Sincronismo de Horário Aplicado nos Sistemas de Medição de Energia

Sincronismo de Horário Aplicado nos Sistemas de Medição de Energia

4 de janeiro de 2019 0 Por Enéas Cardoso

Os equipamentos eletrônicos, na atualidade, estão cada vez mais conectados entre si estabelecendo redes de comunicação. A informação precisa e volumosa, a troca de dados entre instituições e usuários – a Internet presente no cotidiano das pessoas, a Internet das Coisas – transformando a indústria, a velocidade da notícia e da sua abrangência global o imediatismo da sociedade de consumo e um sem número de fatores que caracterizam o mundo moderno criaram a necessidade de referenciais de tempos precisos e confiáveis. Sistemas que possibilitam o sincronismo de horário são necessários para que as redes se mantenham funcionando em sintonia, portanto, torna-se cada dia mais necessário nas diversas atividades, sobretudo nas que envolvem o uso de alta tecnologia.

O Sistema de Posicionamento Global, mais conhecido pela sigla GPS (em inglês global positioning system), é um mecanismo de posicionamento por satélite que fornece a um receptor móvel a sua posição, assim como o horário, sob quaisquer condições atmosféricas, a qualquer momento e em qualquer lugar na Terra – desde que o receptor se encontre no campo de visão de três satélites GPS (quatro ou mais para precisão maior). Encontram-se em funcionamento dois desses sistemas: o GPS americano e o GLONASS (versão russa do GPS). Outros dois sistemas que ainda estão em implantação são: o Galileo da União Europeia que estará plenamente operacional a partir de 2020 e o Compass ou também chamado Beidou-2, da República Popular da China, que terá em órbita, até 2020, 35 satélites.

O sistema americano foi declarado totalmente operacional em 1995. Seu desenvolvimento custou 10 bilhões de dólares. Consiste numa “constelação” de 24 satélites. Os satélites GPS, construídos pela empresa Rockwell, foram lançados entre fevereiro de 1978 (Bloco I) e 6 de Novembro de 1985 (o 29º). Cada um circula a Terra duas vezes por dia a uma altitude de 20.200 quilômetros e a uma velocidade de 11.265 quilômetros por hora, de modo que, a qualquer momento, pelo menos 4 deles estejam “visíveis” de qualquer ponto da Terra. Os satélites têm a bordo relógios atômicos e informações adicionais como os elementos orbitais de movimento e um conjunto de estações de observação terrestres.

O receptor não precisa ter um relógio de alta precisão, entretanto deve ser suficientemente estável. O receptor capta os sinais de quatro satélites para determinar as suas próprias coordenadas e ainda o tempo. Então, o receptor calcula a distância a cada um dos quatro satélites pelo intervalo de tempo entre o instante local e o instante em que os sinais foram enviados (esta distância é chamada pseudodistância). Descodificando as localizações dos satélites a partir dos sinais de micro-ondas de uma base de dados interna.

A comunidade científica utiliza o sistema de posicionamento global pelo seu relógio altamente preciso, já que durante experiências científicas de coleta de dados, pode-se registar com precisão de microsegundos (0,000001 segundo) quando a amostra foi obtida. Naturalmente, a localização do ponto onde a amostra foi recolhida também pode ser importante. Agrimensores diminuem custos e obtêm levantamentos precisos mais rapidamente com o GPS. Unidades específicas têm custo aproximado de 3.000 dólares e precisão de 1 metro, mas existem receptores mais caros com precisão de 1 centímetro. A coleta de dados por estes receptores é mais lenta.

Guardas florestais, trabalhos de prospecção e exploração de recursos naturais, geólogos, arqueólogos, bombeiros, são enormemente beneficiados pela tecnologia do sistema. O GPS tem-se tornado cada vez mais popular entre ciclistas, balonistas, pescadores, ecoturistas, praticantes de vôo livre e paraglider ou por aventureiros que queiram apenas orientação durante as suas viagens. Com a popularização do GPS, um novo conceito surgiu na agricultura: a agricultura de precisão. Uma máquina agrícola dotada de receptor GPS armazena dados relativos à produtividade em um dispositivo de memória que, tratados por programa específico, produz um mapa de produtividade da lavoura. As informações permitem também optimizar a aplicação de correctivos e fertilizantes.

