Projeto de um sistema não invasivo de detecção de inconformidades em ligações de medidores de energia

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Astini, Lucas Amorim Salvador, 1992-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Medidores elétricos
Detecção de anomalias
Microcontroladores
Energy meters
Anomaly detection
Microcontrollers
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/14926
Resumo: Orientador: Leandro Tiago Manera
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spelling Projeto de um sistema não invasivo de detecção de inconformidades em ligações de medidores de energiaDesign of a non-invasive system for detecting nonconformities in energy meter connectionsMedidores elétricosDetecção de anomaliasMicrocontroladoresEnergy metersAnomaly detectionMicrocontrollersOrientador: Leandro Tiago ManeraDissertação (mestrado) – Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Muitos clientes, incluindo residenciais e grandes empresas, recorrem a meios ilegais, como o furto de energia, na tentativa de reduzir seus gastos com eletricidade. Isso causa prejuízos financeiros para as companhias de energia, que precisam repassar essas perdas através de aumentos nas tarifas, afetando negativamente os clientes que pagam suas contas regularmente. Além disso, o roubo de energia pode resultar em problemas na qualidade e estabilidade do fornecimento de energia, tendo como consequências: sobrecargas, curto-circuitos, rompimentos de cabos e até incêndios. Assim, o objetivo deste trabalho é demonstrar a viabilidade da detecção de furtos de energia elétrica através de um método não intrusivo baseado na comparação dos valores das correntes lidas nos fios provenientes dos postes e das saídas dos medidores, além da análise dos ângulos de cada fase nas entradas dos medidores. Para isso, foram projetados um sistema e um aplicativo web (utilizando as linguagens HTML, Javascript e CSS), que se comunicam por meio de conexão Wi-Fi. O sistema é composto por microcontroladores modelo ESP32, responsáveis pelas medições das correntes, realizadas através de um transformador de corrente, e das tensões, através de transformadores. Os dados obtidos são então processados utilizando a biblioteca EmonLib, que calcula a tensão RMS, corrente RMS e o fator de potência para cada uma das fases. Os microcontroladores também executam um servidor web programado para responder requisições do tipo GET, enviando assim os valores das medições em formato JSON para o aplicativo, onde são exibidos. Além de exibir os os valores de corrente, tensão e ângulo de fases enviados pelos microcontroladores, o aplicativo também executa um algoritmo de detecção de fraudes utilizando os dados obtidos pelos microcontroladores. Nos testes realizados, o sistema demonstrou a viabilidade para medir e comparar as correntes nas linhas de transmissão (poste) e na saída do medidor de energia, apresentando pequenas variações de até 60 mA (durante os testes de validação). Os testes demonstraram que medições na faixa de 1,1 A a 15 A forneceram resultados dentro de uma margem de erro de 1% e 3,8% com relação a referência (alicate amperímetro) nos diversos testes realizados, comprovando assim a precisão do sistema, e portanto, sua eficiência na identificação de fraudesAbstract: Many customers, including residential and large companies, resort to illegal means, such as electricity theft, in an attempt to reduce their electricity expenses. This causes financial losses for energy companies, which need to pass on these losses through tariff increases, negatively affecting customers who pay their bills regularly. Additionally, electricity theft can result in issues with the quality and stability of the power supply, leading to overloads, short circuits, cable breakages, and even fires. Therefore, the objective of this work is to demonstrate the viability of detecting electricity thefts through a non-intrusive method based on the comparison of the values ??of the currents read in the wires coming from the poles and the outputs of the meters, in addition to the analysis of the angles of each phase in the inputs of the meters. For this, a system and a web application (using HTML, Javascript and CSS) were designed, which communicate through a Wi-Fi connection. The system is made up of ESP32 model microcontrollers, responsible for measuring currents, carried out through a current transformer, and voltages, through transformers. The obtained data are then processed using the EmonLib library, which calculates the RMS voltage, RMS current and power factor for each of the phases. The microcontrollers also run a web server programmed to respond to GET requests, thus sending the measurement values ??in JSON format to the application, where they are displayed. In addition to displaying the current, voltage and phase angle values ??sent by the microcontrollers, the application also runs a fraud detection algorithm using the data obtained by the microcontrollers. In the tests carried out, the system demonstrated the viability to measure and compare the currents in the transmission lines (pole) and in the output of the energy meter, presenting small variations of up to 60 mA (during the validation tests). The tests showed that measurements in the range of 1.1 A to 15 A provided results within a margin of error of 1% and 3.8% in relation to the reference (ammeter clamp) in the various tests performed, thus proving the accuracy of the system, and therefore, its efficiency in identifying fraudsMestradoEletrônica, Microeletrônica e OptoeletrônicaMestre em Engenharia ElétricaCNPQ130088/2021-8[s.n.]Manêra, Leandro Tiago, 1977-Barreto, GilmarCampos, Marcel VelosoUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASAstini, Lucas Amorim Salvador, 1992-20232023-09-27T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (82 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/14926ASTINI, Lucas Amorim Salvador. Projeto de um sistema não invasivo de detecção de inconformidades em ligações de medidores de energia. 2023. 1 recurso online (82 p.) Dissertação (mestrado) – Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: 20.500.12733/14926. Acesso em: 29 set. 2025.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1373008https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1373008Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2025-07-16T12:49:51Zoai::1373008Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2025-07-16T12:49:51Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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