Cap. 14 - Medicao de Demanda

7/26/2019 Cap. 14 - Medicao de Demanda

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Cap. 14 Medio de Demanda

Universidade Federal de Itajub - UNIFEIDisciplina ELE505 Medidas Eltricas

Prof. Fernando Belchior Junho/2014

Cap. 14 Medio deDemanda

Universidade Federal de Itajub UNIF I

Prof Dr Fernando Nunes Belchior

fnbelchior@hotmail com

fnbelchior@unifei edu br


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CONDIES GERAIS DE FORNECIMENTO

DE ENERGIA ELTRICA


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a potncia mdia durante um intervalo qualquer de tempo, medida por aparelhointegrador (medidor de demanda). No Brasil este intervalo de tempo adotado comosendo de 15 minutos.

DEMANDA

Em uma conta de energia eltrica, a demanda aparece com o seu valor expresso em

quilowatt (kW).Ex.: Consideremos uma indstria na qual durante 15 minutos, ou parte dele, estiveram

em funcionamento os seguintes equipamentos:

um motor de 12 (kW) durante 10 minutos;



um fomo de 30 (kW) durante 12 minutos;

sistema de iluminao de 50 (kW) durante 15 minutos;

sistema de ar condicionado de 10 (kW) durante 15 minutos.

Nesses 15 minutos, qual ser o consumo de energia eltrica da indstria ?


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Nesses 15 minutos a indstria teve um consumo de energia eltrica dado por:

DEMANDA

A demanda nestes 15 minutos ser dada por:

um motor de 12 (kW) durante 10 minutos;um motor de 15 (kW) durante 6 minutos;um motor de 20 (kW) durante 15 minutos;um fomo de 30 (kW) durante 12 minutos;sistema de iluminao de 50 (kW) durante 15 minutos;

sistema de ar condicionado de 10 (kW) durante 15 minutos.

10 6 15 12 15 15

Consumo kWh =12. + 15. + 20. + 30. + 50. + 10.60 60 60 60 60 60

Consumo=29,5 kWh

Consumo kWhDemanda kW =

Intervalo de tempo h

29,4Demanda= =118 kW

0,25


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MXIMA a demanda de maior valor verificada durante um certo perodo. Assim, setivermos, por exemplo, os seguintes valores para a demanda (cada uma durante 15minutos):1ovalor - D1= 30 [kW]; 2ovalor - D2= 20 [kW]; 3 valor - D3= 35 [kW]4 valor - D4= 20 [kW]

Demanda mxima = 35 [kW]

DEMANDA MXIMAe MDIA

MDIA a relao entre a quantidade de energia eltrica consumida durante um certoperodo de tempo, em kWh, e o nmero de horas do mesmo perodo.

Assim, no exemplo dado no item anterior, temos para um perodo de 1 hora o seguinte

valor para a demanda mdia: 30.0,25 + 20.0,25 + 35.0,25 + 20.0,25Demanda Mdia=

0,25 + 0,25 + 0,25 + 0,25

Demanda Mdia=26,25 kW


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Durante o ano temos 7 meses de 31 dias, 4 meses de 30 dias e 1 ms de 28 dias.Calculando o nmero de horas destes meses e dividindo o resultado por 12,encontraremos o nmero de horas de um ms mdio:

DEMANDA REGISTRADAe CONTRATADA

Demanda Contratada - o valor de demanda pela qual a concessionria se compromete,por meio de um contrato, colocar a disposio do consumidor pelo tempo que vigorar omesmo. Por outro lado, o consumidor tem que pagar esta demanda, mesmo que no ause em sua totalidade.

Assim, em um ms de 730 horas temos 730 x 4, ou seja, 2.920 intervalos de 15 minutos.Em cada um destes intervalos teremos um valor para a demanda. A mxima destasdemandas, durante este perodo considerado para o faturamento pela concessionriade energia eltrica, ser a demanda registrada.

