80
Fatores de Projeto Elétrico Fatores de Projeto Elétrico Para a realizar um projeto Elétrico Industrial, é necessário a aplicação de alguns fatores de projeto. São eles: 1) Fator de Demanda 2) Fator de Carga 3) Fator de Perda 4) Fator de simultaneidade 5) Fator de Utilização 68 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

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Fatores de Projeto ElétricoFatores de Projeto Elétrico

• Para a realizar um projeto Elétrico Industrial, énecessário a aplicação de alguns fatores de projeto.São eles:

1) Fator de Demanda2) Fator de Carga3) Fator de Perda4) Fator de simultaneidade5) Fator de Utilização

68INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 2: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Fatores de Projeto ElétricoFatores de Projeto Elétrico

1) Fator de Demanda (Fd)É a relação entre a demanda máxima (D.máx.) dosistema e a carga total conectada (P.inst.)(potência Instalada).

69

..

DmáxFdPinst

INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

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 = 87,6Pot. Instal. 125 kV

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Fatores de Projeto ElétricoFatores de Projeto Elétrico

2) Fator de Carga(Fc)É a razão entre a demanda média, durante umintervalo de tempo e a demanda máximaregistrada no mesmo período.

70

.

.DmédFcDmáx

INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

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 = 87,6Pot. Instal. 125 kV

Page 4: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Fatores de Projeto ElétricoFatores de Projeto Elétrico

3) Fator de Perda (Fpr)É a relação entre a perda de potência nademanda média e a perda de potência nademanda máxima, ou seja, o fator perda deenergia do sistema.

71

20,30* 0,7*Fpr Fc Fc

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Page 5: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Fatores de Projeto ElétricoFatores de Projeto Elétrico

4) Fator de simultaneidade (Fs)É a relação entre a demanda máxima do grupo deaparelho pela soma das demandas individuaisdos aparelhos do mesmo grupo.

72INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 6: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Fatores de Projeto ElétricoFatores de Projeto Elétrico

5) Fator de Utilização (Fu)É o fator aplicado a potência nominal do aparelho

para se obter a potência média absorvida pelomesmo nas condições de utilização.

73INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 7: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

A potência e a demanda de cargas podem sercalculadas a partir das seguintes equações:

Potência da Carga (W):

Potência para motores (W):

74

* *cos* * * *cos

P S Fp SP V I Fp V I

Onde:P= Potência em WattsS= Potência Aparente em VAV=Tensão do sistema em VoltsI= Corrente elétrica do sistema em Àmpere.Fp=cosϕ=Fator de potênciaη = rendimento

736* ( )P P CV

Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas

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Page 8: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Demanda da Carga (VA):

Demanda em Motores (VA):

Demanda para conjunto de motores iguais (VA):

75

( )*

P WDFp

Onde:P= Potência em WattsS= Potência Aparente em VAV=Tensão do sistema em VoltsI= Corrente elétrica do sistema em Àmpere.Fp = cosϕ = Fator de potênciaη = rendimentoFu= Fator de UtilizaçãoFs= Fator de simultaneidadeNm= número de equipamentos

( )*736*

P CVDFp

( )* * **

P WD Nm Fu FsFp

Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas

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Page 9: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Demanda para conjunto de motores iguais (VA):

Demanda para Iluminação (VA):

76

( )*736* * **

P CVD Nm Fu FsFp

Onde:P(CV)= Potência do motor em CVFp=cosϕ=Fator de potênciaη = rendimentoFu= Fator de UtilizaçãoFs= Fator de simultaneidadeNm= número de motores

Pr* PlDl NlFp

Onde:= Quant. de Luminárias (Lâmpadas)

Pl=Potência da LâmpadaPr=Potência do ReatorFp= Fator de potência do reator

Nl

Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas

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Page 10: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

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

77

1 2 ...1( )*7361 1* * 1* 1

*2( )*7362 2* * 2* 2

*( )*736* * *

*

DTM D D DnP CVD Nm Fu Fs

FpP CVD Nm Fu Fs

FpPn CVDn Nmn Fun Fsn

Fp

Onde:P(CV)= Potência do motor em CVFp=cosϕ=Fator de potênciaη = rendimentoFu= Fator de UtilizaçãoFs= Fator de simultaneidadeD(1, 2, n)= Demandas dos motores de mesma potência 1, 2 e nNm (1, 2, n)= Número de motores do grupo1, 2 e n

Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas

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Page 11: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

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

78

1 2

1 11 1

2 22 2

...

