INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS - joinville.ifsc.edu.brluis.nodari/Disciplinas/IEI... · Prof. Luís Nodari 3 Revisão •O átomo é composto pelo seu núcleo e a eletrosfera

Prof. Luís Nodari

INSTALAÇÕES ELÉTRICAS

INDUSTRIAIS

1

Prof.: Luís M. Nodari

[email protected]

http://www.joinville.ifsc.edu.br/~luis.nodari/

Parte 2

Prof. Luís Nodari 2

1- Revisão e Conceitos

2- Métodos de Fornecimento de Energia

3- Condutores Elétricos

4- Revisão de Fator de Potência

5- Cálculo de condutores Elétricos

6- Cálculos de Demanda

7- Projeto de Quadros de Distribuição

8- Aterramento Elétrico

9- SPDA

10- Bibliografia


Revisão

•O átomo é composto pelo seu núcleo e a eletrosfera.

•O núcleo é formado por prótons e elétrons

•A eletrosfera é o espaço de vácuo que compreende o núcleo e

possui elétrons vibrando.

•Os elétrons estão distantes do núcleo de acordo com o nível

de energia que possuem.).


Revisão

•Núcleo é 10000 vezes menor que a menor

camada da eletrosfera.

•O volume do núcleo equivale a

aproximadamente 0,01% do volume total do

átomo.

•99,95 % da massa atômica esta no núcleo.

•Toda a eletrosfera e formada por vácuo e

elétrons (muito pequenos).

O micro e o macro se repetem?


Revisão

•Materiais podem ser classificados como bons ou maus

condutores de corrente elétrica de acordo com sua

estrutura química.

•A diferença está na chamada camada de valência, bons

condutores elétricos possuem 1 a 2 elétrons em sua

camada de valência, que é a última camada a receber

elétrons em um átomo

•Quanto maior no número de camadas e por

consequência de elétrons melhor será o condutor,

desde que possuam 1 elétron na camada de valência.

•Corrente elétrica :

Fluxo ordenado de elétrons.

Precisa um caminho fechado

e uma DDP para que ocorra.


Revisão

•Todos os materiais isolantes elétricos apresentam um máximo de valor

de campo elétrico que podem suportar.

•Se esse valor máximo for ultrapassado, o material, mesmo sendo isolante,

passará a se comportar como condutor.

•Quando isso ocorre, dizemos que a rigidez dielétrica do material foi rompida.

ISOLANTES:

•Não conduzem corrente elétrica.

Exemplo: PVC


Fios e Cabos Condutores Elétricos



DEFINIÇÕES:

Condutor Isolado: Condutor dotado apenas de isolação.

Cabo Unipolar: cabo constituído por um único condutor isolado e provido de cobertura sobre a isolação.

Cabo Multipolar: Cabo constituído por vários condutores isolados e provido de cobertura sobre o conjunto dos condutores isolados.


•Qual condutor é melhor?

•O rígido ou o flexível ?

•Qual oferece mais perdas?

•Qual tem a maior

resistividade por metro?

•Qual sofre mais com o

eleito pelicular?

•Efeito pelicular?...???



Efeito Skin

•Efeito Skin ou pelicular é o efeito que ocorre em condutores elétricos

quando percorridos por Corrente Alternada.

•Fenômeno baseado nos efeitos descobertos por Faraday e Lenz.

•Quanto maior a frequência elétrica, maiores serão os esforços resultantes e

portanto, maior será o efeito pelicular.


•Variação da área de condução de corrente de um condutor em função da

variação da frequência da corrente que circula sobre o mesmo.

Efeito Skin

•Em função destes efeitos surgiram várias características e

tecnologias de cabos.

•Cabos ocos, com guia de onda, em aço com camada externa em

cobre, em alumínio com alma de aço...


Conectores Elétricos


Conectores Elétricos


Conectores e Emendas

Em Condutores Elétricos


Sistemas de Fornecimento de Energia

Extra Baixa Tensão: Tensão Inferior à 50 V (CA) e 120 V (CC) Baixa tensão: Tensão superior a Extra Baixa Tensão e inferior a 1000 V (CA) e 1500V (CC) – Exemplo: 127 V, 220 V, 380V. Média tensão: Tensão superior a Baixa tensão e Inferior a Alta Tensão – Exemplo: 13.8 kV, 23kV e 34.5kV. Alta tensão: Tensão superior a Média Tensão – Exemplo: 69kV, 138kV, 250kV, 750kV.