7 x 31 x 24 + 4 x 30 x 24 + 1 x 28 x 24Ms Mdio = = 730 horas

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Para fins de faturamento de consumidores do Grupo A (tenso igual ou superior a 2,3kV, exceto rurais e sazonais), a componente de demanda cobrada pela concessionriaser a maior dentre os seguintes valores:

1. Com a finalidade de estabelecer tarifas diferenciadas, a ANEEL (Agncia Nacional deEnergia Eltrica) divide os consumidores de acordo com o nvel de tenso da seguinte

forma:Grupo A - para consumidores ligados em tenso igual ou superior a 2,3kV;Grupo B - para consumidores ligados em tenso inferior a 2,3kV.

Os consumidores do grupo A so ainda subdivididos em subgrupos:

DEMANDA FATURADA

Subgrupo A1 A2 A3 A3a A4 AS

Nvel deTenso

230 kV88 kV a138 kV

69 kV30 kV a44 kV

2,3 kV a25 kV

< 2,3 kVsubterrneo


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2. Alm da parte relativa a demanda (em kW), os consumidores do Grupo A pagamtambm o valor consumido de energia eltrica (em kWh). Esta a chamada TarifaBinmia.

DEMANDA FATURADA

A fatura de energia de um consumidor do grupo A composta, na sua totalidade, dosseguintes elementos:

Demanda (kW);

Consumo (kWh);O emprstimo compulsrio ou imposto nico;Ajuste, se houver, por baixo fator de potncia.

Tarifa Binmia = Tarifa de Demanda + Tarifa de Consumo


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Existem aparelhos que combinam a medio da demanda e dos kW/hconsumidos. O eixo do disco aciona mecanicamente eindependentemente 2 dispositivos registradores:

um dispositivo com engrenagens e respectivos ponteiros domostrador, atravs dos quais so medidas e somadas as rotaes dodisco, em kW/h da energia consumida;

um dispositivo de engrenagens e transmisses que, trabalhando em

conjunto com um pequeno motor, soma as rotaes do disco durantecada intervalo de 15 minutos em termos de kW de demanda.

MEDIDOR DE DEMANDA TIPO MECNICO


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(1) ponteiro de arrasto (preso ao disco 03);

(2) ponteiro indicador de demanda mxima(preso ao mesmo eixo do disco D3);

(3) parafuso sem fim;

(4) disco;

(5), (6) molas;

(7) alavanca.

MEDIDOR DE DEMANDA TIPO MECNICO


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DEMANDA

Antigamente, no havia estmulo, sob o ponto de vista custo/kWh, paraum consumidor industrial fugir do horrio de ponta do sistema eltrico das 17:00as 22:00 horas. Podemos tambm definir perodo mido (de dezembro de um anoat abril do ano seguinte) e perodo seco (de maio at novembro) onde ocorremmaiores e menores precipitaes de gua, respectivamente.

Ofornecimento de energia eltrica no perodo seco, por estar associadoa um maior risco de dficit, tende a ser mais oneroso concessionria do que operodo mido. Como consequncia destes fatos, o governo estabeleceu a Tarifahoro-sazonal, que nada mais do que a aplicao de preos diferenciados para ademanda e o consumo de energia de acordo com a hora do dia e o perodo doano. Com estes preos diferenciados, o consumidor poder reduzir suasdespesas com energia eltrica utilizando pouca demanda no horrio de ponta eotimizando seu consumo no perodo seco.


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REGISTRADOR DIGITAL PARA TARIFAO DIFERENCIADA (RDTD)

Pode-se estabelecer 4 segmentos horo-sazonais onde so atribudospreos diferenciados para a demanda de potncia e

o consumo deenergia:

horrio de ponta (P) em perodo seco;

horrio de ponta (P) em perodo mido;

horrio fora de ponta (FP) em perodo seco;

horrio fora de ponta (FP) em perodo mido.


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Os registros dos valores das demandas e consumos nos horrios de ponta e fora deponta, bem como nos perodos seco e mido, so feitos atravs do Registrador Digital paraTarifao Diferenciada (RDTD), ou similares, que instalado pela concessionria.

O RDTD um equipamento eletrnico, com capacidade para captar, registrar, exibire manter disponveis as informaes necessrias para o acompanhamento do consumo deenergia eltrica e possibilitar desta forma a aplicao das tarifas diferenciadas. umequipamento que possui um microprocessador para o seu controle: atualizao do relgio-calendrio, reconhecendo feriados, sbados e domingos, gerenciamento de sua memria dedados, etc.