Pr*

Pr*

ln Prln *

n

n

DL Dl Dl Dl

PlDl NlFp

PlDl NlFp

PD NlnFp

Onde:= Quant. de Luminárias (Lâmpadas)

Pl(1, 2, n)=Potência da Lâmpada 1, 2 e nPr(1, 2, n)=Perda no Reator 1, 2 e nDl(1, 2, n )= Demanda de Iluminação de luminária 1, 2 e nFp=cosϕ=Fator de potência médio (lâmpada + Reator)

Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas

Nl

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Page 12: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

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

79

1 2

11 1

22 2

n

...

*

*

n *

n

n

DT Dt Dt Dt

PtDt NtFp

PtDt NtFp

PtDt NtFp

Onde:

= número de Tomadas tipo 1, 2 e n Fp=cosϕ=Fator de potênciaDt(1, 2, n)= Demanda de tomadas do tipo 1, 2 e n

Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas

(1,2 )enNt

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Page 13: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

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

80

DTL DL DT Onde:

DL= Demanda de IluminaçãoDT= Demanda de Tomadas

Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas

Para determinar a Demanda do Quadro de Distribuição de Força e Luz (QDFL), temos que observar o fator de demanda que segue:

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Page 14: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Demanda Total da IndústriaDemanda Total da Indústria

81

Fator de Demanda para Iluminação e tomadas.

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Page 15: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Disjuntor reserva Disjuntor reserva -- Quadros de Quadros de DistribDistrib..

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

82

Quantidade de circuitos (N)efetivos no Quadro de Distribuição

Espaço mínimo destinado àcircuitos 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

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Exemplo de AplicaçãoExemplo de Aplicação

1) Considere uma industria representada pela figura quesegue, sendo os motores do grupo 1 de 75CV, os motoresdo grupo 2 de 30CV e os motores do grupo 3 de 50CV , ailuminação da administração e subestação é compostapor 50 lâmpadas incandescentes de 100W e a Fábrica de160 lâmpadas fluorescentes de 40W, o total de TUG é de54 tomadas com 200VA cada. Determine as demandasdos CCM1, CCM2 QDL e QDF e a potência necessária dotransformador da Subestação, considere os motorescomo IV pólos. O total de circuitos de Iluminação etomadas no QDFL é de 25circuitos, sendo 9 circuitos detomadas e 10 circuitos de iluminação fluorescente e 5circuitos de iluminação incandescente. O QDFL está sendoalimentado pelo CCM1 e o CCM’s alimentados pelo QDG.

83INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 17: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Planta Baixa de Tomadas da InstalaçãoPlanta Baixa de Tomadas da Instalação

84INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 18: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda de IluminaçãoCálculo de Demanda de Iluminação

No quadro de Luz e Tomadas QDFL, temos:• 160 Lâmpada fluorescentes de 40W com reator duplo (2x40)• 50 lâmpadas incandescente de 100W.• 54 Tomadas TUG de 200VA

Divisão dos circuitos para realizar o equilíbrio nas fases:• Lâmpadas Fluorescentes = 10 circuitos• Lâmpadas Incandescentes = 5 circuitos• Tomadas monofásicas = 9 circuitos

Número de dispositivos por circuito:• Fluorescentes = 16 lâmpadas fluorescentes por circuito• Incandescentes = 10 lâmpadas incandescentes por circuito• Tomadas = 6 tomadas por circuito

85INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 19: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

6 200 6,81220 0,8

TFT

F

PNI AV Fp

1 Pr 8 2 40 12 3,52220 0,95FL

F

PlNI AV Fp

Cálculo de Demanda de IluminaçãoCálculo de Demanda de Iluminação

Corrente por circuito de iluminação Fluorescente (IFL):

Corrente por circuito de iluminação incandescente (IFI):

Corrente por circuito de tomadas (IFT):

86INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

1 Pr 10 100 0 4,54220 1FI

F

PlNI AV Fp

Page 20: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas

87INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Dis

tribu

ição

das

cor

rent

es d

os c

ircui

tos

real

izan

do o

equ

ilíbr

io p

or fa

se

Page 21: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas

88INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Determinando o número de circuitos reserva no QDFL:• Pela tabela 59 da NBR 5410, temos 24 circuitos, logo:• Número de circuitos reserva = 4

Determinado o valor da corrente dos circuitos reserva:

Por uma questão de escolha : utilizaremos 6 circuitos reserva.(lembrando que o valor mínimo de circuitos reserva é 4)

.

