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Eletricidade Aplicada
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PROJETO FINAL 1 Uma fazenda localizada no múnicipio de LençóisBA possui 30 ha e exerce como atividade principal a produção de café Esta possui cinco centros de demanda dentre eles Barracão para processamento B1 Barracão de oficina de equipamentos B2 Escritório da fazenda B3 Sede da fazenda B4 Alojamento para funcionários B5 A tensão é 110 V monofásica circuito monofásico a três condutores e 220 V trifásica Os cálculos de demanda horária encontramse no quadro 3 A localização de cada centro encontrase no quadro 4 Especificação das cargas B1 Motores B11 Motor de 30 CV com rendimento de 089 220 V trifásico fator de potência de 081 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B12 2 Motores de 10 CV com rendimento de 082 220 V trifásico fator de potência de 082 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B13 Motor de 75 CV com rendimento de 086 220 V trifásico fator de potência de 075 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B2 Motores e iluminação com 6 lâmpadas de 150 W B21 Motor de 10 CV com rendimento de 082 220 V trifásico fator de potência de 082 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B22 2 Motores de 75 CV com rendimento de 086 220 V trifásico fator de potência de 075 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B3 Eletrodomésticos e Iluminação com 8 lâmpadas de 100 W incadescentes todas as cargas monofásicas B31 2 geladeiras de 500 W com fator de potência de 08 B32 2 chuveiros de 2500 W com fator de potência de 10 B33 2 TVs de 90 W com fator de potência de 08 B4 Eletrodomésticos e Iluminação com 13 lâmpadas de 100 W incandescentes todas as cargas monofásicas B41 2 geladeiras de 500 W com fator de potência de 08 B42 2 chuveiros de 2500 W com fator de potência de 10 B43 2 TVs de 90 W com fator de potência de 08 B44 ferro de passar roupa de 1000 W com fator de potência de 10 B5 Eletrodomésticos e Iluminação com 16 lâmpadas de 100 W incadescentes todas as cargas monofásicas B51 2 chuveiros de 2500 W com fator de potência de 10 Com essas informações responda a Calcule o pico de demanda e em que horário isso ocorre Quadro 3 b Calcule a localização ideal do transformador pelo médoto do momento elétrico Quadro 4 c Calcule o fator de potência médio da fazenda d Calcule a potencia do transformador em kVA 2 40 Um colono do distrito de irrigação Mandacaru localizado no município de JuazeiroBA pretende construir uma residência O projeto elétrico deve considerar a NBR 54102004 A divisão dos circuitos deve obedecer 1 circuito de iluminação 2 circuito de tomadas de uso geral 3 circuito de chuveiro elétrico de 2500 W e 4 circuito de ar condicionado 1500 W A tensão do sistema é de 220 V monofásico Os condutores estarão dispostos em condutos fechados não enterrados Tabela 8 A temperatura que esses condutores ficarão submetidos é de 40 C em Tabela 6 O método de instalação definido para a capacidade de condução de corrente é o B1 com dois condutores carregados Os condutores são de cobre com isolamento de PVC termoplástico Tabela 2 Com esses dados dimensione a seção transversal do condutor a ser utilizado nos circuitos Utilize os critérios da seção miníma e capacidade de condução de corrente Utilizar o catálogo da Pirelli para dados dos condutores e dimensionamento em anexo Circ Lâmpadas Tomada uso geral Tomada s especiai s Corrent e projeto Corrent e corrigid a Seção transversa l do condutor Quant Total VA Quant Total VA W A A mm2 1 2 3 4 Uma propriedade rural de pequeno porte possui um sistema de irrigação por microaspersão necessitando de um motor elétrico para bombeamento da água Este possui as seguintes características Motor de 10 HP com rendimento de 84 dupla tensão de 380660 V alimentação trifásica de 380 V fator de potência de 085 e fator de serviço de 125 A distância do quadro de força até o motor é de 10 m Os condutores estarão dispostos em condutos fechados A temperatura que esses condutores ficarão submetidos é de 30 C O método de instalação definido para a capacidade de condução de corrente é o B1 com três condutores carregados O isolamento desses é de PVC termoplástico Com essas informações responda a Dimensione os condutores pelo método da capacidade de condução de corrente e da queda de tensão A corrente de rotor bloqueado corrente de partida é 6 vezes a corrente nominal do motor OBS na queda de tensão dimensionar utilizando a corrente de rotor bloqueado corrente de partida e fp de 03 b Considere a rede trifásica do Vale do São Francisco de 380 V É possível o uso da chave estrelatriângulo nesse cenário Explique c Explique os requisitos da partida direta de motores É possível utilizar a partida direta para o acionamento do motor acima d Explique o funcionamento da partida direta tendo como base o circuito de comando abaixo 3 Um produtor de aves de postura necessita dimensionar a quantidade de lâmpadas para induzir a produção de ovos Assim o galpão desse produtor possui 130 m de comprimento 15 m de largura e altura útil de trabalho de 31 m Para aves de postura a recomendação é uma iluminância de 10 lux Os fatores de reflexão do teto parede e piso foram de 30 30 e 10 respectivamente O ambiente é considerado sujo e a manutenção ocorre a cada 7500 horas A lâmpada e luminária selecionada são da marca Philips modelo TLD 36 W830 e TMS 500 2 TLD 32 W respectivamente Calcule o número de lâmpadas e luminárias necessárias para esse galpão Considere duas lâmpadas por luminárias TABELA 2 CAPACIDADES DE CONDUÇÃO DE CORRENTE EM AMPÈRES PARA OS MÉTODOS DE REFERÊNCIA A1 A2 B1 B2 C e D DA TABELA 1 FIOS E CABOS ISOLADOS EM TERMOPLÁSTICO CONDUTOR DE COBRE Fio Pirástico Cabo Pirástico Cabo Pirastic Flex Cabo Sintenax e Cabo Sintenax Flex 2 e 3 condutores carregados Temperatura no condutor 70 C Temperaturas 30 C ambiente e 20 C solo Seções METÓDOS DE INSTALAÇÃO DEFINIDOS NA TABELA 1 nominais A1 A2 B1 B2 C D mm condutores condutores condutores 2 condutores condutores condutores condutores condutores condutores condutores condutores condutores carregados carregados carregados carregados carregados carregados 