Faixa de Tensão Elétrica (IEC)

Corrente Alternada - CA

Corrente Contínua- CC

Risco

Alta Tensão > 1000 VRMS > 1500 Arco elétrico

Baixa Tensão 50 - 1000VRMS 120 – 1500V Choque elétrico

Extra Baixa Tensão < 50 VRMS < 120 Baixo risco



CLASSIFICAÇÃO DOS TIPOS DE FORNECIMENTO EM

TENSÃO – CELESC

Tensão primária de distribuição: tensão disponibilizada

no sistema elétrico da Celesc com valores padronizados

iguais ou superiores a 2,3 kV. Na Celesc as tensões

nominais são: 13,8 kV, 23 kV, 34,5 kV, 69 kV e 138 kV.

Tensão secundária de distribuição: tensão

disponibilizada no sistema elétrico da Celesc com valores

padronizados inferiores a 2,3 kV. Na Celesc as tensões

nominais são: 380/220V (urbana) e 440/220V (rural);




TENSÃO PRIMÁRIA

a) Subgrupo A1 - ≥ 230 kV;

b) Subgrupo A2 - tensão de fornecimento de 88 kV a 138 kV;

c) Subgrupo A3 - tensão de fornecimento de 69 kV;

d) Subgrupo A3a - tensão de fornecimento de 30 kV a 44 kV;

e) Subgrupo A4 - tensão de fornecimento de 2,3 kV a 25 kV;

f) Subgrupo AS - tensão de fornecimento inferior a 2,3 kV

atendidas a partir de sistema subterrâneo de distribuição e

enquadradas neste Grupo em caráter opcional.




TENSÃO SECUNDÁRIA

Limites de fornecimento: Unidades consumidoras com

potência instalada < 75kW;

Tensão padronizada: Nas redes de distribuição secundária

da CELESC, as tensões padronizadas são de 380/220V

(urbana) e 440/220V (rural);

Classificação dos tipos de fornecimento: Em função da

potência instalada declarada, o fornecimento de energia elétrica

à unidade consumidora será feita de acordo com a classificação

a seguir:


Tipo A (monofásico):

• Alimentação em 2 fios (fase e neutro): 220V;

• Potência instalada menor que 15kW;

• Não é permitido motor monofásico maior que 3CV (HP);

• Não é permitido máquina de solda a transformador.



Tipo B (bifásico):

• Alimentação em 3 fios (2 fases e neutro) 380/220V

urbana e 440/220V rural;

• Potência instalada entre 15 e 22kW urbana e até

25kW rural;

• Não é permitido motor monofásico maior que 3CV (HP)

em 220V ou maior que 7.5 CV em 440V;

• Não é permitido máquina de solda a transformador



Tipo C (trifásico):

• Fornecimento a 4 fios (3 fases e neutro) 380/220V

•potência instalada entre 22 e 75kW;

• Não é permitido motor monofásico maior que 3CV

(HP) em 220V ou motor trifásico maior que 25CV (HP) em

380V;

• Não é permitido máquina de solda a transformador

Observação: As unidades consumidoras que não se

enquadrarem nos tipos A, B, ou C serão atendidas em

tensão primária de distribuição.



Tipos de Instalações

INSTALAÇÕES AO AR LIVRE

São consideradas instalações ao ar livre, comumente instaladas em bandejas, leitos entre outros.

Para este tipo somente é permitida a instalação de cabos

unipolares ou multipolares.

ELETRODUTOS

Podem ser instalados condutores isolados, cabos unipolares ou multipolares. Somente é admitido o uso de condutor nu em eletrodutos não metálicos e com finalidade de aterramento.

ELETROCALHAS e BANDEJAS

Em eletrocalhas E bandejas podem ser instalados condutores isolados, cabos unipolares ou multipolares.


CABOS DIRETAMENTE ENTERRADOS

Os cabos diretamente enterrados somente podem ser unipolares ou multipolares e devem ser tomadas medidas para protegê-los contra deteriorações causadas por movimentação de terra, choque de ferramentas provenientes de escavações e ataques químicos ou umidade.

CANALETAS NO SOLO

Os cabos instalados diretamente nas canaletas no solo somente podem ser unipolares ou multipolares ou admite-se o uso de condutores isolados desde que contidos em eletrodutos no interior da canaleta.

SOBRE ISOLADORES

Sobre isoladores podem ser utilizados condutores nus, isolados ou em feixes.