.

( )º

40,07 5,08

FASEcirc reserva

circ reserva

II maior valor decorrente de fase

N decircuito na fase

I A

Page 22: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas

89INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Dis

tribu

ição

das

cor

rent

es d

os c

ircui

tos

com

a im

plem

enta

ção

dos

circ

uito

s re

serv

as

Page 23: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas

90INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Assim temos que a potência do QDFL será:

Realizando o fator de demanda para o QDFL conforme tabela doFator de Demanda para Iluminação e tomadas temos:

3 3 380 50,0732.955 32.955 0,9 29.659,5

L LS V I SS VA P S Fp W

Adotando uma valor médio para o FP = 0,9.

Potência = 29.659,5 W Valor Nominal Valor com Fator de demanda

100% Para os Primeiros 20kW 20000 20000

70% Para o excedente 9.659,5 6.761,65

Valor da potência aplicando o fator de demanda 26.761,65

Page 24: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção

91INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

O cálculo do Fator de demanda para o QDFL é realizado paradimensionar o disjuntor geral do QDFL:

O valor comercial do disjuntor será: 50A• Especificação pelo catálogo da Siemens : 5SX1 350-7• Especificação pelo catálogo da WEG: MBW-C50-3

• Especificação dos disjuntores de 6A :Siemens : 5SX1 106-7 WEG: MBW-C6• Especificação dos disjuntores de 10A :Siemens : 5SX1 110-7 WEG: MBW-C10

Todos os disjuntores pertencem a classe C (curva de disparo - C)

( ) 26.761,65 45,183 3 380 0,9QDFL

L

P WI AV Fp

Page 25: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas

92INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Dis

tribu

ição

das

cor

rent

es d

os c

ircui

tos

com

a im

plem

enta

ção

dos

circ

uito

s re

serv

as

Page 26: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas

93INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Dimensionamento dos Barramentos do Quadro:

Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 50ABarramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 10A

Conforme catálogo temos:

Tabela I(AC~DC)

(A)

Barramento Primário 73

Barramento Secundário 48

318 8

1 18 4

Page 27: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos Motores

Os motores do grupo 1 está sendo alimentado pelo Centrode Controle de Motores 1 – CCM1, assim temos:

A demanda do CCM1=381,42kVA

94

1 11( )*7361 * * *

*75*7361 10* *0,87*0,65

0,93*0,881 381.422, 281 381,42

P CVD Nm Fu FsFp

D

D VAD kVA

Onde: P1=75CVNm=10 motoresη =0,93, tabela motores Fp=0,88, tabela motoresFu=0,87, tabela de Fator de utilização.Fs=0,65 , tabela de Fator de Simultaneidade.

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Nota = Este Quadro também está alimentando o QDFL.

Page 28: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção

Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM 1Disjuntor reserva: 3 disjuntores (7 A 12 disjuntores)

95INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

1 ( 32,96 )Considerando que o CCM está alimentando também o QDFL S kVA

1

1

CCM1

1 Circ.Reserva381,42 3 38,18 32,96 528,92

( ) 528,92I 803,613 3 380

1250 810 (3VL77 10-1 )L

D D

CCM CCM QDFLCCM kVA

D VA k AV

Corrente do disjuntor I A térmico ajustado I A Siemens

L

1

( ) 75*736I 102,47 ( )3 3 380 0,93 0,88

160 110 (3 27 12 1 )381,82381,42 / 10circuitos, logo temos : 38,18 por circuito

10

L

D D

P W A corrente do motorV Fp

Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A VL Siemens

CCM kVA p kVA

Page 29: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos Motores

Os motores do grupo 2 e grupo 3 estão sendo alimentadopelo Centro de Controle de Motores 2 – CCM2, assimtemos:

• Motores do grupo 2:

96

Onde: P2=30CVNm=10 motoresη =0,91, tabela motores Fp=0,84, tabela motoresFu=0,85, tabela de Fator de utilização.Fs=0,65 , tabela de Fator de Simultaneidade.