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 05 7 7 7 9 8 9 8 10 10 8 12 10 075 9 9 9 11 10 11 10 13 11 15 12 1 11 10 11 10 14 12 13 12 15 14 18 15 15 145 135 14 13 175 155 165 15 195 175 22 18 25 195 18 185 175 24 21 23 20 27 24 29 24 4 26 24 25 23 32 28 30 27 36 32 38 31 6 34 31 32 29 41 36 38 34 46 41 47 39 10 46 42 43 39 57 50 52 46 63 57 63 52 16 61 56 57 52 76 68 69 62 85 76 81 67 25 80 73 75 68 101 89 90 80 112 96 104 86 35 99 89 92 83 125 110 111 99 138 119 125 103 50 119 108 110 99 151 134 133 118 168 144 148 122 70 151 136 139 125 192 171 168 149 213 184 183 151 95 182 164 167 150 232 207 201 179 258 223 216 179 120 210 188 192 172 269 239 232 206 299 259 246 203 150 240 216 219 198 309 275 265 238 344 299 278 230 185 273 245 248 223 353 314 300 268 392 341 312 258 240 321 286 291 261 415 370 351 313 481 403 361 297 300 387 328 334 298 477 426 401 358 530 464 408 336 400 438 390 398 355 571 510 477 425 634 557 478 394 500 502 447 456 406 656 587 545 486 729 642 540 445 630 578 514 526 467 758 678 626 559 843 743 614 506 800 669 593 609 540 881 788 723 645 978 865 700 577 1000 767 679 698 618 1012 906 827 738 1125 996 792 652 De acordo com a tabela 31 da NBR 54101997 TABELA 6 FATORES DE CORREÇÃO PARA TEMPERATURAS AMBIENTES DIFERENTES DE 30 C PARA LINHAS NÃO SUBTERRÂNEAS E DE 20 C TEMPERATURA DO SOLO PARA LINHAS SUBTERRÂNEAS Temperatura ISOLAÇÃO C PVC EPR ou XLPE PVC EPR ou XLPE Ambiente Do solo 10 122 115 110 107 15 117 112 105 104 20 112 108 1 1 25 106 104 095 096 30 1 1 089 093 35 094 096 084 088 40 087 091 077 085 45 079 087 071 080 50 071 082 063 076 55 061 076 055 071 60 050 071 045 065 65 065 060 70 058 053 75 050 046 80 041 038 De acordo com a tabela 35 da NBR 54101997 TABELA 8 FATORES DE CORREÇÃO PARA AGRUPAMENTO DE CIRCUITOS OU CABOS MULTIPOLARES Item Disposição Número de circuitos ou de cabos multipolares Tabelas dos dos cabos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20 métodos de justapostos referência 1 Feixe de cabos ao ar livre ou sobre superfície cabos em condutos fechados 100 080 070 085 080 057 054 052 050 045 041 038 31 a 34 métodos A a F 2 Camada única sobre parede piso ou em bandeja não perfurada ou prateleira 100 085 079 075 073 072 072 071 070 31 e 32 método C 3 Camada única no teto 095 081 072 088 066 064 063 062 061 Nenhum fator de redução adicional para mais de 9 circuitos ou cabos multipolares 4 Camada única em bandeja perfurada horizontal ou vertical nota G 100 088 082 077 075 073 073 072 072 33 e 34 métodos E e F 5 Camada única em leito suporte nota G 100 087 082 080 080 079 079 078 078 De acordo com a tabela 37 da NBR 54101997 Os valores de resistências elétricas e reatâncias indutivas indicadas na tabela a seguir são valores médios e destinamse a cálculos aproximados de circuitos elétricos utilizandose a seguinte fórmula Z R cos ɸ X sen ɸ TABELA 22 RESISTÊNCIAS ELÉTRICAS E REATÂNCIAS INDUTIVAS DE FIOS E CABOS ISOLADOS EM PVC EPR E XLPE EM CONDUTOS FECHADOS VALORES EM Ω km Seção Rcc Ω Condutos nãomagnéticos Ω mm² Circuitos FN FF 3F Rca XL 1 2 3 4 15 121 1448 016 25 741 887 015 4 461 552 014 6 308 369 013 10 183 216 013 16 115 138 012 25 073 087 012 35 052 063 011 50 039 047 011 70 027 032 010 95 019 023 010 120 015 019 010 150 012 015 010 185 0099 012 0094 240 0075 0004 0098 300 0060 0078 0097 400 0047 0083 0096 500 0037 0052 0095 630 0028 0043 0093 800 0022 0037 0089 1000 0018 0033 0088 Tabela 1Valores do coeficiente t da fórmula da queda de tensão tipos de circuito Questão 1 Tabela 2Resistência em corrente alternada Rca e reatância indutiva Xl para Cabos Alumínio Nus temperatura de operação 75 Questão 1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO COLEGIADO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA E AMBIENTAL Quadro 3 Demanda horária de cada centro de demanda Questão 1 Centr o 1h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 9h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h 19h 20h 21h 22h 23h 24h B1 x x x x x x x x x x x x x B2 x x x x x x x x B3 x x x x x x x x B4 x x x x x x x x x B5 x x x x x x x x x TOTA L kW Total kVA Quadro 4 Localização dos centros de demanda Questão 1 Centros de demanda Localização X Y Demanda W B1 25 43 B2 10 32 B3 15 18 B4 54 3 B5 36 31 Transformador PROJETO FINAL 1 Uma fazenda localizada no múnicipio de LençóisBA possui 30 ha e exerce como atividade principal a produção de café Esta possui cinco centros de demanda dentre eles Barracão para processamento B1 Barracão de oficina de equipamentos B2 Escritório da fazenda B3 Sede da fazenda B4 Alojamento para funcionários B5 A tensão é 110 V monofásica circuito monofásico a três condutores e 220 V trifásica Os cálculos de demanda horária encontramse no quadro 3 A localização de cada centro encontrase no quadro 4 Especificação das cargas B1 Motores B11 Motor de 30 CV com rendimento de 089 220 V trifásico fator de potência de 081 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B12 2 Motores de 10 CV com rendimento de 082 220 V trifásico fator de potência de 082 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B13 Motor de 75 CV com rendimento de 086 220 V trifásico fator de potência de 075 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B2 Motores e iluminação com 6 lâmpadas de 150 W B21 Motor de 10 CV com rendimento de 082 220 V trifásico fator de potência de 082 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B22 2 Motores de 75 CV com rendimento de 086 220 V trifásico fator de potência de 075 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B3 Eletrodomésticos e Iluminação com 8 lâmpadas de 100 W incadescentes todas as cargas monofásicas B31 2 geladeiras de 500 W com fator de potência de 08 B32 2 chuveiros de 2500 W com fator de potência de 10 B33 2 TVs de 90 W com fator de potência de 08 B4 Eletrodomésticos e Iluminação com 13 lâmpadas de 100 W incandescentes todas as cargas monofásicas B41 2 geladeiras de 500 W com fator de potência de 08 B42 2 chuveiros de 2500 W com fator de potência de 10 B43 2 TVs de 90 W com fator de potência de 08 B44 ferro de passar roupa de 1000 W com fator de potência de 10 B5 Eletrodomésticos e Iluminação com 16 lâmpadas de 100 W incadescentes