Leitos de cabos




Infraestrutura de eletrodutos

embutidos na alvenaria



Infraestrutura de

Eletrodutos e

Eletrocalhas

Sobrepostos





Infraestrutura de Canaletas no Piso



Quadros e eletrocalhas sobrepostos.



Eletrodutos envelopados no solo.



Inspira confiança?



Inspira confiança?



Inspira confiança?


CURTO CIRCUITO: Quando em um determinado circuito elétrico, existe DDP, existe um

caminho ou circuito fechado, com a resistência elétrica deste circuito

que tende a zero e, por tanto, corrente elétrica que tende ao infinito ou

até ao limite da fonte.

SOBRECARGA: Quando a corrente consumida pelas cargas aplicadas a um circuito

elétrico excede ou ultrapassa o limite de corrente pré-determinado

para o funcionamento correto e seguro do mesmo, ocasionando

principalmente perdas por aquecimento.

MAU CONTATO: Quando as conexões elétricas de um determinado circuito não estão

“adequadamente” ajustadas, a corrente que irá circular ou circula

pelo mesmo oferece queda de tensão e dissipação térmica.

Definições


Definições – Exemplos

Ambos os fenômenos, curto circuito, sobrecarga e mau contato, podem

causar sérios danos a instalação elétrica, danificando componentes,

condutores, podendo causar incêndios.

Estes fenômenos devem sempre ser evitados.








Revisão Corrente Alternada

A tensão alternada tem 3 dimensões ou variáveis; o tempo, a amplitude

e a fase.

Seno

Coseno

Polar


A representação gráfica em duas dimensões pode ser feita com uma

senoide ou com um diagrama polar.



Um gerador trifásico gera simultaneamente as 3 tensões de fase, Va,

Vb e Vc, que em função de sua construção física, são defasadas de

120º.



Cada tensão gerada pode ser descrita ou representada como:



Ligação em estrela:


A tensão no centro da

estrela do gerador pode

ser calculada da

seguinte forma:

Para cargas equilibradas a corrente na carga pode ser analisada da

mesma forma.


Ligação em triângulo:


Na ligação em triângulo

pode-se dizer que a

tensão de fase e linha

são iguais.

A corrente de cada fase

pode ser obtida da

seguinte forma:


Circuitos Trifásicos - Relação entre a tensão de fase e tensão de linha.


Tensão de Fase: tensão sobre uma das

bobinas do gerador tifásico ou tensão

entre fase e neutro em uma ligação em

estrela. (equivale ao raio no circulo

fasorial ao lado)

Tensão de Linha: diferença de potencial

entre duas fases.


Relação entre tensão de fase e linha:

Pode-se obter a relação entre as tensões de fase e linha considerando

que a diferença de potencial entre duas fases pode ser formada por

dois triângulos retângulos.

O cateto adjacente de cada um somados corresponde-rá a tensão de

linha, e daí pode-se obter a relação entre a tensão de linha e de fase.



Relação entre tensão de fase e linha:

Outra forma de obter a relação entre as tensões de fase e linha pode

ser a consideração do comprimento da corda de um circulo. Onde a

corda coresponde a diferença de potencial entre duas fases.


Sendo:

E por tanto,

arco

flecha

corda


Revisão de Fator de Potência

Considerando cargas lineares, o FP

pode ser interpretado como a

diferença de fase entre a tensão e a

corrente

FP Indutivo corrente atrasada em

relação a tensão

FP Capacitivo corrente adiantada

em relação a tensão





O Fator de Potência para cargas lineares pode ser calculado da

seguinte forma:

(



De uma forma mais simplificada, para cargas lineares, o FP pode

ser calculado como se apresenta:

(



O Fator de Potência também pode ser afetado pela forma de onda da

corrente consumida pela carga, quando comparada com a forma de

onda da tensão senoidal em sua frequência fundamental. A diferença

na forma de onda da corrente pode ser medida pela sua Taxa de

Distorção Harmônica ou THD.

A THD pode ser descrita como relação entre a forma de onda real da

corrente consumida e uma senoide na frequência fundamental.

(

Assim, Fator de Potência pode ser

obtido da seguinte forma:



Atualmente existem vários equipamentos disponíveis no

mercado para automatizar a correção de Fator de Potência.

Assim como equipamentos eletrônicos para corrigir ou ajustar a

THD do consumo de corrente.


Revisão de Rendimento Elétrico

O rendimento elétrico pode ser descrito como a relação entre a

potência elétrica consumida e a fornecida por um determinado

sistema.