2 22( )*7362 * * *

*30*7362 10* *0,85*0,65

0,91*0,842 159.591,83

P CVD Nm Fu FsFp

D

D VA

INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 30: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos Motores

• Motores do grupo 3:

• A demanda Total do CCM2 é:

• A demanda do CCM2=300,61kVA

97

3 33( )*7363 * * *

*50*7363 5* *0,87*0,70

0,924*0,863 141.014,79

P CVD Nm Fu FsFp

D

D VA

Onde: P3=50CVNm=5 motoresη =0,924 tabela motores Fp=0,86, tabela motoresFu=0,87 tabela de Fator de utilização.Fs=0,70 tabela de Fator de Simultaneidade.

2 3 159.591,83 141.014,79300.606,62

DT D DDT VA

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Page 31: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção

Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM2Disjuntor reserva: 4 disjuntores (13 a 30 disjuntores)

98INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

L

L

( ) 30*736I 49,31 ( 30 )3 3 380 0,91 0,84

63 50 (3RV10 41-4JA10 )

( ) 50*736I 70,36 ( 503 3 380 0,924 0,86

L

D D

L

P W A corrente domotor CVV Fp

Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens

P W A corrente domotor CV Fp

2

)

90 72 (3RV10 41-4LA10 )

300,61300,61 / 15circuitos, logo temos : 20,04 por circuito 15

D D

V

Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens

kCCM kVA p kVA

Page 32: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

2 2

2

2

4 CircuitoReserva

300,61 4 20,04 380,77

( ) 380,77I 578,523 3 380

630 580 (3VL57 63 -1 )

CCML

D D

CCM CCM

CCM kVA kVA kVA

D VA k AV

Correntedo disjuntor I A térmico ajustado I A Siemens

Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção

Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM2Disjuntor reserva: 4 disjuntores (13 a 30 disjuntores)

99INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 33: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Demanda Total da IndústriaDemanda Total da Indústria

Demanda Total no QDF (Quadro de Distribuição Geral)DT=Demanda dos CCM´s + a Demanda de Iluminação +TomadasDT=D_CCM1+D_CCM2DT=528,92+380,77 (kVA)DT=909,69kVADemanda do QDG=909,69kVA

Será considerado dois circuitos reservas (trifásicos) com potênciamáxima de 50kVA por circuito.

O transformador necessário deverá ter uma potência maior que904,04kVA, assim comercialmente temos o transformador com1000kVA.

100INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

( ) ( ) 909,69I 1.382,133 3 3 380

1600 1400 (3VL87 16- 2 )

QDGL L

D D

P W D VA k AV Fp V

Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens

Page 34: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas

101INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Dimensionamento dos Barramentos do Quadro: CCM1Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 1250ABarramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 160A CCM2Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 630ABarramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 90A

Tabela I(AC~DC)

Barramento Primário (A)

Barramento Secundário (A)

CCM1 1420 179

CCM2 774 112

1 14 2

514 163 11.8 2

3 32.8 4

Page 35: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas

102INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Dimensionamento dos Barramentos do QDG:

Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 1600ABarramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 1250A

Conforme catálogo temos:

Tabela I(AC~DC)

(A)

Barramento Primário 1968

Barramento Secundário 1476

1 32

1 12.2 4

Page 36: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Diagrama dos Disjuntores e QuadrosDiagrama dos Disjuntores e Quadros

103INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Quadro de Distribuição Geral - QDG

Page 37: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Diagrama dos Disjuntores e QuadrosDiagrama dos Disjuntores e Quadros

104INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

CCM 1

Page 38: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Diagrama dos Disjuntores e QuadrosDiagrama dos Disjuntores e Quadros

105INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

CCM 2

Page 39: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Identificação dos Circuitos no QuadroIdentificação dos Circuitos no Quadro

106INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Circuito Nº

Identificação do Circuito Sigla

01 Quadro de Força e Iluminação - 01 QDFL - 01

02 Quadro de Força e Iluminação – 02 QDFL – 02

03 Quadro de Força e Iluminação – 03 QDFL – 03

04 Quadro de Força e Iluminação – 04 QDFL – 04

05 Centro de Controle de Motores 01 CCM1

06 Centro de Controle de Motores 02 CCM2

07 Centro de Controle de Motores 03 CCM3

08 Centro de Controle de Motores 04 CCM4

09 Centro de Controle de Motores 05 CCM5

Quadro de Distribuição Geral Nº 01

Exem

plo

de Id

entif

icaç

ão d

e Q

uadr

os

Page 40: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Identificação dos Circuitos no QuadroIdentificação dos Circuitos no Quadro

107INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Circuito Nº

Identificação do Circuito Sigla

01 Iluminação Escrit. Desenho 001 ILU -ED/001

02 Iluminação Escrit. Projetos 005 ILU -EP/005

03 Iluminação Diretoria - 003 ILU -DR/003

04 Iluminação Gerência - 002 ILU - GR/002

05 Tomada Escrit. Desenho - 001 TOM – ED/001

06 Tomada Escrit. Projetos - 005 TOM – EP/005

07 Tomada Gerência - 002 TOM – GR/002

08 Tomada Diretoria - 003 TOM – DR/003

Quadro de Força e Iluminação Nº 01 – QDFL 01

Exem

plo

de Id

entif

icaç

ão d

e Q

uadr

os

Page 41: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Identificação dos Circuitos no QuadroIdentificação dos Circuitos no Quadro

108INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Circuito Nº

Identificação do Circuito Sigla

01 Fresadora 001 FRD-001

02 Fresadora 002 FRD-00203 Torno Mecânico 001 TNM - 00104 Torno Mecânico 002 TNM - 00205 Torno CNC 001 TCN - 00106 Torno CNC 0012 TCN - 00107 Injetora - 001 INJ - 00108 Injetora – 002 INJ - 00209 Injetora - 003 INJ – 003

Centro de Controle de Motores Nº 01 - CCM 1

Exem

plo

de Id

entif

icaç

ão d

e Q

uadr

os

Page 42: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Dados de CatálogoDados de Catálogo

109

Características dos Transformadores Comerciais

INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 43: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Dados de CatálogoDados de Catálogo

110INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 44: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Dados de CatálogoDados de Catálogo

111INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 45: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Planta Baixa de Tomadas da InstalaçãoPlanta Baixa de Tomadas da Instalação

112INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 46: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Exercício de Cálculo de DemandaExercício de Cálculo de Demanda

1) Considere uma industria representada pela figura abaixo, sendoos motores do grupo 1 de 10CV, os do grupo 2 de 15CV, os dogrupo 3 de 50CV, os do grupo 4 de 100CV e os do grupo 5 de30CV, a iluminação da administração e subestação é compostapor 70 luminárias de 2x40W e a Fábrica de 45 luminárias comlâmpadas de vapor de mercúrio de 250W , o total de TUG é de55 tomadas com 200VA cada, e o de TUE’s são 3 tomadas 32A5pólos. Determine as demandas dos CCM1, CCM2, QDL e QDF ea potência necessária do transformador da Subestação,considere os motores como IV pólos O total de circuitos deIluminação e tomadas no QDFL é de 30 circuitos, sendo 3circuitos de tomadas TUE’s, 11 circuitos de tomada TUG, 7circuitos de luminária fluorescente e 9 circuitos de lumináriade lâmpada de Vapor de Mercúrio. . O QDFL está sendoalimentado pelo CCM1 e o CCM’s alimentados pelo QDG.

113INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 47: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda de IluminaçãoCálculo de Demanda de Iluminação

No quadro de Luz e Tomadas QDFL, temos:• 140 Lâmpada fluorescentes de 40W com reator duplo (2x40)• 45 luminárias lâmpada de Vapor de Mercúrio de 250W.• 55 Tomadas TUG de 200VA• 3 Tomadas TUE de 32A

Divisão dos circuitos para realizar o equilíbrio nas fases:• Lâmpadas Fluorescentes = 7 circuitos• Lâmpadas Vapor de Mercúrio = 9 circuitos• Tomadas monofásicas TUG = 11 circuitos• Tomadas trifásicas TUE = 3 circuitos

Número de dispositivos por circuito:• Fluorescentes = 20 lâmpadas fluorescentes por circuito• Vapor de Mercúrio = 5 lâmpadas Vapor de Mercúrio por circuito• Tomadas TUG= 5 tomadas por circuito• Tomadas TUE = 1 tomada por circuito

114INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 48: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

5 200 4,78220 0,8

TFTUG

F

N PI AV Fp

1 Pr 10 2 40 12 4,40220 0,95FL

F

N PlI AV Fp

Cálculo de Demanda de IluminaçãoCálculo de Demanda de Iluminação

Corrente por circuito de iluminação Fluorescente (IFL):

Corrente por circuito de iluminação Vapor de Mercúrio(IFI):

Corrente por circuito de tomadas (IFTUG):

Corrente por circuito de Tomadas TUE (IFTUE):

115INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

1 Pr 5 250 30 6,70220 0,95MG

F

N PlI AV Fp

1 32,0 32FTUE TUEI N I A

Page 49: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas

116INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Dis

tribu

ição

das

cor

rent

es d

os c

ircui

tos

real

izan

do o

equ

ilíbr

io p

or fa

se

Page 50: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas

117INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Determinando o número de circuitos reserva no QDFL:• Pela tabela 59 da NBR 5410, temos 30 circuitos, logo:• Número de circuitos reserva = 4

Determinado o valor da corrente dos circuitos reserva:

Por uma questão de escolha : utilizaremos 6 circuitos reserva.(lembrando que o valor mínimo de circuitos reserva é 4)

.