todas as cargas monofásicas B51 2 chuveiros de 2500 W com fator de potência de 10 Com essas informações responda a Calcule o pico de demanda e em que horário isso ocorre Quadro 3 b Calcule a localização ideal do transformador pelo médoto do momento elétrico Quadro 4 c Calcule o fator de potência médio da fazenda d Calcule a potencia do transformador em kVA 2 40 Um colono do distrito de irrigação Mandacaru localizado no município de JuazeiroBA pretende construir uma residência O projeto elétrico deve considerar a NBR 54102004 A divisão dos circuitos deve obedecer 1 circuito de iluminação 2 circuito de tomadas de uso geral 3 circuito de chuveiro elétrico de 2500 W e 4 circuito de ar condicionado 1500 W A tensão do sistema é de 220 V monofásico Os condutores estarão dispostos em condutos fechados não enterrados Tabela 8 A temperatura que esses condutores ficarão submetidos é de 40 C em Tabela 6 O método de instalação definido para a capacidade de condução de corrente é o B1 com dois condutores carregados Os condutores são de cobre com isolamento de PVC termoplástico Tabela 2 Com esses dados dimensione a seção transversal do condutor a ser utilizado nos circuitos Utilize os critérios da seção miníma e capacidade de condução de corrente Utilizar o catálogo da Pirelli para dados dos condutores e dimensionamento em anexo Circ Lâmpadas Tomada uso geral Tomada s especiai s Corrent e projeto Corrent e corrigid a Seção transversa l do condutor Quant Total VA Quant Total VA W A A mm2 1 2 3 4 Uma propriedade rural de pequeno porte possui um sistema de irrigação por microaspersão necessitando de um motor elétrico para bombeamento da água Este possui as seguintes características Motor de 10 HP com rendimento de 84 dupla tensão de 380660 V alimentação trifásica de 380 V fator de potência de 085 e fator de serviço de 125 A distância do quadro de força até o motor é de 10 m Os condutores estarão dispostos em condutos fechados A temperatura que esses condutores ficarão submetidos é de 30 C O método de instalação definido para a capacidade de condução de corrente é o B1 com três condutores carregados O isolamento desses é de PVC termoplástico Com essas informações responda a Dimensione os condutores pelo método da capacidade de condução de corrente e da queda de tensão A corrente de rotor bloqueado corrente de partida é 6 vezes a corrente nominal do motor OBS na queda de tensão dimensionar utilizando a corrente de rotor bloqueado corrente de partida e fp de 03 b Considere a rede trifásica do Vale do São Francisco de 380 V É possível o uso da chave estrelatriângulo nesse cenário Explique c Explique os requisitos da partida direta de motores É possível utilizar a partida direta para o acionamento do motor acima d Explique o funcionamento da partida direta tendo como base o circuito de comando abaixo 3 Um produtor de aves de postura necessita dimensionar a quantidade de lâmpadas para induzir a produção de ovos Assim o galpão desse produtor possui 130 m de comprimento 15 m de largura e altura útil de trabalho de 31 m Para aves de postura a recomendação é uma iluminância de 10 lux Os fatores de reflexão do teto parede e piso foram de 30 30 e 10 respectivamente O ambiente é considerado sujo e a manutenção ocorre a cada 7500 horas A lâmpada e luminária selecionada são da marca Philips modelo TLD 36 W830 e TMS 500 2 TLD 32 W respectivamente Calcule o número de lâmpadas e luminárias necessárias para esse galpão Considere duas lâmpadas por luminárias TABELA 2 CAPACIDADES DE CONDUÇÃO DE CORRENTE EM AMPÈRES PARA OS MÉTODOS DE REFERÊNCIA A1 A2 B1 B2 C e D DA TABELA 1 FIOS E CABOS ISOLADOS EM TERMOPLÁSTICO CONDUTOR DE COBRE Fio Pirástico Cabo Pirástico Cabo Pirastic Flex Cabo Sintenax e Cabo Sintenax Flex 2 e 3 condutores carregados Temperatura no condutor 70 C Temperaturas 30 C ambiente e 20 C solo Seções METÓDOS DE INSTALAÇÃO DEFINIDOS NA TABELA 1 nominais A1 A2 B1 B2 C D mm condutores condutores condutores 2 condutores condutores condutores condutores condutores condutores condutores condutores condutores carregados carregados carregados carregados carregados carregados 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 05 7 7 7 9 8 9 8 10 10 8 12 10 075 9 9 9 11 10 11 10 13 11 15 12 1 11 10 11 10 14 12 13 12 15 14 18 15 15 145 135 14 13 175 155 165 15 195 175 22 18 25 195 18 185 175 24 21 23 20 27 24 29 24 4 26 24 25 23 32 28 30 27 36 32 38 31 6 34 31 32 29 41 36 38 34 46 41 47 39 10 46 42 43 39 57 50 52 46 63 57 63 52 16 61 56 57 52 76 68 69 62 85 76 81 67 25 80 73 75 68 101 89 90 80 112 96 104 86 35 99 89 92 83 125 110 111 99 138 119 125 103 50 119 108 110 99 151 134 133 118 168 144 148 122 70 151 136 139 125 192 171 168 149 213 184 183 151 95 182 164 167 150 232 207 201 179 258 223 216 179 120 210 188 192 172 269 239 232 206 299 259 246 203 150 240 216 219 198 309 275 265 238 344 299 278 230 185 273 245 248 223 353 314 300 268 392 341 312 258 240 321 286 291 261 415 370 351 313 481 403 361 297 300 387 328 334 298 477 426 401 358 530 464 408 336 400 438 390 398 355 571 510 477 425 634 557 478 394 500 502 447 456 406 656 587 545 486 729 642 540 445 630 578 514 526 467 758 678 626 559 843 743 614 506 800 669 593 609 540 881 788 723 645 978 865 700 577 1000 767 679 698 618 1012 906 827 738 1125 996 792 652 De acordo com a tabela 31 da NBR 54101997 TABELA 6 FATORES DE CORREÇÃO PARA TEMPERATURAS AMBIENTES DIFERENTES DE 30 C PARA LINHAS NÃO SUBTERRÂNEAS E DE 20 C TEMPERATURA DO SOLO PARA LINHAS SUBTERRÂNEAS Temperatura ISOLAÇÃO C PVC EPR ou XLPE PVC EPR ou XLPE Ambiente Do solo 10 122 115 110 107 15 117 112 105 104 20 112 108 1 1 25 106 104 095 096 30 1 1 089 093 35 094 096 084 088 40 087 091 077 085 45 079 087 071 080 50 071 082 063 076 55 061 076 055 071 60 050 071 045 065 65 065 060 70 058 053 75 050 046 80 041 038 De acordo com a tabela 35 da NBR 54101997 TABELA 8 FATORES DE CORREÇÃO PARA AGRUPAMENTO DE CIRCUITOS OU CABOS MULTIPOLARES Item Disposição dos cabos justapostos Número de círculos ou de cabos multipolares Tabelas dos métodos de referência 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20 1 Feixe de cabos ao ar livre ou sobre superfície cabos em condutos fechados 