Var Control Using Advance Metering Infrastructure System in FAHAM Project'", ELECTRICITY DISTRIBUTION (CIRED 2013), 22ND INTERNATIONAL CONFERENCE AND EXHIBITION ON. PUBLISHED BY IET., vol. 213, pages 10 - 13, XP055331265, ISBN: 978-1-84919-732-8
ULUSKI, R.W: "VVC in the Smart Grid Era", POWER AND ENERGY SOCIETY GENERAL MEETING, 2010, Minneapolis, MN, pages 1 - 7, XP031985721, ISBN: 978-1-4244-8357-0
Attorney, Agent or Firm:
DE MAGALHÃES, Luiz Claudio (BR)
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Claims:
REIVINDICAÇÕES

SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA, destinado a otimização da tensão e do fator de potência de forma mais equilibrada em toda a rede, preservando a vida útil de capacitores e dos equipamentos de proteção da rede contra curtos-circuitos, diminuindo o tempo de indisponibilidade das redes e a necessidade e frequência de manutenção dos equipamentos religadores da rede, utilizando informações sobre tensões medidas em vários pontos da rede, caracterizado por abrigar prévia programação, parametrizada, com inteligência do nível "smart grid", ou de rede inteligente, possuir entradas de sinais que permitem monitorar tanto a tensão quanto a corrente de todas as três fases das redes, possuir "no break" próprio e ainda por operar os bancos de capacitores em sintonia fina com as necessidades momentâneas e locais da rede, conectando ou desconectando o banco de capacitores da rede, em estágios; por possuir portas de comunicação que permitem a recepção e o envio simultâneo de informações para o regulador de tensão, o qual atua através de apenas um controlador de tensão para todas as três fases da rede elétrica, podendo comunicar-se de forma "wired" ou, preferentemente, "wireless", por internet, em nuvem, ou radiofrequência de canais próprios; e ainda pelo fato do banco de reguladores de tensão (1 1), estabilizar a tensão em seu valor nominal e fato do sistema trabalhar com bancos de capacitores de vários estágios (7 A).

SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o equipamento fechará as chaves do primeiro estágio do banco de capacitores, no caso da tensão medida ser inferior a tensão parametrizada, acarretando uma elevação da tensão nas fases do alimentador, onde a tensão medida pode ser o valor de apenas uma fase ou a média entre as três.

3. SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo envio de um comando ao banco de reguladores de tensão (14) para que este aumente o nível de tensão até um limite pré- programado em caso do sistema avaliar que é melhor a retirada de reatância capacitiva do sistema.

4. SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA

INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado pelo fato de ao ser detectado que é necessária a introdução de mais potência reativa capacitiva, outro estágio de capacitores pode ser conectado e a operação é toda repetida até se obter o melhor fator de potência da rede que são possíveis.

5. SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação , caracterizado pelo fato de ter após a saída trifásica (4) e ao longo de seu trajeto de distanciamento da subestação, vários bancos de reguladores de tensão (5) serem colocados em segmentos da rede, os quais têm seus próprios sensores medidores de tensão (16).

6. SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado ainda por possuir três sensores de tensão (16) e três sensores de corrente (17) e transformadores de tensão para adequar a tensão da rede e ainda uma unidade lógica programável (19), manualmente ou à distância pelo sistema de intercomunicação (20).

7. SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado ainda por possuir a função de determinação da sequência de fase em que estão ligados os reguladores de tensão em reiação aos bancos de capacitores.

Description:
SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR

BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA

INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA

Campos desta Patente

Gerenciamento de parâmetros e comando automático de bancos de capacitores e de reguladores de tensão em redes elétricas; - Regulagem de fator de potência em redes elétricas; Proteção e segurança dos equipamentos de proteção das redes em curtos circuitos e religações após desligamentos agendados ou inesperados; Monitoração e comando por "comunicação em nuvem" em vários pontos de redes elétricas; Criação das condições para a transformação de redes elétricas usuais em redes elétricas do tipo "Smart

Grid".

Estado da Técnica

As redes elétricas públicas transmitem corrente alternada em uma frequência determinada - 60 Hz, no caso do Brasil - e todos os equipamentos, tanto da própria rede como os a ela conectados são projetados para a otimização de seus funcionamentos nesta frequência.