Os medidores de energia fornecem as grandezas necessrias que so registradaspelo RDTD. Atravs de um mostrador digital com vrios dgitos e indicadores, o consumidorpode acompanhar as informaes armazenadas em memria e informaes sobre o perododa tarifao vigente:



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Os dois primeiros dgitos so utilizados para identificao da funo (energia ativa, demanda, energia reativa,tenso, etc.) e os outros representam as leituras dos valores destas funes.

Para obtermos as grandezas eltricas, os valores mostrados devem ser multiplicados por constantesespecficas. Assim, se tivermos, por exemplo, uma leitura de energia ativa total (cdigo 03) no mostrador com osdgitos 03 729742 devemos multiplicar o valor 729742pela constante (por exemplo 30) onde encontraremos:

ENERGlA ATlVA TOTAL = 729.742 x 30 = 21.892.260 KWhSe no perodo anterior a leitura foi: 03 681 742, ento:

ENERGlA ATlVA TOTAL = 681.742 x 30 = 20.452.260 KWhA diferena entre estes dois valores representa o consumo de energia no perodo considerado.



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Curva de Carga do Sistema (dia til)

TARIFAO HORO-SAZONAL

Conceituao e Objetivos


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Comportamento do Consumo/Demanda de Energia ao Longo do Ano

Curva A representa a disponibilidade mdia de gua nos mananciais a ser represado nosreservatrios das UHEs(Usinas Hidreltricas);Curva B - representa o comportamento mdio do mercado de energia eltrica a nvel nacional.


i id d d l d j b


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A finalidade da atribuio de preos diferenciados se justificaprincipalmente por motivos originados no sistema eltrico,

tendo em vista a necessidade de:

Estimular o deslocamento de parte da carga para horriosem que o sistema eltrico estiver menos carregado;

Orientar o consumo de energia para perodos do ano em

que houver maior disponibilidade de gua nosreservatrios das usinas.


U i id d F d l d I j b UNIFEI


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A mdio e longo prazo, a entrada no sistema

eltrico de novos consumidores acarretar menores

investimentos unitrios, j que a consequenteliberao da capacidade de atendimento, oriunda do

deslocamento da carga e consumo, poder ser usada

no suprimento do novo mercado.


U i id d F d l d It j b UNIFEI


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DEFINIES:

1Horrio de Ponta (P);

2

Horrio Fora de Ponta (FP);

3Perodo Seco;

4Perodo mido;

5Segmentos Horo-Sazonais;

6Tarifa de Ultrapassagem.




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Consumidor do Grupo A

So aqueles atendidos em tenso de fornecimento igual ou superior a 2,3

kV ou ligados em baixa tenso em sistemas de distribuio subterrneos

mas considerados, para efeito de faturamento, como de alta tenso.

ESTRUTURAS TARIFRIAS

1 Tarifa Convencional Demanda de Potncia (kW) (contratada menor que 300kW)

a) um preo nico

Consumo de Energia (kWh)

a) um preo nico




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2 Tarifa Azul

Demanda de Potncia (kW)

a) um preo para a ponta (P);

b) um preo para fora de ponta (FP).


a) um preo para a ponta (P) em perodo mido;

b) um preo para fora de ponta (FP) em perodo mido;c) um preo para a ponta (P) em perodo seco;

d) um preo para fora de ponta (FP) em perodo seco.


Uni e sidade Fede al de Itaj b UNIFEI


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3 Tarifa Verde

Demanda de Potncia (kW)

a) um preo nico.


a) um preo para a ponta (P) em perodo mido;

b) um preo para fora de ponta (FP) em perodo mido;c) um preo para a ponta (P) em perodo seco;

d) um preo para fora de ponta (FP) em perodo seco.