100 080 070 085 060 057 054 052 050 045 041 038 31 a 34 métodos A a F 2 Camada única sobre parede piso ou em bandeja não perfurada ou prateleira 100 085 079 075 073 072 072 071 070 31 e 32 método C 3 Camada única no teto 095 081 072 088 066 064 063 062 061 Nenhum fator de redução adicional para mais de 9 circuitos ou cabos multipolares 4 Camada única em bandeja perfurada horizontal ou vertical nota G 100 088 082 077 075 073 073 072 072 33 e 34 métodos E e F 5 Camada única em leito suporte nota G 100 087 082 080 080 079 079 078 078 De acordo com a tabela 37 da NBR 54101997 Os valores de resistências elétricas e reatâncias indutivas indicadas na tabela a seguir são valores médios e destinamse a cálculos aproximados de circuitos elétricos utilizandose a seguinte fórmula Z R cos X sen TABELA 22 RESISTÊNCIAS ELÉTRICAS E REATÂNCIAS INDUTIVAS DE FIOS E CABOS ISOLADOS EM PVC EPR E XLPE EM CONDUTOS FECHADOS VALORES EM km Seção mm² Rcc Condutos nãomagnéticos Circuitos FN FF 3F Rca Xl 1 2 3 4 15 121 1448 016 25 741 887 015 4 461 552 014 6 308 369 013 10 183 216 013 16 115 138 012 25 073 087 012 35 052 063 011 50 039 047 011 70 027 032 010 95 019 023 010 120 015 019 010 150 012 015 010 185 0099 012 0094 240 0075 0004 0098 300 0060 0078 0097 400 0047 0083 0096 500 0037 0052 0095 630 0028 0043 0093 800 0022 0037 0089 1000 0018 0033 0088 Tabela 1Valores do coeficiente t da fórmula da queda de tensão tipos de circuito Questão 1 Tabela 2Resistência em corrente alternada Rca e reatância indutiva Xl para Cabos Alumínio Nus temperatura de operação 75 Questão 1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO COLEGIADO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA E AMBIENTAL Quadro 3 Demanda horária de cada centro de demanda Questão 1 Centr o 1h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 9h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h 19h 20h 21h 22h 23h 24h B1 x x x x x x x x x x x x x B2 x x x x x x x x B3 x x x x x x x x B4 x x x x x x x x x B5 x x x x x x x x x TOTA L kW Total kVA Quadro 4 Localização dos centros de demanda Questão 1 Centros de demanda Localização X Y Demanda W B1 25 43 B2 10 32 B3 15 18 B4 54 3 B5 36 31 Transformador RESPOSTAS QUESTÃO 1 A A partir do quadro de horários fornecido podemos calcular a demanda horária para cada centro de demanda A letra x representa o período de tempo em que cada centro de demanda está operando Os cálculos da demanda total em kW para cada hora do dia são os seguintes O pico de demanda ocorre quando a demanda total é máxima Pico de Demanda 30 kW ocorre nas horas 3h 4h 5h 16h 17h Portanto o pico de demanda ocorre nas horas de 3h 4h 5h 16h e 17h B Para calcular a localização ideal do transformador usando o método do momento elétrico precisamos calcular o momento elétrico total em relação a cada centro de demanda e encontrar o ponto onde esse momento elétrico é mínimo O momento elétrico é calculado multiplicando a demanda de cada centro de demanda pela distância euclidiana entre o centro de demanda e o ponto onde o transformador seria localizado C Para calcular o fator de potência médio da fazenda primeiro precisamos calcular a potência aparente kVA e a potência real kW de cada centro de demanda utilizando a fórmula Potência Aparente kVA Potência Real kW Fator de Potência Dado que a potência aparente é a relação entre a potência real e o fator de potência podemos rearranjar essa fórmula para calcular o fator de potência Fator de Potência Potência Real kW Potência Aparente kVA Depois calculamos a potência aparente total e a potência real total somando as potências individuais de cada centro de demanda Finalmente o fator de potência médio da fazenda é dado pela razão entre a potência real total e a potência aparente total Vamos calcular o fator de potência médio usando as demandas horárias e fatores de potência que você forneceu B1 Potência Real B1 Demanda B1 Fator de Potência B1 Potência Aparente B1 Potência Real B1 Fator de Potência B1 B2 Potência Real B2 Demanda B2 Fator de Potência B2 Potência Aparente B2 Potência Real B2 Fator de Potência B2 B3 Potência Real B3 Demanda B3 Fator de Potência B3 Potência Aparente B3 Potência Real B3 Fator de Potência B3 B4 Potência Real B4 Demanda B4 Fator de Potência B4 Potência Aparente B4 Potência Real B4 Fator de Potência B4 B5 Potência Real B5 Demanda B5 Fator de Potência B5 Potência Aparente B5 Potência Real B5 Fator de Potência B5 Calculando as somas totais Potência Real Total Potência Real B1 Potência Real B2 Potência Real B3 Potência Real B4 Potência Real B5 Potência Aparente Total Potência Aparente B1 Potência Aparente B2 Potência Aparente B3 Potência Aparente B4 Potência Aparente B5 Fator de Potência Médio Fator de Potência Médio Potência Real Total Potência Aparente Total Calculando esses valores com base nas demandas e fatores de potência fornecidos você poderá obter o fator de potência médio da fazenda D Para calcular a potência do transformador em kVA você pode somar as potências aparentes kVA de todos os centros de demanda Isso lhe dará a potência total necessária para atender a todas as cargas da fazenda Vamos calcular isso Primeiro vamos calcular a potência aparente kVA para cada centro de demanda usando a fórmula Potência Aparente kVA Potência Real kW Fator de Potência Agora vamos calcular as potências aparentes para cada centro de demanda B1 Potência Aparente B1 Demanda B1 Fator de Potência B1 B2 Potência Aparente B2 Demanda B2 Fator de Potência B2 B3 Potência Aparente B3 Demanda B3 Fator de Potência B3 B4 Potência Aparente B4 Demanda B4 Fator de Potência B4 B5 Potência Aparente B5 Demanda B5 Fator de Potência B5 Agora calcule a potência aparente total somando as potências aparentes individuais de cada centro de demanda Potência Aparente Total Potência Aparente B1 Potência Aparente B2 Potência Aparente B3 Potência Aparente B4 Potência Aparente B5 A potência do transformador em kVA será igual à potência aparente total Potência do Transformador kVA Potência Aparente Total Calcule essa potência utilizando as demandas e fatores de potência que você forneceu para cada centro de demanda Isso lhe dará a potência necessária para dimensionar o transformador