São diversos os fatores variáveis que as redes têm que comandar para mantê-los em seus pontos ótimos durante a variação do consumo; estes fatores são totalmente interdependentes, pelas próprias leis do eletromagnetismo; dentre esses fatores, se destacam a tensão, a corrente e o fator de potência.

Trata-se, portanto, da gestão da rede elétrica, focada nesses três fatores, dentro dos limites impostos pelas normas, que, no Brasil, são geridas pela ANEEL

Assim, a tensão tem que ser mantida dentro de limites máximos e mínimos; a corrente varia muito sazonalmente, seja ao correr das horas do dia, dos dias da semana e do ano e depende diretamente da utilização da energia da rede pelos usuários. 0 fator de potência deve ser o mais próximo possível de 1 , ou 100%; como o consumo real é que é tarifado e ele depende do fator de potência, quanto mais alto for o fator de potência, maior é o índice de aproveitamento económico da rede, consoante com seu projeto de instalação.

Às concessionárias compete, por força das normas, manter a "qualidade da rede", isto é, a tensão o mais próximo possível do valor nominal e corrente adequada ao consumo; o fator de potência, a cada ponto da rede de distribuição, deve ser mantido otimízado e isto beneficia todos os usuários e busca punir os malefícios causados à rede por usuários que não zelem pela manutenção do padrão ou que, tenham equipamentos elétricos em desconformidade com as normas.

No Brasil, o fator de potência a ser ofertado pela concessionária e minimamente aceito na conexão dos seus usuários com a rede é de 0,92 ou 92%.

A manutenção da qualidade da rede - tensão correia, corrente disponível e fator de potência elevado - é obtida pela correta gerência dos parâmetros operacionais dos:

1 - transformadores de tensão, isto é, dos transformadores que adequam a tensão das linhas de transmissão que saem das subestações;

2 - reguladores de tensão que aumentam ou diminuem a tensão fornecida aos consumidores para mantê-la o mais próximo possível aos valores nominais e 3 - bancos de capacitores, distribuídos por vários pontos da rede, em função dos consumos locais após os transformadores de tensão.

Naturalmente, como a rede é toda interligada, as condições operacionais de todos seus pontos refletem-se, uns sobre os outros; em outras palavras, um desequilíbrio na rede em um determinado local, bem como suas correções pelos equipamentos citados, se refletem no total da rede, o que, às vezes, pode ser feito de forma negativa, como será relatado oportunamente.

Embora as redes de distribuição sejam projetadas para manter a própria qualidade durante os picos de consumo e antecipar-se ao crescimento do consumo consequente do crescimento económico, o comportamento da rede apresenta vários problemas, típicos das atuais redes de distribuição, "não inteligentes", disponibilizadas na maioria das cidades com numerosos usuários.

Descrição e ilustração das redes de acordo com o atual Estado da Técnica e seus problemas

A Figura 1 ilustra esquematicamente uma rede de distribuição, com os recursos do atual Estado da Técnica; nela vemos a rede (1) na qual a linha de alta tensão (2), chega às subestações (3), de onde a saída trifásica (4) vai aos consumidores (9), através dos reguladores de tensão (5) sendo que, após estes, em vários pontos, cada um dos três poios da rede trifásica se conecta ao banco de capacitores (7), cujos capacitores constituintes, em ocorrência de uma unidade para cada fase, podem ser conectados ou desconectados à rede pelas chaves (8), em função da atuação do analisador e controlador de bancos de capacitores (6), que possui apenas um sensor medidor de corrente e um sensor medidor de tensão e mede somente a tensão e a corrente de uma das três fases da rede trifásica; portanto, os bancos de capacitores (7) atuam sob comando do analisador e controlador de bancos de capacitores (6), o qual, por sua vez, atua em função de valores pré-estabelecidos, em comparação com dados informados pelos sensores medidores de tensão e corrente.

Quando, o analisador e controlador de bancos de capacitores (6), detecta a diminuição ou a elevação de tensão da rede, no primeiro caso, o banco de capacitores (7) é conectado à rede elétrica (1) pelas chaves (8), e efetua o aumento desta tensão e, no segundo caso, desconecta o mesmo.