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CONDIES DE APLICAO DAS TARIFAS1Tarifa Convencional

2Tarifa Azul

3Tarifa Verde

CONTRATAO

1 Condies para Definio dos Valores de Demandas

Contratadas na Tarifa AzulDevem ser observadas as seguintes condies, na

fixao das demandas dos vrios segmentos horo-

sazonais:




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A demanda contratada para o segmento fora de ponta do perodo

mido no poder ser inferior aos valores fixados de 50 kW;

As demandas contratadas para o horrio de ponta (P) do perodo

seco ou mido no podero ser superiores s demandascontratadas para o horrio fora de ponta (FP) dos respectivos

perodos;

As demandas contratadas para o horrio de ponta (P) e fora de

ponta (FP) de um perodo seco no podero ser superiores s

respectivas demandas contratadas no perodo mido.

Contratao da Tarifa Azul




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3Ultrapassagem de Demanda Contratada


Universidade Federal de Itajub - UNIFEI


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MEDIODEMAIS CONDIES DE FORNECIMENTO

FATURAMENTO

1Faturamento da DemandaCritrios e Expresses de Clculo

Tarifa Convencional

Onde:FD o valor em reais relativo ao faturamento da demanda;

Dfat a demanda faturvel;

TD a tarifa de demanda.

fatFD D TD




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Tarifa Azul

Onde:

FD o valor em reais relativo ao faturamento da demanda;

Dfatp a demanda faturvel no horrio de ponta;

TDp a tarifa de demanda de ponta;

Dfatfp a demanda faturvel no horrio fora de ponta;

TDfp a tarifa de demanda fora de ponta.

p fpfat p fat fpFD D TD D TD





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Tarifa Verde

Onde:


Dfat a demanda faturvel;TD a tarifa de demanda

fatFD D TD

Contratao da Tarifa Verde




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2 Aplicao de Tarifa de Ultrapassagem ( cobrada apenas

quando a demanda medida ultrapassa em mais de 10% a

Demanda Contratada). O valor cobrado se refere a 2 (duas)

vezes o valor da tarifa originalmente cobrada.

Tarifa Convencional

Tarifa Azul

p fpd dFD F F




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Universidade Federal de Itajub UNIFEIDisciplina ELE505 Medidas Eltricas


a) Ponta

Onde:Fdp o valor em reais relativo ao faturamento da demanda no

segmento de ponta;

DCp a demanda contratada no horrio de ponta;

TDp a tarifa de demanda de ponta;DMp a demanda medida no horrio de ponta;

TUp a tarifa de ultrapassagem para o segmento de ponta.

pd p p p p p

F DC TD DM DC TU




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b) Fora de Ponta

Onde:

Fdfp o valor em reais relativo ao faturamento da demanda no segmento

fora de ponta;

DCfp a demanda contratada no horrio fora de ponta;TDfp a tarifa de demanda fora de ponta;

DMfp a demanda medida no horrio fora de ponta;

TUfp a tarifa de ultrapassagem para o segmento fora de ponta.

fpd fp fp fp fp fp

F DC TD DM DC TU




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Tarifa Verde

Onde:


DC a demanda contratada;

TD a tarifa de demanda;DM a demanda medida;

TU a tarifa de ultrapassagem.

FD DC TD DM DC TU




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3Faturamento de Consumo

Tarifa Convencional

Onde:

FC o valor em reais relativo ao faturamento de consumo;C o consumo medido durante o ciclo de faturamento;

TC a tarifa de consumo.

FC C TC




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Tarifa Azul

Onde:

FC o valor em reais relativo ao faturamento de consumo total;

Cp o consumo medido no horrio de ponta, durante o ciclo de

faturamento;

TCp a tarifa de consumo no horrio de ponta;

Cfp o consumo medido no horrio fora de ponta, durante o ciclo de

faturamento;

TCfp a tarifa de consumo no horrio fora de ponta.

p p fp fpFC C TC C TC




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Tarifa Verde

Onde:FC o valor em reais relativo ao faturamento de consumo total;

Cp o consumo medido no horrio de ponta, durante o ciclo de

faturamento;

TCp a tarifa de consumo no horrio de ponta;Cfp o consumo medido no horrio fora de ponta, durante o ciclo de

faturamento;

TCfp a tarifa de consumo no horrio fora de ponta.

p p fp fpFC C TC C TC




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U e s dade ede a de tajub UDisciplina ELE505 Medidas Eltricas