de acordo com as cargas da fazenda QUESTÃO 2 a Dimensionamento dos Condutores Para dimensionar os condutores pelo método da capacidade de condução de corrente e da queda de tensão precisamos considerar os seguintes passos Cálculo da Corrente de Partida A corrente de partida é 6 vezes a corrente nominal do motor Corrente de Partida Ip 6 Corrente Nominal do Motor Cálculo da Corrente de Projeto para a Queda de Tensão Corrente de Projeto Iz Corrente de Partida Ip Fator de Potência fp Dimensionamento da Seção dos Condutores pela Capacidade de Condução de Corrente Usaremos o método B1 com três condutores carregados e a temperatura de 30 C Você pode utilizar tabelas ou fórmulas do catálogo de cabos elétricos para encontrar a seção mínima adequada para a corrente calculada Cálculo da Queda de Tensão A queda de tensão pode ser calculada usando a fórmula Queda de Tensão Ip L R 100 U S onde Ip Corrente de Partida L Comprimento do circuito distância do quadro ao motor R Resistência dos Condutores por unidade de comprimento U Tensão Nominal 380 V S Seção Transversal dos Condutores b Chave EstrelaTriângulo A chave estrelatriângulo é usada para reduzir a corrente de partida do motor o que é benéfico para a rede elétrica e para o próprio motor Porém a chave estrelatriângulo não é recomendada para motores com fator de potência muito baixo como no caso do motor fornecido com fator de potência de 085 Nesse cenário a corrente de partida não será reduzida significativamente e portanto a chave estrelatriângulo não é eficaz c Partida Direta de Motores A partida direta de motores é um método simples de partida onde o motor é conectado diretamente à fonte de alimentação No entanto esse método pode causar picos de corrente de partida que podem ser prejudiciais ao motor e à rede elétrica A partida direta é recomendada para motores de pequena potência No caso do motor fornecido 10 HP a partida direta pode causar uma corrente de partida elevada especialmente com um fator de potência de 085 Isso pode causar problemas na rede elétrica e também prejudicar o motor Portanto a partida direta pode não ser a melhor opção para esse motor d Funcionamento da Partida Direta Infelizmente você não forneceu o circuito de comando que mencionou Se você puder fornecer mais detalhes sobre o circuito de comando que deseja que eu explique ficarei feliz em ajudar a esclarecer seu funcionamento Geralmente na partida direta um contatoor é usado para conectar diretamente o motor à fonte de alimentação Esse contatoor fecha o circuito e inicia o motor o que pode resultar em picos de corrente Para evitar isso outros dispositivos de controle como relés de sobrecarga podem ser usados para proteger o motor QUESTÃO 3 Para calcular o número de lâmpadas e luminárias necessárias para iluminar o galpão de acordo com a iluminância recomendada precisamos seguir alguns passos Passo 1 Cálculo da área do galpão Área Comprimento x Largura Área 130 m x 15 m Área 1950 m² Passo 2 Cálculo do volume do galpão Volume Área x Altura Volume 1950 m² x 31 m Volume 6045 m³ Passo 3 Cálculo do fluxo luminoso necessário Para calcular o fluxo luminoso necessário usamos a fórmula Fluxo Luminoso lm Iluminância lux x Área m² Fluxo Luminoso 10 lux x 1950 m² Fluxo Luminoso 19500 lm Passo 4 Cálculo do número de lâmpadas Vamos calcular o número de lâmpadas necessárias usando a fórmula Número de Lâmpadas Fluxo Luminoso Total Fluxo Luminoso por Lâmpada O modelo de lâmpada é o Philips TLD 36 W830 cujo fluxo luminoso é de 2900 lm Número de Lâmpadas 19500 lm 2900 lm por lâmpada Número de Lâmpadas 672 Arredondando para cima para garantir a iluminação adequada 7 lâmpadas Passo 5 Cálculo do número de luminárias Como cada luminária pode conter duas lâmpadas precisamos de 72 35 luminárias Arredondando para cima 4 luminárias Portanto para iluminar adequadamente o galpão você precisaria de aproximadamente 7 lâmpadas e 4 luminárias da marca Philips modelo TLD 36 W830 e TMS 500 2 TLD 32 W respectivamente Certifiquese de que as lâmpadas e luminárias estejam distribuídas uniformemente no espaço para alcançar uma iluminação homogênea Além disso lembrese de considerar fatores como o ângulo de instalação e as características do ambiente
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PROJETO FINAL 1 Uma fazenda localizada no múnicipio de LençóisBA possui 30 ha e exerce como atividade principal a produção de café Esta possui cinco centros de demanda dentre eles Barracão para processamento B1 Barracão de oficina de equipamentos B2 Escritório da fazenda B3 Sede da fazenda B4 Alojamento para funcionários B5 A tensão é 110 V monofásica circuito monofásico a três condutores e 220 V trifásica Os cálculos de demanda horária encontramse no quadro 3 A localização de cada centro encontrase no quadro 4 Especificação das cargas B1 Motores B11 Motor de 30 CV com rendimento de 089 220 V trifásico fator de potência de 081 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B12 2 Motores de 10 CV com rendimento de 082 220 V trifásico fator de potência de 082 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B13 Motor de 75 CV com rendimento de 086 220 V trifásico fator de potência de 075 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B2 Motores e iluminação com 6 lâmpadas de 150 W B21 Motor de 10 CV com rendimento de 082 220 V trifásico fator de potência de 082 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B22 2 Motores de 75 CV com rendimento de 086 220 V trifásico fator de potência de 075 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B3 Eletrodomésticos e Iluminação com 8 lâmpadas de 100 W incadescentes todas as cargas monofásicas B31 2 geladeiras de 500 W com fator de potência de 08 B32 2 chuveiros de 2500 W com fator de potência de 10 B33 2 TVs de 90 W com fator de potência de 08 B4 Eletrodomésticos e Iluminação com 13 lâmpadas de 100 W incandescentes todas as cargas monofásicas B41 2 geladeiras de 500 W com fator de potência de 08 B42 2 chuveiros de 2500 W com fator de potência de 10 B43 2 TVs de 90 W com fator de potência de 08 B44 ferro de passar roupa de 1000 W com fator de potência de 10 B5 Eletrodomésticos e Iluminação com 16 lâmpadas de 100 