Exemplo: para um motor elétrico o rendimento é a relação entre a

energia elétrica consumida e a potência mecânica, convertida em

elétrica, que é fornecida na ponta do eixo.


Potência em sistema monofásico (F+N):

Potência em sistema bifásicos (F+F):

Potência em sistema trifásicos(3F):

1

1

( ) * ( ) :

( ) * ( )

F L

F F

P W S Fp W onde S V I

P W V I Fp W

2 ( ) ( )L LP W V I Fp W

3 ( ) 3 ( )L LP W V I Fp W

Onde: •P1ϕ = Potência Monofásica •P2 ϕ= Potência Bifásica •P3 ϕ=Potência Trifásica •S = Potência Aparente (VA) •VF=Tensão de Fase •VL=Tensão de Linha •IL=Corrente de Linha •η = rendimento •Fp=Fator de Potência

3 ( ) 3* * * ( )F LP W V I Fp W 3*L FV V

3 L LS V I

Potência Elétrica Em CA


Corrente em sistema monofásico (F+N):

Corrente em sistema bifásicos (F+F):

Corrente em sistema trifásicos(3F):

1 ( )( )

* *F

P WI A

V Fp

2 ( )( )

* *L

P WI A

V Fp

3 ( )( )

3* * *L

P WI A

V Fp

• Para cargas resistivas puras (Lâmpadas incandescente, chuveiros elétricos, resistências elétricas, etc) o Fator de potência é unitário (Fp=1)

( )*736( )

3* * *L

P CVI A

V Fp

Para Motores:

3 ( )( )

3* * *F

P WI A

V Fp

3*L FV V

Potência Elétrica Em CA


Energia Elétrica Consumida Em CA

A energia elétrica consumida pode ser

representada pela potência consumida

durante um determinado intervalo de tempo.

Em Joules:

Em Watt-hora:

Considerando um chuveiro que possua 5500W de potência elétrica, a

energia consumida pode ser obtida de duas formas:

E = Pot . t

(1J = 1Ws)


Exercícios

Calcule:

Potência em CA

Corrente em CA

Cargas em Estrela

Cargas em Triângulo


Dimensionamento de Condutores

Existem 06 critérios de dimensionamento de condutores:

1. Critério da Seção Mínima

2. Critério da Capacidade de Condução de Corrente

3. Critério da Queda de Tensão

4. Critério da Sobrecarga

5. Critério do Curto Circuito

6. Critério de Contatos Indiretos

No entanto estudaremos os três critérios mais importantes para a instalação elétrica, que são os três primeiros.

Nas análise de cargas sempre considerar um Sistema Equilibrado.


• Para o critério da seção mínima temos:

1. Condutores de Iluminação: seção mínima 1,5mm2

2. Condutores de Força: seção mínima 2,5mm2


CRITÉRIO DA SEÇÃO MÍNIMA



• Para o critério da capacidade de corrente temos:

CRITÉRIO DA CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE

*

IpIz

FCA FCT

Onde:

Iz - Corrente Corrigida - é a corrente de projeto após realizada a correção pelo Fator de

Correção de temperatura (FCT) (Tabela 6) e Fator de Correção

de Agrupamento de Condutores (FCA)(Tabela 8)

Ip - Corrente de Projeto - é a corrente nominal (In) que o equipamento (máquina)

necessita para o seu funcionamento.



FCA - Fator de Correção de Agrupamento de Condutores

1. Número de circuitos e ou cabos multipolares – é a quantidade de circuitos ou cabos multipolares que passam pelo mesmo duto (exemplo de duto: Eletroduto, canaletas, eletrocalhas, bandejas, etc). Depende exclusivamente da divisão dos circuitos no projeto.

2. Método de Instalação (Tabela 1) – é o tipo de instalação realizada (exemplo: Condutores instalados em eletrocalha (B1), instalados em Bandeja Perfurada (F).

FCT - Fator de Correção de Temperatura: Para determina-lo é necessário definir

outras duas características do projeto, que são:

1. Tipo de Instalação - Ambiente ou Solo

• Deve-se considerar a temperatura do local onde o condutor está instalado (ambiente ou solo)

2. Tipo de Isolação do Condutor:

• PVC

• XLPE e/ou EPR



CRITÉRIO DA QUEDA DE TENSÃO

Segundo a norma NBR 5410,

os limites de queda de tensão

em uma instalação elétrica são:

•7% A partir do secundário do

transformador para subestação

própria.

