A Inteligência de Borda Potencia a Transformação Digital dos AIS CTs: Compatível com Redes Tradicionais e Inteligentes para Novos Sistemas de Energia

I. Contexto do Projeto
Com as crescentes exigências do Novo Sistema de Energia em termos de precisão de monitoramento dinâmico, compatibilidade de equipamentos e inteligência de dados, os tradicionais Transformadores de Corrente (TCs) de Ar Isolado (AIS) necessitam urgentemente de transformação digital para alcançar as seguintes inovações:

Conflito de Compatibilidade: Necessidade de suportar simultaneamente subestações analógicas tradicionais e subestações digitais.
Garrafa de Precisão: Precisão insuficiente de sincronização da Unidade de Medição de Fasor (PMU), restringindo a análise de processos dinâmicos.
Inundação de Dados: A transmissão de valores amostrados brutos ocupa mais de 90% da largura de banda do canal.

II. Solução Técnica Central

1. Arquitetura de Interface de Saída Dual-Modo

Modo de Saída	Parâmetros Técnicos	Cenário de Aplicação
Analógico Tradicional	5A/1A, Classe de Precisão 0.2S	Dispositivos de proteção, acesso a medidores mecânicos
Saída Digital	IEC 61850-9-2 LE Valores Amostrados (SV), 4000 Hz	Unidade de Fusão (UF), análise centralizada PMU

Inovação: Utiliza design de dupla bobina isolada magneticamente, evitando interferência de sinais digital/analogic, alcançando erro total < ±0.1%.

2. Sistema de Sincronização de Tempo em Microsegundos (μs)

3. Terminal Inteligente de Computação de Borda
* Configuração de Hardware:
* Processador dual-core ARM Cortex-M7 @ 480MHz
* 128KB SRAM + 4MB Flash de armazenamento
* Funções de Análise Local:
* Cálculo da Taxa de Distorção Harmônica (THD) (±0.2% de precisão quando THD ≤ 1.5%)
* Análise de desequilíbrio trifásico (Tempo de resposta < 20ms)
* Extração de características de onda de carga (Razão de compressão 7:1)
* Otimização de Transmissão de Dados: Apenas envia dados de características, reduzindo o uso de largura de banda em 70%.

III. Caminho de Implementação da Transformação

Plano de Implementação Tri-Fase para Transformação Digital

Fase	Atividade	Linha do Tempo, Esforço (Trimestre-Pessoa)
Reforma na Camada de Dispositivos	Substituição de TCs Tradicionais	2025 Q1, 6qp
	Implantação de Rede de Fibra Óptica	2025 Q2, 4qp
Atualização na Camada de Sistema	Acesso a Dados UF	2025 Q3, 3qp
	Configuração de Computação de Borda	2025 Q4, 2qp
Aplicações Avançadas	Monitoramento Dinâmico PMU	2026 Q1, 4qp
	Previsão de Carga com IA	2026 Q2, 6qp

(qp = unidade de esforço trimestre-pessoa)

IV. Benefícios Técnicos e Econômicos

Indicador	Antes da Reforma	Depois da Reforma	Melhoria
Dimensões de Aquisição de Dados	6 parâmetros	27+ características	350% de aumento
Precisão de Sincronização PMU	10 μs	0.8 μs	12.5x de melhoria
Volume de Transmissão de Dados	12 Mbps/unidade	3.6 Mbps/unidade	70% de redução
Tempo de Resposta para Diagnóstico de Falhas	300 ms	45 ms	85% de melhoria

Cálculo de Retorno do Investimento:

Custo de Reforma por Baia: ¥48,000
Economia Anual com Manutenção: ¥18,000
Economia com Evitação de Expansão de Capacidade: ¥50,000 (período de 3 anos)
Período de Retorno Estático: 2.7 anos < Meta de 3 anos

V. Cenários de Aplicação Típicos

Ponto de Conexão à Rede de Planta de Energia Renovável

Captura flutuações de segundo nível na produção de energia eólica/solar.
Aciona automaticamente o SVG (Gerador de VAR Estático) em caso de violação harmônica.