Não somente as aplicações de posicionamento global são beneficiadas pelos mecanismos de GPS, há outros sistemas que fazem uso da tecnologia de sincronismo de horário – em razão da disponibilidade dos relógios atômicos embarcados nos satélites de GPS – que tornam possível a obtenção de horário preciso e uma escala de tempo sincronizada com o UTC (Tempo Universal Coordenado). O GPS, por definição, não diverge do UTC mais do que 1μs; na prática, o erro não passa de algumas dezenas de nano segundos. Os sistemas de medição de energia e de telemedição são um bom exemplo da função de sincronismo de horário permitida a partir do uso do GPS. Os dispositivos destes sistemas, neste caso, os medidores de energia, recebem sinais de sincronismo de horário por receptores acoplados as eles. Estes sistemas exigem uma assinatura de tempo consistente e confiável para fornecer o monitoramento em tempo real e a geração de relatórios precisos. A importância de se ter medidores de energia sincronizados é, sobretudo, manter a confiança, a segurança e o registro de dados de medição estabelecendo uma rede de medidores com referência de tempo local muito precisa. A implementação de sincronismo de tempo por GPS reflete diretamente nas apurações das medições que são enviadas à CCEE e aprecidas pelo ONS, além de melhor qualificar os dados memória de massa dos dispositivos.

Sistemas de Medição para Faturamanto de Energia (SMF), quando sincronizados por GPS, impactam positivamente e diretamente no Banco de Dados das distribuidoras, aprimorando os métodos de fatura, protegendo o consumidor contra cobranças indevidas, penalidades sobre estouro da demanda e taxação dos reativos. Sistemas de Medição local sincronizados por GPS auxiliam evitando problemas quando o sincronismo é feito de maneira remota ou com ajustes manuais dos relógios dos medidores (interferência humana). E, por fim, aumentam sobremaneira a confiabilidade nos pontos de medição de QEE (Qualidade da Energia).

A Metrum Equipamentos de Medição & Testes Ltda. desenvolveu uma tecnologia de sincronização de tempo com a criação do GPS-ION-P, que foi projetado e construído para trabalhar com a família de medidores de energia ION Schneider ou qualquer outro tipo de medidor que possua porta IRIG-B. O GPS-ION-P recebe sinais dos 24 satélites GPS disponíveis, a fim de calcular um tempo exato e distribuí-lo por meio de código de tempo IRIG-B, sinal PPS (pulso por segundo) ou RS-232/485 (TrueTime) com intervalo de supressão ao medidor ION. Assim, permite o controle de consumo de energia elétrica e salva dados de medição de forma eficiente.

O GPS-ION-P é um gerador de sinais IRIG-B ou Time Code que fornece uma fonte de código de tempo e informações de dados muito estável e precisa. O GPS-ION-P recebe a informação de tempo de referência de relógios atômicos de satélites GPS e, a partir desses sinais, gera códigos de tempo que são sincronizados com prazo inferior a 10 microssegundos de UTC (Tempo Universal Coordenado). O GPS-ION-P fornece horário local (offsets de horas de -11 a +12 horas – incluindo deslocamento de meia hora e horário de verão) que podem ser configurados por chaves DIP. O GPS-ION-P gera IRIG-B em formato modulado ou não-modulado (por largura de pulso codificado) em kHz. Todos os formatos de IRIG-B Time Code transportam informações de tempo e calendário em BCD (Binary Coded Decimal) também carregam calendário anual / data e informações de fuso horário nas funções de controle (CF), conforme definido pela especificação IEEE 1344.

O módulo GPS-ION-P apresenta um calendário exclusivo para concessionárias de energia elétrica que garante uma distribuição consistente e exata em toda a rede de energia. Com o GPS-ION-P as concessionárias de energia podem operar com melhores dados, maior eficiência e assegurada consistência.

Para saber mais acesse: https://memt.com.br/sincronismo-de-horario/