•5% A partir do ponto de

entrega para alimentação em

tensão secundária.




Cálculo da Queda de Tensão

• Para Circuitos Monofásico:

• Para Circuitos Trifásico:

200* * *%

*

C P

C

C F

L IV

S V

100* 3* * *%

*

C P

C

C L

L IV

S V

Onde:

ρ = resistividade do material

condutor (cobre) 1/56 Ω.mm2/m;

LC = comprimento do circuito, em

metro;

Ip = corrente total do circuito em

Ampère;

ΔVC = Queda de tensão máxima

admitida em projeto, em %;

SC = Seção Mínima do condutor;

VF = Tensão de Fase;

VL = Tensão de Linha.




Cálculo dos Condutores

• Para Circuitos Monofásico:

• Para Circuitos Trifásico:

Onde:

ρ = resistividade do material

condutor (cobre) 1/56 Ω.mm2/m;

LC = comprimento do circuito, em

metro;

Ip = corrente total do circuito em

Ampère;

ΔVC = Queda de tensão máxima

admitida em projeto, em %;

SC = Seção Mínima do condutor;

VF = Tensão de Fase;

VL = Tensão de Linha.

2200* * *

*

C P

C

C F

L IS mm

V V

2100* 3* * *

*

C P

C

C L

L IS mm

V V



•Conforme a Norma NBR 5410, o condutor Neutro deverá possuir a mesma seção do condutor fase nos seguintes casos:

• Em circuitos monofásicos e Bifásicos;

• Em circuitos trifásicos, quando a seção do condutor fase for igual ou inferior a seção de 25mm2;

• Em circuitos trifásicos, quando for prevista a presença de harmônicos.

•A seção do condutor Neutro pode ser reduzida conforme a Tabela 16, para os seguintes casos:

• A carga for trifásica e permanentemente equilibrada nas fases.

• Quando não for prevista a presença de harmônicas;

• Quando a máxima corrente susceptível que percorre o neutro seja inferior à capacidade de condução de corrente correspondente à seção reduzida do condutor neutro.

DIMENSIONEMENTO DE CONDUTOR NEUTRO E

REDUÇÃO DE SEÇÃO DE CONDUTOR



DIMENSIONEMENTO DE CONDUTOR PROTEÇÃO OU DE TERRA E

REDUÇÃO DE SEÇÃO DE CONDUTOR

O condutor de proteção (PE), conhecido como condutor Terra, deverá ser aplicado preferencialmente com condutores isolados, cabos unipolares ou veias de cabos multipolares, e sua seção pode ser reduzida até a metade da seção dos condutores de fase, conforme Tabela 17.



Exercício 1 - Determine a seção do condutor unipolar com isolação de EPR, sendo que a potência do equipamento é 45kW, Fp= 90% e 𝜂=85%, tensão de linha de 380V. A alimentação do equipamento é trifásica com neutro, instalado por meio de Bandeja não perfurada, onde já passam 7 circuitos, a temperatura ambiente média é de 40 °C e no solo de 22 °C, o equipamento esta instalado a uma distância de 90m do Quadro de distribuição de Força –QDF e a queda de tensão máxima admitida de 2%.

Use os métodos da Capacidade de Condução de Corrente e da Máxima Queda de Tensão Admitida



Exercício 2 - Determine a seção do condutor unipolar com isolação de PVC, sendo que o equipamento é composto por dois motores trifásico de 15CV , Fp= 987% e 𝜂=92%, tensão de fase de 127V, instalado por meio de bandeja perfurada e cabos dispostos de forma contíguos, onde já passam 3 circuitos. A temperatura ambiente média é de 45 °C e no solo de 30 °C, o equipamento esta instalado a uma distância de 80m do Quadro de distribuição de Força –QDF e a queda de tensão máxima admitida de 1%.




Exercício 3 - Determine a seção do condutor unipolar com isolação de XLPE, sendo que o equipamento é composto por um motor trifásico de 100CV, Fp= 88% e 𝜂=94%, tensão de fase de 220V, instalado por meio de canaleta não ventilada no solo, onde já passam 4 circuitos. A temperatura ambiente média é de 40°C e no solo de 30 °C, o equipamento está instalado a uma distância de 110m do Quadro de distribuição de Força –QDF e a queda de tensão máxima admitida de 4%.