W incadescentes todas as cargas monofásicas B51 2 chuveiros de 2500 W com fator de potência de 10 Com essas informações responda a Calcule o pico de demanda e em que horário isso ocorre Quadro 3 b Calcule a localização ideal do transformador pelo médoto do momento elétrico Quadro 4 c Calcule o fator de potência médio da fazenda d Calcule a potencia do transformador em kVA 2 40 Um colono do distrito de irrigação Mandacaru localizado no município de JuazeiroBA pretende construir uma residência O projeto elétrico deve considerar a NBR 54102004 A divisão dos circuitos deve obedecer 1 circuito de iluminação 2 circuito de tomadas de uso geral 3 circuito de chuveiro elétrico de 2500 W e 4 circuito de ar condicionado 1500 W A tensão do sistema é de 220 V monofásico Os condutores estarão dispostos em condutos fechados não enterrados Tabela 8 A temperatura que esses condutores ficarão submetidos é de 40 C em Tabela 6 O método de instalação definido para a capacidade de condução de corrente é o B1 com dois condutores carregados Os condutores são de cobre com isolamento de PVC termoplástico Tabela 2 Com esses dados dimensione a seção transversal do condutor a ser utilizado nos circuitos Utilize os critérios da seção miníma e capacidade de condução de corrente Utilizar o catálogo da Pirelli para dados dos condutores e dimensionamento em anexo Circ Lâmpadas Tomada uso geral Tomada s especiai s Corrent e projeto Corrent e corrigid a Seção transversa l do condutor Quant Total VA Quant Total VA W A A mm2 1 2 3 4 Uma propriedade rural de pequeno porte possui um sistema de irrigação por microaspersão necessitando de um motor elétrico para bombeamento da água Este possui as seguintes características Motor de 10 HP com rendimento de 84 dupla tensão de 380660 V alimentação trifásica de 380 V fator de potência de 085 e fator de serviço de 125 A distância do quadro de força até o motor é de 10 m Os condutores estarão dispostos em condutos fechados A temperatura que esses condutores ficarão submetidos é de 30 C O método de instalação definido para a capacidade de condução de corrente é o B1 com três condutores carregados O isolamento desses é de PVC termoplástico Com essas informações responda a Dimensione os condutores pelo método da capacidade de condução de corrente e da queda de tensão A corrente de rotor bloqueado corrente de partida é 6 vezes a corrente nominal do motor OBS na queda de tensão dimensionar utilizando a corrente de rotor bloqueado corrente de partida e fp de 03 b Considere a rede trifásica do Vale do São Francisco de 380 V É possível o uso da chave estrelatriângulo nesse cenário Explique c Explique os requisitos da partida direta de motores É possível utilizar a partida direta para o acionamento do motor acima d Explique o funcionamento da partida direta tendo como base o circuito de comando abaixo 3 Um produtor de aves de postura necessita dimensionar a quantidade de lâmpadas para induzir a produção de ovos Assim o galpão desse produtor possui 130 m de comprimento 15 m de largura e altura útil de trabalho de 31 m Para aves de postura a recomendação é uma iluminância de 10 lux Os fatores de reflexão do teto parede e piso foram de 30 30 e 10 respectivamente O ambiente é considerado sujo e a manutenção ocorre a cada 7500 horas A lâmpada e luminária selecionada são da marca Philips modelo TLD 36 W830 e TMS 500 2 TLD 32 W respectivamente Calcule o número de lâmpadas e luminárias necessárias para esse galpão Considere duas lâmpadas por luminárias TABELA 2 CAPACIDADES DE CONDUÇÃO DE CORRENTE EM AMPÈRES PARA OS MÉTODOS DE REFERÊNCIA A1 A2 B1 B2 C e D DA TABELA 1 FIOS E CABOS ISOLADOS EM TERMOPLÁSTICO CONDUTOR DE COBRE Fio Pirástico Cabo Pirástico Cabo Pirastic Flex Cabo Sintenax e Cabo Sintenax Flex 2 e 3 condutores carregados Temperatura no condutor 70 C Temperaturas 30 C ambiente e 20 C solo Seções METÓDOS DE INSTALAÇÃO DEFINIDOS NA TABELA 1 nominais A1 A2 B1 B2 C D mm condutores condutores condutores 2 condutores condutores condutores condutores condutores condutores condutores condutores condutores carregados carregados carregados carregados carregados carregados 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 05 7 7 7 9 8 9 8 10 10 8 12 10 075 9 9 9 11 10 11 10 13 11 15 12 1 11 10 11 10 14 12 13 12 15 14 18 15 15 145 135 14 13 175 155 165 15 195 175 22 18 25 195 18 185 175 24 21 23 20 27 24 29 24 4 26 24 25 23 32 28 30 27 36 32 38 31 6 34 31 32 29 41 36 38 34 46 41 47 39 10 46 42 43 39 57 50 52 46 63 57 63 52 16 61 56 57 52 76 68 69 62 85 76 81 67 25 80 73 75 68 101 89 90 80 112 96 104 86 35 99 89 92 83 125 110 111 99 138 119 125 103 50 119 108 110 99 151 134 133 118 168 144 148 122 70 151 136 139 125 192 171 168 149 213 184 183 151 95 182 164 167 150 232 207 201 179 258 223 216 179 120 210 188 192 172 269 239 232 206 299 259 246 203 150 240 216 219 198 309 275 265 238 344 299 278 230 185 273 245 248 223 353 314 300 268 392 341 312 258 240 321 286 291 261 415 370 351 313 481 403 361 297 300 387 328 334 298 477 426 401 358 530 464 408 336 400 438 390 398 355 571 510 477 425 634 557 478 394 500 502 447 456 406 656 587 545 486 729 642 540 445 630 578 514 526 467 758 678 626 559 843 743 614 506 800 669 593 609 540 881 788 723 645 978 865 700 577 1000 767 679 698 618 1012 906 827 738 1125 996 792 652 De acordo com a tabela 31 da NBR 54101997 TABELA 6 FATORES DE CORREÇÃO PARA TEMPERATURAS AMBIENTES DIFERENTES DE 30 C PARA LINHAS NÃO SUBTERRÂNEAS E DE 20 C TEMPERATURA DO SOLO PARA LINHAS SUBTERRÂNEAS Temperatura ISOLAÇÃO C PVC EPR ou XLPE PVC EPR ou XLPE Ambiente Do solo 10 122 115 110 107 15 117 112 105 104 20 112 108 1 1 25 106 104 095 096 30 1 1 089 093 35 094 096 084 088 40 087 091 077 085 45 079 087 071 080 50 071 082 063 076 55 061 076 055 071 60 050 071 045 065 65 065 060 70 058 053 75 050 046 80 041 038 De acordo com a tabela 35 da NBR 54101997 TABELA 8 FATORES DE CORREÇÃO PARA AGRUPAMENTO DE CIRCUITOS OU CABOS MULTIPOLARES Item Disposição Número de circuitos ou de cabos multipolares Tabelas dos dos cabos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20 métodos de justapostos referência 1 Feixe de cabos ao ar livre ou sobre superfície cabos em condutos