O que é e como funciona um medidor de energia elétrica?

O que é e como funciona um medidor de energia elétrica?

29 de abril de 2022 0 Por Rafael Ciríaco

A eletricidade está presente na sociedade há vários anos e o seu uso é indispensável para diversas tarefas de nosso dia a dia e ela tem um custo. A energia que chega nas nossas casas, empresas, shoppings, entre outros locais, é mensurada em Wh (ou mais comumente em seus múltiplos: kWh e MWh), mas para medir essa energia são empregados os medidores de energia. Entretanto, você sabe o que é e como funciona um medidor de energia elétrica?

Para disponibilizar a energia elétrica para o usuário final é necessário realizar diversos processos. No Brasil, o setor elétrico é dividido em três principais atividades: geração, transmissão e distribuição. Contudo, cada uma dessas atividades é realizada por uma empresa que precisa ser remunerada pelo serviço prestado. Essa remuneração acontece por diversos fatores, como:

  • Disponibilidade da energia elétrica;
  • Qualidade da energia elétrica;
  • Quantidade de energia elétrica que flui pelo sistema de sua responsabilidade.

O que é um medidor de energia elétrica?

O medidor é um dispositivo que mede a quantidade de energia elétrica consumida por uma unidade de consumo. Existem basicamente dois tipos de medidores de energia elétrica, o medidor eletrônico e o medidor eletromecânico. Além disso, eles podem variar entre medidores monofásicos, bifásicos e trifásicos – cada apresenta características específicas.

A FIG. 1, que está logo abaixo, apresenta um diagrama lógico dos locais típicos de instalação dos medidores no sistema elétrico. É importante ressaltar que os medidores podem ser instalados em outros pontos de interesse, sempre que se deseja medir a quantidade de energia elétrica que flui neste ponto.

Figura 1 – Locais típicos da instalação de medidores no sistema elétrico de potência

Como os medidores funcionam?

O princípio básico de funcionamento dos medidores de energia elétrica é realizar a medição das grandezas elétricas elementares: tensão (V) e corrente (I). Então, a partir disso, realizar operações matemáticas com essas grandezas para chegar em outras grandezas de interesse. Na tabela abaixo, você pode ver as equações de grandezas calculadas a partir da tensão e da corrente medida.

Tabela 1 – Equações de grandezas calculadas a partir da tensão e da corrente

Os sinais de tensão e corrente são conectados ao medidor por meio de seus terminais (FIG. 2) e o processo de medição e de cálculos ocorre internamente pelo campo magnético (medidores eletromecânicos) ou digitalmente (medidores eletrônicos).

Figura 2 – Terminais para conexão dos sinais de tensão e corrente

 

Como os medidores são classificados?

Os medidores podem ser classificados devido as diferentes características que cada um possui – veja na FIG. 3 um resumo dessas características. É importante ressaltar que as caixas em vermelho são de modelos que normalmente não são encontrados no mercado.

Figura 3 – Classificação dos medidores. Itens em vermelho não são geralmente encontrados no mercado

  • Eletromecânicos: a medição é realizada por meio do campo magnético gerado pela corrente que circula pelo medidor.
  • Eletrônicos: a medição é realizada transformando o sinal analógico (tensão e corrente) em digital. Assim, os cálculos são realizados com os valores amostrados.
  • Medição direta: o medidor é conectado diretamente ao circuito medido. Suporta correntes elevadas chegando até 200 A. Aplicado apenas em circuitos de baixa tensão.
  • Medição indireta: o medidor é conectado ao circuito medido por meio de transformadores de potencial e corrente. Suporta correntes menores que os medidores de corrente direta, tipicamente 1 ou 5 A, com valores máximos de 20 A.
  • Monofásico: eles realizam a medição de circuitos com apenas uma fase. Aplicação é tipicamente residencial.
  • Bifásico: eles realizam a medição de circuitos com duas fases. Aplicação é residencial e comercial.
  • Trifásico: eles realizam a medição de circuitos com três fases. Aplicação é em grandes comércios e indústrias.

Como é o processo de medição?

O processo de medição não é perfeito, portanto, existem erros envolvidos na medição. As normas brasileiras que regem o funcionamento dos medidores de energia elétrica (RTM 493 de 10/12/2021 e RTM 587 de 05/11/2012) estabelecem erros máximos admissíveis para cada tipo de medidor. Para os medidores eletromecânicos são estabelecidas as classes 1 e 2, que permitem erros, respectivamente, de 1% e 2%. Para os medidores eletrônicos são estabelecidas as classes A, B C e D que permitem erros, respectivamente, de 2%, 1%, 0,5% e 0,2%.

 

Neste artigo, foram apresentados os conceitos básicos para o funcionamento dos medidores de energia elétrica, os locais típicos de instalação, as classes de erro, entre outros pontos relevantes sobre os equipamentos.

Primeiramente porque sem os medidores de energia elétrica não seria possível a relação entre as empresas como é feita hoje: as faturas de energia elétrica variam em dezenas de reais (pequenos consumidores residenciais) até dezenas de milhões de reais (grandes consumidores industriais). Portanto, considerando o grande volume financeiro envolvido é imprescindível o uso de medidores de energia elétrica confiáveis e com erros baixos.

 

Metrum

A Metrum atua com uma linha completa de medidores de energia elétrica que atendem as diferentes necessidades de medição. Por exemplo, os medidores eletrônicos de medição indireta e trifásicos da linha ION, eles possuem baixíssimo índice de falha e classe de exatidão de 0,1%, superior ao exigido pela legislação brasileira.