.

( )º

144,02 12,0 143,6412

FASEcirc reserva

circ reserva

II maior valor decorrentede fase

N decircuito na fase

I A

Page 51: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas

118INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Dis

tribu

ição

das

cor

rent

es d

os c

ircui

tos

com

a im

plem

enta

ção

dos

circ

uito

s re

serv

as

Page 52: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas

119INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Assim temos que a potência do QDFL será:

Realizando o fator de demanda para o QDFL conforme tabela doFator de Demanda para Iluminação e tomadas temos:

3 3 380 168,02110.587 110587 0,9 99.528,6

L LS V I SS VA P S Fp W

Adotando uma valor médio para o FP = 0,9.

Potência = 29.659,5 W Valor Nominal(W)

Aplicando o Fator de demanda (W)

100% Para os Primeiros 20kW 20.000 20.000

70% Para o excedente 79.528,6 55.670

Valor da potência aplicando o fator de demanda 75.670

Page 53: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção

120INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

O cálculo do Fator de demanda para o QDFL é realizado paradimensionar o disjuntor geral do QDFL:

O valor comercial do disjuntor será: 160A• Especificação pelo catálogo da Siemens : 3VL 27 16 – 1• Especificação pelo catálogo da WEG: DWM160N-150-3

• Especificação dos disjuntores de 6A :Siemens : 5SX1 106-7 WEG: MBW-C6• Especificação dos disjuntores de 10A :Siemens : 5SX1 110-7 WEG: MBW-C10

• Especificação dos disjuntores de 32A :Siemens : 5SX1 332-7 WEG: MBW-C32-3

( ) 75.670 127,743 3 380 0,9QDFL

L

P WI AV Fp

OBS. Todos os disjuntores pertencem a classe C (curva de disparo - C)

Page 54: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas

121INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Dis

tribu

ição

das

cor

rent

es d

os c

ircui

tos

com

a im

plem

enta

ção

dos

circ

uito

s re

serv

as

Page 55: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas

122INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Dimensionamento dos Barramentos do Quadro:

Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 160ABarramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 32A

Conforme catálogo temos:

Tabela I(AC~DC)

(A)

Barramento Primário 179

Barramento Secundário 48 1 18 4

1 14 2

Page 56: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos Motores

Os motores do grupo 1 e 2 estão sendo alimentado peloCentro de Controle de Motores 1 – CCM1, assim temos:

• Motores do grupo 1:

123

1 11( )*7361 * * *

*10*7361 4* *0,83*0,80

0,89*0,831 26.4631 26,463

P CVD Nm Fu FsFp

D

D VAD kVA

Onde: P1=10CVNm=4 motoresη =0,89, tabela motores Fp=0,83, tabela motoresFu=0,83, tabela de Fator de utilização.Fs=0,80 , tabela de Fator de Simultaneidade.

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Page 57: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos Motores

• Motores do grupo 2:

• A demanda Total do CCM1 é:

• A demanda do CCM1=82,6kVA124

2 23( )*7362 * * *

*15*7362 6* *0,83*0,75

0,885*0,832 56,136

P CVD Nm Fu FsFp

D

D kVA

Onde: P2=15CVNm=6 motoresη =0,885 tabela motores Fp=0,83, tabela motoresFu=0,83, tabela de Fator de utilização.Fs=0,75 tabela de Fator de Simultaneidade.

1 2 26.463 56.136( 1) 82.599

DT D DDT CCM VA

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Page 58: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos MotoresOs motores do grupo 3, grupo 4 e grupo 5 estão sendo

alimentado pelo Centro de Controle de Motores 2 – CCM2,assim temos:

• Motores do grupo 3:

• Motores do grupo 4:

125

Onde: P3=50CVNm=6 motoresη =0,924, tabela motores Fp=0,86, tabela motoresFu=0,87, tabela de Fator de utilização.Fs=0,70 , tabela de Fator de Simultan.