Entretanto, o regulador de tensão (5), que, também, atua elevando ou diminuindo a sua tensão de saída em função da medição da mesma tensão de saída, pois é aí que está o seu próprio sensor medidor de tensão, tendo sido esta elevada pela conexão do banco de capacitores (7), o acionamento dos reguladores de tensão (5) por sua própria medição, é abortado, pois, o regulador de tensão (5), ao contrário dos bancos de capacitores (7), que têm respostas instantâneas, é um dispositivo de respostas lentas, por volta de 45 a 90 segundos, pois seus atuadores são eletromecânicos.

Esta forma de atuação não faz avaliação do fator de potência da rede e nem consegue exercer controle das perdas técnicas da rede sob comando independente de cada um dos equipamentos - reguladores de tensão (5) e bancos de capacitores (7) - perdas estas que geram prejuízos económicos e que são distribuídas entre todos os consumidores.

Caso haja um curto-circuito, um dos equipamentos de proteção sempre existentes em qualquer rede, chamado de religador, desliga a rede, mas, logo em seguida voltará a ligá-la para manter o fornecimento; como o analisador e controlador de bancos de capacitores (6) não é sensível à atuação do religador, o banco de capacitores (7) não é por ele desconectado da rede; isto faz com que, não só o curto-circuito aconteça so corrente elevada como também, nas tentativas de religação, os religadores podem "entender" que a rede ainda está em curto-circuito, pois recarregar capacitores faz com que a tensão abaixe e a corrente seja alta, o que os religadores "entendem" como presença continuada do curto-circuito, mesmo que ele não esteja mais presente, como nos casos frequentes de queda de galhos sobre os fios da rede, que provocam um curto-circuito de pouca duração e que não continuam a ocorrer uma vez que o galho caia no chão.

Embora com um funcionamento precário os recursos de monitoração, os meios de controle atuais trouxeram muitos benefícios às redes desde a época em que foram instalados, cerca de 1940, mas, trata-se de um Estado da Técnica com recursos cibernéticos primitivos, que se utiliza de recursos pontuais e, em que os equipamentos não dialogam entre si e nem com terceiros e não consistem em um nível elevado de controle sistémico.

Avanços no Estado da Técnica O objeto desta Patente faz avançar o Estado da Técnica de controle, otimização e segurança das redes elétricas, que atua sobre bancos de capacitores, pois:

1 o - utiliza-se de uma nova concepção de hardware que abriga prévia programação, parametrizada, com inteligência do nível "smart grid", ou de rede inteligente, que melhora o nível de tensão e mantém o fator de potência o mais alto possível sob nível de consumo congruente com a potência da rede e permite diminuir as perdas técnicas das redes.

Este hardware possui entradas de sinais que permitem monitorar tanto a tensão quanto a corrente de todas as três fases das redes - utilizando-se de três sensores medidores de tensão e três medidores de corrente, sendo um par destes sensores medidores para cada uma das três fases da rede, diferentemente do sistema preconizado pelo Estado da Técnica, no qual, apenas uma fase é monitorada e cujos valores são generalizados e aplicados às outras duas fases;

2 o - Este hardware possui "no break" próprio para permitir que ele e seus anexos como chaves "liga-desliga" dos bancos de capacitores atuem mesmo sem haver alimentação na rede em que estão colocados e, assim, pode desligar os bancos de capacitores, rapidamente, no caso de curtos-circuitos, diminuindo a gravidade dos mesmos e mantendo o banco de capacitores desconectados das linhas, nos momentos de religações;

3 o - possui inteligência de software implantado em hardware para poder conectar ou desconectar bancos de capacitores em estágios, conforme as análises dos dados colhidos nas três fases monitoradas de forma que, diferentemente do Estado da Técnica, que fornece uma solução do tipo dicotômico - "conectado ou desconectado" - opera os bancos de capacitores em sintonia fina com as necessidades momentâneas e locais da rede, pois, os conecta ou desconecta a rede, em estágios;

4 o - possui portas de comunicação que permitem a recepção e o envio simultâneo de informações para o moderno tipo de regulador de tensão, atualmente utilizado, o qual atua através de apenas um controlador de tensão para todas as três fases da rede elétrica;

5 o - tem abordagem sistémica da rede, pois, pode comunicar-se de forma "wired" ou, preferentemente, "wireless", por internet, em nuvem, ou radiofrequência de canais próprios, com o Sistema de Gerenciamento Geral da rede.