fechados 100 080 070 085 080 057 054 052 050 045 041 038 31 a 34 métodos A a F 2 Camada única sobre parede piso ou em bandeja não perfurada ou prateleira 100 085 079 075 073 072 072 071 070 31 e 32 método C 3 Camada única no teto 095 081 072 088 066 064 063 062 061 Nenhum fator de redução adicional para mais de 9 circuitos ou cabos multipolares 4 Camada única em bandeja perfurada horizontal ou vertical nota G 100 088 082 077 075 073 073 072 072 33 e 34 métodos E e F 5 Camada única em leito suporte nota G 100 087 082 080 080 079 079 078 078 De acordo com a tabela 37 da NBR 54101997 Os valores de resistências elétricas e reatâncias indutivas indicadas na tabela a seguir são valores médios e destinamse a cálculos aproximados de circuitos elétricos utilizandose a seguinte fórmula Z R cos ɸ X sen ɸ TABELA 22 RESISTÊNCIAS ELÉTRICAS E REATÂNCIAS INDUTIVAS DE FIOS E CABOS ISOLADOS EM PVC EPR E XLPE EM CONDUTOS FECHADOS VALORES EM Ω km Seção Rcc Ω Condutos nãomagnéticos Ω mm² Circuitos FN FF 3F Rca XL 1 2 3 4 15 121 1448 016 25 741 887 015 4 461 552 014 6 308 369 013 10 183 216 013 16 115 138 012 25 073 087 012 35 052 063 011 50 039 047 011 70 027 032 010 95 019 023 010 120 015 019 010 150 012 015 010 185 0099 012 0094 240 0075 0004 0098 300 0060 0078 0097 400 0047 0083 0096 500 0037 0052 0095 630 0028 0043 0093 800 0022 0037 0089 1000 0018 0033 0088 Tabela 1Valores do coeficiente t da fórmula da queda de tensão tipos de circuito Questão 1 Tabela 2Resistência em corrente alternada Rca e reatância indutiva Xl para Cabos Alumínio Nus temperatura de operação 75 Questão 1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO COLEGIADO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA E AMBIENTAL Quadro 3 Demanda horária de cada centro de demanda Questão 1 Centr o 1h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 9h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h 19h 20h 21h 22h 23h 24h B1 x x x x x x x x x x x x x B2 x x x x x x x x B3 x x x x x x x x B4 x x x x x x x x x B5 x x x x x x x x x TOTA L kW Total kVA Quadro 4 Localização dos centros de demanda Questão 1 Centros de demanda Localização X Y Demanda W B1 25 43 B2 10 32 B3 15 18 B4 54 3 B5 36 31 Transformador PROJETO FINAL 1 Uma fazenda localizada no múnicipio de LençóisBA possui 30 ha e exerce como atividade principal a produção de café Esta possui cinco centros de demanda dentre eles Barracão para processamento B1 Barracão de oficina de equipamentos B2 Escritório da fazenda B3 Sede da fazenda B4 Alojamento para funcionários B5 A tensão é 110 V monofásica circuito monofásico a três condutores e 220 V trifásica Os cálculos de demanda horária encontramse no quadro 3 A localização de cada centro encontrase no quadro 4 Especificação das cargas B1 Motores B11 Motor de 30 CV com rendimento de 089 220 V trifásico fator de potência de 081 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B12 2 Motores de 10 CV com rendimento de 082 220 V trifásico fator de potência de 082 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B13 Motor de 75 CV com rendimento de 086 220 V trifásico fator de potência de 075 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B2 Motores e iluminação com 6 lâmpadas de 150 W B21 Motor de 10 CV com rendimento de 082 220 V trifásico fator de potência de 082 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B22 2 Motores de 75 CV com rendimento de 086 220 V trifásico fator de potência de 075 classe de isolação B fator de serviço de 115 e partida com chave triânguloestrela B3 Eletrodomésticos e Iluminação com 8 lâmpadas de 100 W incadescentes todas as cargas monofásicas B31 2 geladeiras de 500 W com fator de potência de 08 B32 2 chuveiros de 2500 W com fator de potência de 10 B33 2 TVs de 90 W com fator de potência de 08 B4 Eletrodomésticos e Iluminação com 13 lâmpadas de 100 W incandescentes todas as cargas monofásicas B41 2 geladeiras de 500 W com fator de potência de 08 B42 2 chuveiros de 2500 W com fator de potência de 10 B43 2 TVs de 90 W com fator de potência de 08 B44 ferro de passar roupa de 1000 W com fator de potência de 10 B5 Eletrodomésticos e Iluminação com 16 lâmpadas de 100 W incadescentes todas as cargas monofásicas B51 2 chuveiros de 2500 W com fator de potência de 10 Com essas informações responda a Calcule o pico de demanda e em que horário isso ocorre Quadro 3 b Calcule a localização ideal do transformador pelo médoto do momento elétrico Quadro 4 c Calcule o fator de potência médio da fazenda d Calcule a potencia do transformador em kVA 2 40 Um colono do distrito de irrigação Mandacaru localizado no município de JuazeiroBA pretende construir uma residência O projeto elétrico deve considerar a NBR 54102004 A divisão dos circuitos deve obedecer 1 circuito de iluminação 2 circuito de tomadas de uso geral 3 circuito de chuveiro elétrico de 2500 W e 4 circuito de ar condicionado 1500 W A tensão do sistema é de 220 V monofásico Os condutores estarão dispostos em condutos fechados não enterrados Tabela 8 A temperatura que esses condutores ficarão submetidos é de 40 C em Tabela 6 O método de instalação definido para a capacidade de condução de corrente é o B1 com dois condutores carregados Os condutores são de cobre com isolamento de PVC termoplástico Tabela 2 Com esses dados dimensione a seção transversal do condutor a ser utilizado nos circuitos Utilize os critérios da seção miníma e capacidade de condução de corrente Utilizar o catálogo da Pirelli para dados dos condutores e dimensionamento em anexo Circ Lâmpadas Tomada uso geral Tomada s especiai s Corrent e projeto Corrent e corrigid a Seção transversa l do condutor Quant Total VA Quant Total VA W A A mm2 1 2 3 4 Uma propriedade rural de pequeno porte possui um sistema de irrigação por microaspersão necessitando de um motor elétrico para bombeamento da água Este possui as seguintes características Motor de 10 HP com rendimento de 84 dupla tensão de 380660 V alimentação trifásica de 380 V fator de potência de 085 e fator de serviço de 125 A distância do quadro de força até o motor é de 10 m Os condutores estarão dispostos em condutos fechados A temperatura que esses condutores ficarão submetidos é de 30 