4Total de Importe de Fornecimento

5Fator de Potncia

I FD FC




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jDisciplina ELE505 Medidas Eltricas





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EXEMPLO DE CLCULO

1Sem Reprogramao de Carga

1.1Situao Original do Consumidor

Componentes Valores Tpicos

Demanda (kW) 490Consumo (kWh) 154.000




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1.2Planilha de Levantamento de Cargas e Horrios de Funcionamento




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1.3Levantamento das Demandas e Consumos na Ponta e Fora de Ponta




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Quadro Para Levantamento de Consumo Dirio




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Disciplina ELE505 Medidas Eltricas


Total da Demanda e do Consumo Dirio

Componentes Valores

Demanda (kW)Ponta 440

Fora de Ponta 490

Consumo (kWh) Ponta 22*900 = 19.800Fora de Ponta

22*6.100 =134.200


Considerando 22 dias teis no ms



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1.4 Clculo dos Faturamentos (Contas)

Tarifa Convencional

TD = 4,47/kW;

TC = 0,06547/kWh.

Calculando-se:

FTC = 490*4,47 + 154.000*0,06547FTC = R$ 12.272,68


DEMANDA CONSUMO



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Tarifa Azul

TDp = 11,81/kW;

TDfp= 3,94/kW;

TCp = 0,075086/kWh;TCfp= 0,03506/kWh.

Calculando-se:

FTA = 440*11,81 + 490*3,94 + 19.800*0,075086 + 134.200*0,03506

FTA = R$ 13.318,75


DEMANDA

CONSUMO



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Tarifa Verde

TD = 3,94/kW;TCp= 0,34827/kWh;

TCfp = 0,03506/kWh.

Calculando-se:FTV = 490*3,94 + 19.800*0,34827 + 134.200*0,03506

FTV= R$ 13.531,40


DEMANDA

CONSUMO



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Pode-se observar, mantida a situao original, a melhor opo recai

sobre a Tarifa Convencional que proporcionar economia de 7,9% de

gastos em relao Tarifa Azul e 9,3% em relao Verde.

Tarifa Faturamento

Convencional R$ 12.272,68Azul R$ 13.318,75

Verde R$ 13.531,40

Quadro Resumo dos Resultados




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2Com Reprogramao de Carga

2.1Premissas2.2Planilha de Levantamento de Cargas e Horrios de Funcionamento


Universidade Federal de Itajub - UNIFEIi i li 0 did l i


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2.3 Levantamento das Demandas e Consumos naPonta e Fora de Ponta


Universidade Federal de Itajub - UNIFEIDi i li ELE505 M did Elt i


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1 Reprogramao de Carga




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Valores de Conta com Nova Situao

Componentes Valores


Fora de Ponta 490

Consumo (kWh)Ponta 9.900

Fora de Ponta 144.100

Tarifa FaturamentoConvencional R$ 12.272,68

Azul R$ 10.088,10

Verde R$ 10.430,62




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3Com Nova Programao de Carga

3.1Premissas3.2Planilha de Levantamento de Cargas e Horrios de Funcionamento




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3.3Levantamento das Demandas e Consumos na Ponta e Fora de Ponta




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2 Reprogramao de Carga




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Valores de Conta com Nova Situao

Componentes Valores


Fora de Ponta 490

Consumo (kWh)Ponta 6.600

Fora de Ponta 147.400

Tarifa FaturamentoConvencional R$ 12.272,68

Azul R$ 11.137,01

Verde R$ 9.397,03




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Consumidor do Grupo BSo aqueles atendidos em tenso de fornecimento inferior a 2,3 kV.

ESTRUTURAS TARIFRIAS

1

Tarifa Branca (exceto para baixa renda B1 e B4) Consumo de Energia (kWh) SISTEMA QUE SER OPO

a) Tarifa em Horrio de ponta; DO CONSUMIDOR EM 3 ANOS.

b) Tarifa em Horrio intermedirio;

c) Tarifa em Horrio fora de ponta.