Como resultados das inovações trazidas ao Estado da Técnica pelo objeto desta Patente têm-se:

A. otimização da tensão;

B. otimização do fator de potência e sua consequente diminuição de perdas técnicas;

C. preservação da vida útil de capacitores e dos equipamentos de proteção da rede contra curtos-circuitos;

D. diminuição do tempo de indisponibilidade das redes, com suas consequências económicas sobre os consumidores e o concessionário;

E. diminui a necessidade e a frequência de manutenção dos equipamentos religadores da rede, com redução desses custos.

Ilustrações e funcionamento

As redes elétricas, como descritas na Figura 1 , em suas configurações essenciais, consistem da conjugação de dois equipamentos básicos - reguladores de tensão (5) e banco de capacitores (7) - para a manutenção da tensão nominal da rede durante o maior tempo possível.

Entretanto, o tempo requerido para a atuação efetiva do regulador de tensão

(5) é muito elevado se comparado com o tempo de atuação do banco de capacitores (7), sendo, em média, de entre 45 e 90 segundos, pois, o controle de tensão é monitorado eletronicamente, mas, efetivado por equipamentos eletromecânicos.

Assim, como a operação dos bancos de capacitores (7) é rápida, eles são utilizados para efetuar rápidas alterações na tensão das redes, uma vez que a entrada dos mesmos em operação eleva a tensão, quase instantaneamente. A Figura 2 é uma ilustração esquemática para o entendimento da instalação e do funcionamento sistémico do SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA (10), objeto desta Patente; nela vemos o ponto de entrada (4) da rede elétríca trifásica, oriunda do secundário dos transformadores de tensão (3) como na Figura 1 ; o banco de reguladores de tensão (1 1 ), que atua para estabilizar a tensão em seu valor nominal, a qual tende a diminuir ao longo da rede, devido ao consumo e às perdas nas linhas de distribuição, o banco de capacitores (12) e o conjunto de consumidores (1 3) que utilizam a rede elétrica otimizada pela ação do SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA (10); vemos, também, a seta dupla (1 1 A) que indica o envio de medidas e o recebimento de comandos do banco de reguladores de tensão (1 1 ) para o seu controlador do banco de reguladores de tensão (14), a seta dupla (12A), que indica o envio de medidas e recebimento de comando do banco de capacitores (12) para o SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA (10), a seta dupla ( 0A) que indica a comunicação bilateral entre o SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA (10) e a Central de Gerenciamento da rede elétrica (15) e a seta dupla (10B) que indica a comunicação bilateral entre o objeto desta Patente e o controlador do banco de reguladores de tensão (14).

Da Figura 2 depreende-se que se trata de um sistema e seus equipamentos concebidos para atuar sistemicamente, consistindo em um recurso "smart grid", apoiado em processamento informatizado de dados. A Figura 3 ilustra, esquematicamente, a configuração da aplicação dos medidores de tensão e corrente do SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA (10) às redes; nela vemos os três sensores de tensão (16) e os três sensores de corrente (17), os quais chegam às portas adequadas do SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA (10), sendo que o mesmo possui, também, transformadores de tensão para adequar a tensão da rede e tornar o monitoramento compatível com as tensões de operação de circuitos informáticos.

Através da leitura da amostragem de tensão de cada fase, o SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA (10) mede essas tensões e compara esse valor com um valor de tensão previamente parametrizado em seu software; no caso da média das tensões medidas em cada uma das três fases do sistema trifásico seja menor que a tensão mínima parametrizada, o equipamento fechará as chaves do primeiro estágio do banco de capacitores. A colocação em serviço do primeiro estágio de capacitores acarreta uma elevação da tensão nas fases do alimentador.