Exercício 4 – Considere um Quadro de Distribuição que alimenta as seguintes cargas:

1 Motor trifásico de 20 CV, Fp= 88% e 𝜂=94%

2 Motores trifásicos 3 CV, Fp= 92% e 𝜂=96%

1 Estufa de secagem, 45kW, ligada em triângulo, Fp= 1 e 𝜂=1

36 Lâmpadas MVM de 1000W, Fp= 85% e 𝜂=90%

Encontre a corrente total consumida pelas cargas ligadas ao quadro e dimensione os condutores que farão a alimentação do quadro. Considere: D= 80m, V=2%, Ta= 30 °C, Cabos com isolação em EPR, estão instalados em eletrocalhas perfuradas e o total de circuitos na eletrocalha é 5. Use os métodos da Capacidade de Condução de Corrente e da Máxima Queda de Tensão Admitida


Dimensionamento de Infraestrutura

INFRAESTRUTURA: suporte, invisível ou visível, que é base indispensável à edificação, à manutenção ou ao funcionamento de uma estrutura concreta.

Para Instalações elétricas, se refere a todo o conjunto de eletrodutos, eletrocalhas, isoladores, suportes e quaisquer outros itens que possibilitem a execução de uma instalação elétrica desde que atendam aos padrões de qualidade e segurança pré-estabelecidos.



• eletrodutos, eletrocalhas, isoladores, suportes, caixas de passagem, canaletas, conexões, derivações...



DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS:

Para a disposição dos eletrodutos e/ou dutos fechados, os trechos de tubulação contínua retilíneos, sem interdisposição de caixas de passagem não devem ultrapassar a distância de 15m. Para trechos com curvas, estas devem ser limitadas a três de 90°, ou equivalente a 270°, não sendo permitido curvas com deflexão menores de 90°.

15 3L n onde n númerodecurvas

L (comprimento) Nenhuma curva

1 curva 2 curvas 3 curvas

Máximo comprimento do trecho 15 metros 12 metros 9 metros 6 metros

Comprimento parcial do trecho 15 metros 6m 3m 1,5m

Quando a tubulação passar por uma área que impossibilite a colocação de caixas de passagem dentro dos limites, deverá ser aumentada a área da seção do eletroduto (NBR 5410 6.2.11.1.2)


A ocupação máxima da área interna da seção de um eletroduto esta estabelecida na norma MBR5410, no item 6.2.11.1.6.

A taxa de ocupação é apresentada em um percentual de ocupação, que depende da quantidade de condutores dispostos em um eletroduto, da seguinte forma:

53% Para o caso de um condutor;

31% Para o caso de dois condutores;

40% Para o caso de três ou mais condutores.

Apesar dos valores apresentados em, norma recomenda-se que a taxa de ocupação adotada para projeto seja a metade da recomendada em norma.


DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS:



DIMENSIONAMENTO DE ELETROCALHAS E SIMILARES:

As instalações em “ar livre “, que incluem as linhas instaladas em leitos, bandejas e eletrocalhas, não fixa limite de ocupação, como faz para a instalação de eletrodutos, contudo:

•A norma NBR 5410, recomenda que a instalação dos condutores seja em camada única .

•Quando não for o caso deve-se observar o volume de condutores por metro de infraestrutura, pois existe limite fixado na norma, visando a proteção contra danos e incêndios nos condutores.

•Por tanto, utilizaremos a regra de ocupação máxima de 40% o que restringe a ocupação dos dutos abaixo do limite do volume de material combustível por metro linear de linha elétrica (6.2.11.3.5)



Seção

(mm2)

Área Total (mm2) Seção

(mm2)

Área Total (mm2)

PVC XLPE ou

EPR

PVC XLPE ou

EPR Isolado Unipolar Isolado Unipolar

1,5 7,0 23,7 23,7 70 130,7 188,7 188,7

2,5 10,7 28,2 28,2 95 179,7 246,0 246,0

4 14,5 36,3 36,3 120 213,8 289,5 289,5

6 18,8 41,8 41,8 150 268,8 359,6 359,6

10 27,3 50,2 50,2 185 336,5 444,8 444,8

16 37,4 63,6 63,6 240 430,0 559,9 559,9

25 56,7 91,6 91,6 300 530,9 683,5 683,5

35 72,3 113,1 113,1 400 692,8 881,4 881,4

50 103,8 151,7 151,7 500 870,9 1092,7 1092,7

SEÇÃO EXTERNA DE CONDUTORES:



SEÇÃO INTERNA DE CONDUTOS:

IMPORTANTE:

Para o cálculo correto da taxa de ocupação deve-se considerar a área externa do condutor (da capa), e a área interna do eletroduto.