2 Tarifa ConvencionalSistema Atual Consumo de Energia (kWh)

a) nica Tarifa




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CURVAS DE CARGA TPICAS



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CURVAS DE CARGA TPICAS



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Clientes Residenciais e Rurais

DEMANDA ENERGIA

(R$/kW) (R$/kWh)

A3a (30 kV a 44 kV)R$ 47,41

R$ 0,16531

A4 (2,3 kV a 25 kV) R$ 47,55 R$ 0,16531

AS (Subterrneo) R$ 84,60 R$ 0,16531

Valores CEMIG

Tarifas do Grupo A (Modalidade Convencional)



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Valores CEMIG

Tarifas do Grupo A (Modalidade THS Verde)

TARIFA HORO-SAZONAL VERDE

ENERGIA (R$/kWh)

PONTA PONTA F. PONTA F.PONTA

SUBGRUPO

SECA

UMIDA

SECA

UMIDA

A3a (30 a 44 kV) R$ 1,32047R$ 1,29547R$ 0,16290R$ 0,14839

A4 (2,3 a 25 kV) R$ 1,32445R$ 1,29945R$ 0,16290R$ 0,14839

AS (Subterrneo) R$ 1,36464R$ 1,33964R$ 0,16290R$ 0,14839



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Valores CEMIG

Tarifas do Grupo A (Modalidade THS Verde)

TARIFA DE ULTRAPASSAGEM - HORO-SAZONAL VERDE

DEMANDA

SUBGRUPO (R$/kW)

A3a (30 a 44 kV) R$ 29,14

A4 (2,3 a 25 kV) R$ 29,18

AS (Subterrneo) R$ 30,62

TARIFA HORO-SAZONAL VERDE DEMANDA

SUBGRUPO (R$/kW)

A3a (30 a 44 kV) R$ 14,57

A4 (2,3 a 25 kV) R$ 14,59

AS (Subterrneo)

R$ 15,31



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Valores CEMIG

Tarifas do Grupo A (Modalidade THS Azul)

TARIFA HORO-SAZONAL AZULDEMANDA (R$/kW) DEMANDA (R$/kW)

SUBGRUPO PONTA F. PONTA

A2 (88 a 138 kV) R$ 28,12 R$ 6,54

A3 (69 kV) R$ 39,92 R$ 10,70

A3a (30 a 44 kV) R$ 45,61 R$ 14,57

A4 (2,3 a 25 kV) R$ 45,78 R$ 14,59




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Valores CEMIG


TARIFA HORO-SAZONAL AZUL ENERGIA (R$/kWh)


SECA UMIDA SECA UMIDA

A1 (230 kV ou mais) R$ 0,00000 R$ 0,00000 R$ 0,00000 R$ 0,00000

A2 (88 a 138 kV)

R$ 0,26135

R$ 0,23634

R$ 0,16290

R$ 0,14839A3 (69 kV) R$ 0,26135 R$ 0,23634 R$ 0,16290 R$ 0,14839

A3a (30 a 44 kV) R$ 0,26135 R$ 0,23634 R$ 0,16290 R$ 0,14839

A4 (2,3 a 25 kV) R$ 0,26135 R$ 0,23634 R$ 0,16290 R$ 0,14839

AS (Subterrneo) R$ 0,26135 R$ 0,23634 R$ 0,16290 R$ 0,14839



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Valores CEMIG


TARIFA DE ULTRAPASSAGEM - HORO-SAZONAL AZUL DEMANDA (R$/kW)


A2 (88 a 138 kV) R$ 56,24 R$ 13,08

A3 (69 kV) R$ 79,84 R$ 21,40

A3a (30 a 44 kV)

R$ 91,22

R$ 29,14

A4 (2,3 a 25 kV) R$ 91,56 R$ 29,18




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Consumidor do sub-grupo A4, ao perodo seco, encontre a melhor opo para tarifaoconvencional, verde ou azul. vlido destacar que a parcela de ultrapassagem cobrada apenasquando a demanda medida ultrapassa a Demanda Contratada acima dos limites de tolerncia (10%).

DCp = 500 kW; DCfp= 1.000 kW;DMp = 570 kW; DMfp= 1.120 kW;CMp = 34.200 kWh; CMfp= 630.362 kWh.

CONSIDERAR AS TARIFAS DA CEMIG.



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Obrigado pela ateno !!

FIM

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