Após essa operação o SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA (10) recebe do controlador do banco de reguladores de tensão (14) os dados do sistema elétrico que estão ocorrendo no ponto de operação dos reguladores de tensão, como tensão e corrente nas fases, fator de potência e kVA-reativo; COm esses dados O SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA (10) avaliará se o melhor fator de potência foi atingido ou se um dos estágios de capacitores pode ser retirado para atingir esse objetivo.

Se a avaliação do SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA (10) concluir que é melhor a retirada de reatância capacitiva do sistema, ele envia um comando ao banco de reguladores de tensão (14) para que este aumente o nível de tensão até um limite pré-programado; o banco de reguladores de tensão (14) recebe este comando e realiza a operação de elevação da tensão e comunica ao SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA (10) o fim da operação.

Após o SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA (10) receber a informação do banco de reguladores de tensão (14) que realizou a operação de elevação de tensão retira o excesso de reativo capacitivo do sistema levando o fator de potência ao melhor nível possível.

Ao realizar a operação anterior, pode ocorrer que o SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA (10) detecte que é necessária a introdução de mais potência reativa capacitiva e outro estágio de capacitores pode ser conectado e a operação é toda repetida até se obter o melhor nível de tensão e o melhor fator de potência da rede que são possíveis.

A adoção das médias das tensões das três fases do sistema trifásico, correntes e fator de potência pelo SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA (10) leva a resultados de qualidade de energia mais precisos do que aqueles realizados por apenas amostragem de uma das fases.

A Figura 1 ilustrou a rede elétrica (1) genérica; entretanto, em redes reais, à medida que o alimentador avança, a partir da subestação até o seu término, dois fenómenos vão ocorrendo: - o consumo dos consumidores ao longo da mesma e as perdas técnicas por resistência dos condutores e, ambos tendem a abaixar a tensão.

Além disto, o consumo efetuado sobre a rede trifásica não é igual em cada uma de suas fases, de forma que, o consumo, inclusive o monofásico, tende a abaixar a tensão de forma desigual entre cada uma das fases; assim, quanto mais próximos dos diferentes segmentos das redes, onde acontecem estas ocorrências, as tensões da rede forem corrigidas, melhor será a qualidade da rede.

Na Figura 3 vemos em mais detalhes a rede (1 ), da Figura 1 após a introdução do SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA (10), objeto desta Patente, ilustrado pela Figura 2; nela vemos a subestação (3), cuja saída trifásica (4) tem, ao longo de seu trajeto de distanciamento da subestação, vários bancos de reguladores de tensão (5) colocados em segmentos da rede, os quais têm seus próprios sensores medidores de tensão; vemos também os bancos de capacitores de vários estágios (7A) e seus sensores medidores de tensão (16), que vão ao SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA (10), o qual aproveita as mensurações feitas pelos sensores medidores de corrente (17), efetuadas pelos bancos de reguladores de tensão (5), e fica dispensado de possuir os seus três próprios sensores medidores de corrente (17), que são equipamentos caros e de difícil manutenção e, ao mesmo tempo, pelo fato do objeto desta Patente ser um sistema "smart grid", pode ser escolhido um ponto mais significativo para a otimização da rede para que o mesmo determine sua própria operação comandada pelas medições de tensão efefuadas nestes locais.

Desta forma, com bancos de capacitores de vários estágios (7A) e podendo utilizar informações sobre tensões medidas em vários pontos da rede e sem demandar estes equipamentos próprios, o SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA (10) otimiza a tensão, a corrente e o fator de potência de forma mais equilibrada em toda a rede, mantendo sua qualidade geral e local.

A Figura 4 é um diagrama funcional do SISTEMA E EQUIPAMENTOS PARA MONITORAR E COMANDAR BANCOS DE CAPACITORES E REGULADORES DE TENSÃO DE FORMA INTEGRADA COM A REDE ELÉTRICA (10); nela vemos, o "no break" (18), alimentado diretamente pela rede (R), a unidade lógica programável (19), manualmente ou à distância pelo sistema de intercomunicação (20), por fios ou redes "wireless" de qualquer tipo, suas portas de saída para os bancos de reguladores de tensão (5), para os bancos de capacitores (7) e ou para os bancos de capacitores em estágios (7A) e para o Sistema Controlador Geral da Rede (SCGR); vemos também as conexões com os sensores medidores de tensão (16) e sensores medidores de corrente (17).