Está ERRADO considerar a área do cobre.



SEÇÃO INTERNA DE CONDUTOS:

CÁLCULO:

O conduto ou eletroduto adotado deve ter área interna maior ou igual a obtida no cálculo.


Fatores De Projeto

•Fatores de Projeto são considerações a respeito da instalação elétrica que auxiliam no correto dimensionamento de cabos, quadros de distribuição e subestações.

•Também são importantes para auxiliar contratação de energia com a concessionária, pois auxiliam no entendimento do perfil de consumo de energia e de qual deverá ser a demanda média contratada.


Fatores De Projeto

Para aplicar os Fatores de Projeto em um dimensionamento é necessário conhecer:

•perfil das cargas a serem aplicadas no projeto;

•perfil de consumo e de trabalho onde estão aplicadas as cargas;

•O paralelismo e sazonalidade de utilização;


Fatores De Projeto

Os Fatores de Projeto:

1) Fator de Demanda

2) Fator de Carga

3) Fator de Perda

4) Fator de simultaneidade

5) Fator de Utilização


Fatores De Projeto

1) Fator de Demanda (Fd)

É a relação entre a demanda máxima do sistema e a carga total conectada, potência Instalada.

.

.

DmáxFd

Pinst

70

75

80

85

90

95

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Demanda demanda média = 87,6 Pot. Instal. 125 kV


Fatores De Projeto

2) Fator de Carga(Fc)

É a razão entre a demanda média, durante um intervalo de tempo e a demanda máxima registrada no mesmo período.

.

.

DmédFc

Dmáx

70

75

80

85

90

95

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Demanda demanda média = 87,6 Pot. Instal. 125 kV


Fatores De Projeto

3) Fator de Perda (Fpr)

É a relação entre a perda de potência na demanda média e a perda de potência na demanda máxima, ou seja, o fator perda de energia do sistema.

20,30* 0,7*Fpr Fc Fc


Fatores De Projeto

4) Fator de simultaneidade (Fs)

É a relação entre a demanda máxima do grupo de aparelho pela soma das demandas individuais dos aparelhos do mesmo grupo.


5) Fator de Utilização (Fu)

É o fator aplicado a potência nominal do aparelho para se obter a potência média absorvida pelo mesmo nas condições de utilização.

Fatores De Projeto


CÁLCULO DE DEMANDA:

Demanda da Carga (VA):

Demanda em Motores (VA):

Demanda para conjunto de motores iguais (VA):

( )

*

P WD

Fp

Onde:

P= Potência em Watts

S= Potência Aparente em VA

V=Tensão do sistema em Volts

I= Corrente elétrica do sistema em

Àmpere.

Fp = cosϕ = Fator de potência

η = rendimento

Fu= Fator de Utilização

Fs= Fator de simultaneidade

Nm= número de equipamentos

( )*736

*

P CVD

Fp

( )* * *

*

P WD Nm Fu Fs

Fp

Fatores De Projeto


Demanda para conjunto de motores iguais (VA):

Demanda para Iluminação (VA):

( )*736* * *

*

P CVD Nm Fu Fs

Fp

Onde:

P(CV)= Potência do motor em

CV

Fp=cosϕ=Fator de potência

η = rendimento

Fu= Fator de Utilização

Fs= Fator de simultaneidade

Nm= número de motores

Pr*

PlDl Nl

Fp

Onde:

= Quant. de Luminárias (Lâmpadas)

Pl=Potência da Lâmpada

Pr=Potência do Reator

Fp= Fator de potência do reator

Fatores De Projeto


Fatores De Projeto

Demanda Total do Quadro de motores - DTM (CCM – Centro de Controle de Motores e/ou QDF -Quadro de Distribuição de Força)

1 2 ...

1( )*7361 1* * 1* 1

*

2( )*7362 2* * 2* 2

*

( )*736* * *

*

DTM D D Dn

P CVD Nm Fu Fs

Fp

P CVD Nm Fu Fs

Fp

Pn CVDn Nmn Fun Fsn

Fp

Onde: P(CV)= Potência do motor em CV Fp=cosϕ=Fator de potência η = rendimento Fu= Fator de Utilização Fs= Fator de simultaneidade D(1, 2, n)= Demandas dos motores de mesma potência 1, 2 e n Nm (1, 2, n)= Número de motores do grupo1, 2 e n


Fatores De Projeto

Demanda de Iluminação- DL no Quadro de Luz +Tomadas (Quadro de Distribuição de Força e Luz - QDFL):

1 2

1 11 1

2 22 2

...

