1. Considere que em uma determinada instalação a medição de energia é realizada numa entrada com 3 fases e neutro (medição de energia ativa e reativa).
c) Com que finalidade é feita a medição de demanda de potência?

Passo 1

O enunciado nos diz que a medição de energia é feita numa entrada com 3 fases e neutro (medição de energia ativa e reativa). A pergunta (c) é: “Com que finalidade é feita a medição de demanda de potência?”
Informações relevantes dadas:
  • Instalação trifásica com neutro.
  • Medição de energia ativa e reativa já é feita.
  • Precisa-se explicar a finalidade da medição de demanda de potência.

Passo 2

O que é “demanda de potência” (definição clara antes de tudo).
  • Energia é a quantidade total consumida num intervalo e se mede em \text{kWh}.
  • Potência é a taxa instantânea de consumo de energia e se mede em \text{kW} (ativa) ou \text{kVAr} (reativa).
  • A “demanda de potência” é a potência média que a instalação exige da rede durante um intervalo de tempo específico. Matemáticamente, se p(t) é a potência instantânea, a demanda medida numa janela de duração T é
P_{\text{dem}}=\frac{1}{T}\int_{0}^{T} p(t)\,dt.
Expliquei a fórmula: p(t) é a potência em cada instante; integra-se ao longo do intervalo para obter energia e divide-se por T para obter a potência média naquela janela.

Passo 3

Como essa medição é feita na prática (método e janelas típicas).
  • Os medidores comerciais calculam P_{\text{dem}} em janelas como 15 minutos, 30 minutos ou 60 minutos; podem usar janela fixa (cada bloco de 15 min) ou janela deslizante (rolling).
  • A concessionária normalmente registra a maior dessas médias no período de faturamento: a “demanda máxima” que serve para cobrança ou contrato.
  • Em sistema trifásico, a potência total é a soma das potências das fases; o medidor trifásico calcula isso internamente.

Passo 4

Finalidade principal — faturamento e alocação de custo de capacidade.
  • A concessionária cobra não só pela energia ( \text{kWh}) mas também por demanda ( \text{kW} ou \text{kVA}).
  • A razão: infraestrutura (transformadores, linhas, geradores) tem de estar dimensionada para atender o pico, mesmo que esse pico seja breve. Cobrar pela demanda aloca o custo dessa capacidade ao consumidor que provoca o pico.
  • Portanto, medir demanda permite estabelecer a base para tarifas de demanda e para contratos (demanda contratada).

Passo 5

Finalidade técnica — dimensionamento de equipamentos e proteção.
  • O valor da demanda máxima orienta dimensionamento de transformadores, cabos, disjuntores e geradores. Ex.: se a demanda máxima registrada for P_{\max}=200\\ \text{kW}, os equipamentos devem suportar, com margem de segurança, esse valor (ou a correspondente em \text{kVA}).
  • Sem medir demanda, corre-se o risco de subdimensionamento (sobrecargas) ou sobredimensionamento (investimento desnecessário).

Passo 6

Finalidade operacional — gestão de carga e eficiência energética.
  • Medição de demanda permite identificar horários/picos e agir: escalonar processos, ligar cargas em horários diferentes, usar armazenamento ou geradores para reduzir demanda contratada.
  • Isso reduz a fatura se houver cobrança por demanda (ou evita multas por exceder a demanda contratada).
  • Exemplo prático simples: se num intervalo de 15 min se consumiram 3{,}75\\ \text{kWh}, então a demanda naquele intervalo é
P_{\text{dem}}=\frac{3{,}75\\ \text{kWh}}{0{,}25\\ \text{h}}=15\\ \text{kW}.
Mostrar esse cálculo breve ajuda a entender a diferença entre energia e demanda.

Passo 7

Finalidade regulatória e de contrato — controle de penalidades e conformidade.
  • Medição de demanda permite verificar cumprimento da demanda contratada; se o consumidor ultrapassa a demanda contratada, há normalmente cobrança extra ou penalidade.
  • Também serve para definir modalidades tarifárias (tarifa horária, demanda reativa, necessidade de correção do fator de potência).

Passo 8

Relação com potência aparente e reativa (porque o enunciado menciona que se mede ativa e reativa).
  • Para fins de dimensionamento muitas vezes se usa a potência aparente
S=\sqrt{P^{2}+Q^{2}},
onde P é potência ativa e Q potência reativa. O medidor pode registrar demanda em \text{kW}, em \text{kVAr} e/ou em \text{kVA}.
  • Cobranças por reativa ou penalidades por baixo fator de potência existem porque Q aumenta o S exigido da rede mesmo sem consumir energia ativa.

Passo 9

O que responder num exame (resumindo o que mostrar para tirar ponto).
  • Defina demanda de potência e escreva a fórmula média (mostrando entendimento).
  • Explique que medem em janelas (ex.: 15 min) e que usam a maior média para faturamento.
  • Liste finalidades: faturamento (cobrança por capacidade), dimensionamento de equipamentos, gestão de carga/eficiência, controle contratual e penalidades, e apoio à correção do fator de potência.
  • Dica: se tocar em trifásico, diga que é soma das fases e que também se considera S=\sqrt{P^{2}+Q^{2}} para dimensionamento.

Resposta

A medição de demanda de potência é feita para determinar a potência média exigida pela instalação em janelas de tempo (ex.: 15 min), sendo usada principalmente para (1) faturamento e cobrança pela capacidade/peaks (alocar custo da infraestrutura), (2) dimensionamento de transformadores, cabos e proteções, (3) gestão operacional e redução de picos (planejar corte/escalonamento/armazenamento) e (4) controle contratual e aplicação de penalidades ou tarifas relacionadas ao fator de potência e à demanda máxima.

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