3 32( )*7363 * * *

*50*7363 6* *0,87*0,70

0,924*0,863 169, 22

P CVD Nm Fu FsFp

D

D kVA

4 43( )*7364 * * *

*100*7364 3* *0,87*0,85

0,935*0,874 200,727

P CVD Nm Fu FsFp

D

D kVA

P4=100CVNm=3 motoresη =0,935 tabela motores Fp=0,87, tabela motoresFu=0,87 tabela de Fator de utilização.Fs=0,85 tabela de Fator de Simultan.

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Page 59: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos Motores• Motores do grupo 5:

• A demanda Total do CCM2 é:

• A demanda do CCM2=488,01kVA

126

Onde: P5=30CVNm=6 motoresη =0,91 tabela motores Fp=0,84, tabela motoresFu=0,85 tabela de Fator de utilização.Fs=0,70 tabela de Fator de Simultan.

5 53( )*7365 * * *

*30*7365 6* *0,87*0,783

0,91*0,845 118,062

P CVD Nm Fu FsFp

D

D kVA

( 2) 3 4 5 169.220,00 200.727,00 118.062,00( 2) 488,01

DT CCM D D DDT CCM kVA

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Page 60: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção

Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM1Disjuntor reserva: 3 disjuntores (7 A 12 disjuntores)

127INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

L

L

( ) 10*736I 15,71 ( 10 )3 3 380 0,89 0,80

20 16 (3RV10 31-4BA10 )

( ) 15*736I 25,27 ( 153 3 380 0,885 0,75

L

D D

L

P W A corrente domotor CVV Fp

Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens

P W A corrente domotor CV Fp

1

)

32 26 (3RV10 31-4EA10 )

82,682,6 / 10circuitos, logo temos : 8,26 por circuito 10

D D

V

Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens

kCCM kVA p kVA

Page 61: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

1 1

1

1

3 Circuito Reserva + QDFL

82,6 3 8,26 110,587 217,96

( ) 217,96I 333,173 3 380

400 340 (3VL47 40 -1 )

CCML

D D

CCM CCM

CCM k k k kVA

D VA k AV

Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens

Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção

Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM1Disjuntor reserva: 3 disjuntores (7 A 12 disjuntores)

128INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 62: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção

Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM2Disjuntor reserva: 4 disjuntores (13 A 30 disjuntores)

129INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

L

L

( ) 50*736I 70,36 ( 50 )3 3 380 0,924 0,86

90 72 (3RV10 41-4LA10 )

( ) 100*736I 137,47 (3 3 380 0,935 0,87

L

D D

L

P W A corrente domotor CVV Fp

Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens

P W A corrente domotorV Fp

L

100 )

160 140 (3VL27 16 1 )

( ) 30*736I 43,89 ( 30 )3 3 380 0,91 0,84

50 45 (3RV10 41-4HA10

D D

L

D D

CV

Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens

P W A corrente domotor CVV Fp

Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A

)Siemens

Page 63: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção

Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM2Disjuntor reserva: 4 disjuntores (13 A 30 disjuntores)

130INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

2

2 2

2

2

488,01488,01 / 15circuitos, logo temos : 32,534 por circuito 15

4 CircuitoReserva

488,01 4 32,534 618,146

( ) 618,146I 939,1763 3 380

1250

CCML

D

kCCM kVA p kVA

CCM CCM

CCM k k kVA

D VA k AV

Correntedodisjuntor I A térmi

950 (3VL77 12 -1 )Dcoajustado I A Siemens

Page 64: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Demanda Total da IndústriaDemanda Total da Indústria

Demanda Total no QDF (Quadro de Distribuição Geral)DT=Demanda dos CCM´s + a Demanda de Iluminação +TomadasDT=D_CCM1+D_CCM2DT=217,96+618,146 (kVA)DT=836,11kVADemanda do QDG=836,11kVA

Será considerado dois circuitos reservas (trifásicos) com potênciamáxima de 82kVA por circuito.

O transformador necessário deverá ter uma potência maior que836,11kVA, assim comercialmente temos o transformador com1000kVA.

131INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

( ) ( ) 836,11I 1.270,343 3 3 380

1600 1300 (3VL87 16- 2 )

QDGL L

D D

P W D VA k AV Fp V

Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens

Page 65: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas

132INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Dimensionamento dos Barramentos do Quadro: CCM1Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 400ABarramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 160A CCM2Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 1250ABarramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 160A

Tabela I(AC~DC)

Barramento Primário (A)

Barramento Secundário (A)

CCM1 516 179

CCM2 1420 179

1 14 23 18

1 14 23 32.8 4

Page 66: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas

133INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Dimensionamento dos Barramentos do QDG:

Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 1600ABarramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 1250A

Conforme catálogo temos:

Tabela I(AC~DC)

(A)

Barramento Primário 1968

Barramento Secundário 1476

1 32

1 12.2 4

Page 67: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Diagrama dos Disjuntores e QuadrosDiagrama dos Disjuntores e Quadros

134INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Quadro de Distribuição Geral - QDG

Page 68: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Diagrama dos Disjuntores e QuadrosDiagrama dos Disjuntores e Quadros

135INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

CCM 1

Page 69: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Diagrama dos Disjuntores e QuadrosDiagrama dos Disjuntores e Quadros

136INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

CCM 2

Page 70: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Dados de CatálogoDados de Catálogo

137INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 71: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Dados de CatálogoDados de Catálogo

138

Capacidade de Condução de Corrente em Barramento de CobreRelação aproximada de aumento de corrente em barras paralela (espaçamento entre barras na vertical =distância 1 barra e barras na horizontal = distancia de 2 barras. Ex: 15X2, espaçamento vertical mínimo 2mm e na horizontal = 4mm : •2 barra paralela multiplicar por 1,58 e 3 barra em paralelo multiplicar por 2

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Largura EspessuraPol. 1/16 3/32 1/8 3/16 1/4 5/16 3/8

Pol. mm 1,58 2,38 3,17 4,76 6,35 7,94 9,52

1/4 6,35 20 30 40 - - - -

5/16 7,94 25 38 50 - - - -

3/8 9,52 30 45 60 91 121 - -

1/2 12,70 40 60 81 121 161 202 242

5/8 15,87 50 76 101 151 202 252 302

Page 72: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor

139

Em instalações industriais, existe a necessidade de instalardiversos equipamentos cuja as características derendimento e fator de potência não são expressas deforma clara. Com isso podemos adotar uma forma decaracterizar estes valores.

Para realizar o cálculo de demanda em equipamento cujainformação está em potência em Watts e não temos osdados de rendimento e fator de potência, utilizamos aconversão da potência em watts para valores em CV(motor IV pólos) para retirar os dados de rendimento efator de potência, utilizando assim as tabelas desimultaneidade e fator de utilização, conforme exemploabaixo:

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Page 73: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor

140INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 74: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor

141

Nove PET 1500Potência Total Instalada: 86,3 kWPela tabela de motores temos: motor de 125CVDados da tabela: η=0,938 e Fp=0,86

Nove PET 2000Potência Total Instalada: 108,1 kWPela tabela de motores temos: motor de 150CVDados da tabela: η=0,941 e Fp=0,87

*Nota: Não esquecer a área ocupada do equipamento e considerar distância mínimaentre Máquinas de 1500mm. Para corredores laterais utilizar espaço de2000mm e corredores Centrais de 3000mm.

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Page 75: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor

142INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 76: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor

143

SKY BULL 600Potência motores principais : S1 -7,5kW e S2 -11kWPela tabela de motores temos:Motor de 7,5kW motor 10 CVDados da tabela: η=0,89 e Fp=0,83Motor de 11kW motor 15 CVDados da tabela: η=0,885 e Fp=0,83

*Nota: Não esquecer a área ocupada do equipamento e considerar distância mínimaentre Máquinas de 1500mm. Para corredores laterais utilizar espaço de2000mm e corredores Centrais de 3000mm.

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Page 77: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor

144INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 78: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor

145

LOGIC 175Potência Total Instalada: 5,5 kWPela tabela de motores temos: motor de 7,5CVDados da tabela: η=0,88 e Fp=0,82

*Nota: Não esquecer a área ocupada do equipamento e considerar distância mínimaentre Máquinas de 1500mm. Para corredores laterais utilizar espaço de2000mm e corredores Centrais de 3000mm.

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Page 79: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor

146INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

Page 80: Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor

147

Torno CNC CENTUR 30DPotência Total Instalada: 15 kVA

Pela tabela de motores temos: motor de 15CVDados da tabela: η=0,885 e Fp=0,83

INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi

( ) 15.000380 22,793 3 380

380 22,79220 39,500,577 0,577

L

S VAIp V AV

Ip VIp V A