Pr*

Pr*

ln Prln *

n

n

DL Dl Dl Dl

PlDl Nl

Fp

PlDl Nl

Fp

PD Nln

Fp

Onde:

= Quant. de Luminárias (Lâmpadas)

Pl(1, 2, n)=Potência da Lâmpada 1, 2 e n

Pr(1, 2, n)=Perda no Reator 1, 2 e n

Dl(1, 2, n )= Demanda de Iluminação de luminária 1, 2 e n

Fp=cosϕ=Fator de potência médio (lâmpada + Reator)

Nl


Fatores De Projeto

Demanda de Tomadas - DT no Quadro de Luz + Tomadas (Quadro de Distribuição de Força e Luz - QDFL):

1 2

11 1

22 2

n

...

*

*

n *

n

n

DT Dt Dt Dt

PtDt Nt

Fp

PtDt Nt

Fp

PtDt Nt

Fp

Onde: = número de Tomadas tipo 1, 2 e n Fp=cosϕ=Fator de potência Dt(1, 2, n)= Demanda de tomadas do tipo 1, 2 e n

(1,2 )enNt


Fatores De Projeto

Demanda Total de Iluminação + Tomadas – DTL ( Quadro de Distribuição de Força e Luz - QDFL):

DTL DL DT

Onde:

DL= Demanda de Iluminação

DT= Demanda de Tomadas

Para determinar a Demanda do Quadro de Distribuição de Força e

Luz (QDFL), temos que observar o fator de demanda que segue:


Fatores De Projeto

Fator de Demanda para Iluminação e tomadas.


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QUADRO DE DISTRIBUIÇÃO

• Conhecidas todas as cargas ligadas a um quadro de distribuição;

• De acordo com a norma NBR 5410, deve-se definir o tamanho de um quadro de distribuição elétrica considerando espaço para circuitos reserva;

• Possibilitando a manutenção, alteração e se necessário crescimento/aumento do número de circuitos ligados ao quadro;


Fatores De Projeto

Quadro de Distribuição – Espaço Reserva conforme tabela 59 da NBR 5410

Quantidade de circuitos (N) efetivos no Quadro de Distribuição

Espaço mínimo destinado à circuitos reservas

Até 6 circuitos 2

7 a 12 circuitos 3

13 a 30 circuitos 4

N>Acima de 30 circuitos 0,15*N

Nota: A capacidade de circuitos reserva deve ser considerado no cálculo do

alimentador do respectivo quadro de distribuição


Fatores De Projeto

Dimensionamento de Barramentos:

Uma Vez dimensionado o consumo total de corrente do quadro, considerando os devidos fatores de projeto, pode-se definir o disjuntor geral, os cabos de alimentação do quadro e seus barramentos internos.

Conhecendo a corrente total que irá circular pelos barramentos pode-se dimensionar os mesmos por tabelas e folhas de dados dos fabricantes.


Fatores De Projeto



Fatores De Projeto



Quadros de Distribuição






BIBLIOGRAFIA

MAMEDE FILHO, João. Instalações Elétricas Industriais. 8ª Edição, Editora LTC, Rio de Janeiro, 2010.

CREDER, Hélio. Instalações Elétricas , 15ª Edição, Editora LTC, Rio de Janeiro, 2007.

COTRIM, Ademaro. Instalações Elétricas, 5ª Edição. Editora Pearson Prentice-Hall, São Paulo, 2009.

LIMA FILHO, Domingos Leite. Projeto de Instalações Elétricas Prediais, 11ª Edição , Editora Érica , São Paulo, 2007.

CAVALIN, Geraldo; CERVELIN, Severino. Instalações Elétricas , 21ª Edição, Editora Érica , São Paulo, 2006.

NISKIER, Julio. Manual de Instalações Elétricas, 1ª Edição, Editora LTC, Rio de Janeiro, 2005.

Norma Técnica ABNT NBR ISSO 8995-1.

Catálogos e sites das empresas: SYLVANIA, PHILIPS, PRYSMIAN.

Luz , Jeanine Marchiori da, Luminotécnica, Apostila de Disciplina.

Pereira, Fernando O. Ruttkay; Souza, Marcos Barros de. Iluminação - Apostila de conforto Ambiental, Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Florianópolis 2005.

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