C O método de instalação definido para a capacidade de condução de corrente é o B1 com três condutores carregados O isolamento desses é de PVC termoplástico Com essas informações responda a Dimensione os condutores pelo método da capacidade de condução de corrente e da queda de tensão A corrente de rotor bloqueado corrente de partida é 6 vezes a corrente nominal do motor OBS na queda de tensão dimensionar utilizando a corrente de rotor bloqueado corrente de partida e fp de 03 b Considere a rede trifásica do Vale do São Francisco de 380 V É possível o uso da chave estrelatriângulo nesse cenário Explique c Explique os requisitos da partida direta de motores É possível utilizar a partida direta para o acionamento do motor acima d Explique o funcionamento da partida direta tendo como base o circuito de comando abaixo 3 Um produtor de aves de postura necessita dimensionar a quantidade de lâmpadas para induzir a produção de ovos Assim o galpão desse produtor possui 130 m de comprimento 15 m de largura e altura útil de trabalho de 31 m Para aves de postura a recomendação é uma iluminância de 10 lux Os fatores de reflexão do teto parede e piso foram de 30 30 e 10 respectivamente O ambiente é considerado sujo e a manutenção ocorre a cada 7500 horas A lâmpada e luminária selecionada são da marca Philips modelo TLD 36 W830 e TMS 500 2 TLD 32 W respectivamente Calcule o número de lâmpadas e luminárias necessárias para esse galpão Considere duas lâmpadas por luminárias TABELA 2 CAPACIDADES DE CONDUÇÃO DE CORRENTE EM AMPÈRES PARA OS MÉTODOS DE REFERÊNCIA A1 A2 B1 B2 C e D DA TABELA 1 FIOS E CABOS ISOLADOS EM TERMOPLÁSTICO CONDUTOR DE COBRE Fio Pirástico Cabo Pirástico Cabo Pirastic Flex Cabo Sintenax e Cabo Sintenax Flex 2 e 3 condutores carregados Temperatura no condutor 70 C Temperaturas 30 C ambiente e 20 C solo Seções METÓDOS DE INSTALAÇÃO DEFINIDOS NA TABELA 1 nominais A1 A2 B1 B2 C D mm condutores condutores condutores 2 condutores condutores condutores condutores condutores condutores condutores condutores condutores carregados carregados carregados carregados carregados carregados 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 05 7 7 7 9 8 9 8 10 10 8 12 10 075 9 9 9 11 10 11 10 13 11 15 12 1 11 10 11 10 14 12 13 12 15 14 18 15 15 145 135 14 13 175 155 165 15 195 175 22 18 25 195 18 185 175 24 21 23 20 27 24 29 24 4 26 24 25 23 32 28 30 27 36 32 38 31 6 34 31 32 29 41 36 38 34 46 41 47 39 10 46 42 43 39 57 50 52 46 63 57 63 52 16 61 56 57 52 76 68 69 62 85 76 81 67 25 80 73 75 68 101 89 90 80 112 96 104 86 35 99 89 92 83 125 110 111 99 138 119 125 103 50 119 108 110 99 151 134 133 118 168 144 148 122 70 151 136 139 125 192 171 168 149 213 184 183 151 95 182 164 167 150 232 207 201 179 258 223 216 179 120 210 188 192 172 269 239 232 206 299 259 246 203 150 240 216 219 198 309 275 265 238 344 299 278 230 185 273 245 248 223 353 314 300 268 392 341 312 258 240 321 286 291 261 415 370 351 313 481 403 361 297 300 387 328 334 298 477 426 401 358 530 464 408 336 400 438 390 398 355 571 510 477 425 634 557 478 394 500 502 447 456 406 656 587 545 486 729 642 540 445 630 578 514 526 467 758 678 626 559 843 743 614 506 800 669 593 609 540 881 788 723 645 978 865 700 577 1000 767 679 698 618 1012 906 827 738 1125 996 792 652 De acordo com a tabela 31 da NBR 54101997 TABELA 6 FATORES DE CORREÇÃO PARA TEMPERATURAS AMBIENTES DIFERENTES DE 30 C PARA LINHAS NÃO SUBTERRÂNEAS E DE 20 C TEMPERATURA DO SOLO PARA LINHAS SUBTERRÂNEAS Temperatura ISOLAÇÃO C PVC EPR ou XLPE PVC EPR ou XLPE Ambiente Do solo 10 122 115 110 107 15 117 112 105 104 20 112 108 1 1 25 106 104 095 096 30 1 1 089 093 35 094 096 084 088 40 087 091 077 085 45 079 087 071 080 50 071 082 063 076 55 061 076 055 071 60 050 071 045 065 65 065 060 70 058 053 75 050 046 80 041 038 De acordo com a tabela 35 da NBR 54101997 TABELA 8 FATORES DE CORREÇÃO PARA AGRUPAMENTO DE CIRCUITOS OU CABOS MULTIPOLARES Item Disposição dos cabos justapostos Número de círculos ou de cabos multipolares Tabelas dos métodos de referência 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20 1 Feixe de cabos ao ar livre ou sobre superfície cabos em condutos fechados 100 080 070 085 060 057 054 052 050 045 041 038 31 a 34 métodos A a F 2 Camada única sobre parede piso ou em bandeja não perfurada ou prateleira 100 085 079 075 073 072 072 071 070 31 e 32 método C 3 Camada única no teto 095 081 072 088 066 064 063 062 061 Nenhum fator de redução adicional para mais de 9 circuitos ou cabos multipolares 4 Camada única em bandeja perfurada horizontal ou vertical nota G 100 088 082 077 075 073 073 072 072 33 e 34 métodos E e F 5 Camada única em leito suporte nota G 100 087 082 080 080 079 079 078 078 De acordo com a tabela 37 da NBR 54101997 Os valores de resistências elétricas e reatâncias indutivas indicadas na tabela a seguir são valores médios e destinamse a cálculos aproximados de circuitos elétricos utilizandose a seguinte fórmula Z R cos X sen TABELA 22 RESISTÊNCIAS ELÉTRICAS E REATÂNCIAS INDUTIVAS DE FIOS E CABOS ISOLADOS EM PVC EPR E XLPE EM CONDUTOS FECHADOS VALORES EM km Seção mm² Rcc Condutos nãomagnéticos Circuitos FN FF 3F Rca Xl 1 2 3 4 15 121 1448 016 25 741 887 015 4 461 552 014 6 308 369 013 10 183 216 013 16 115 138 012 25 073 087 012 35 052 063 011 50 039 047 011 70 027 032 010 95 019 023 010 120 015 019 010 150 012 015 010 185 0099 012 0094 240 0075 0004 0098 300 0060 0078 0097 400 0047 0083 0096 500 0037 0052 0095 630 0028 0043 0093 800 0022 0037 0089 1000 0018 0033 0088 Tabela 1Valores do coeficiente t da fórmula da queda de tensão tipos de circuito Questão 1 Tabela 2Resistência em corrente alternada Rca e reatância indutiva Xl para Cabos Alumínio Nus temperatura de operação 75 Questão 1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO COLEGIADO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA E AMBIENTAL Quadro 3 Demanda horária de cada centro de demanda Questão 1 Centr o 1h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 9h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h 19h 20h 21h 22h 23h 24h B1 x x x x x x x x x x x x x B2 x x x x x x x x B3 x x x x x x x x B4 x x x x x x x x x B5 x x x x x x x x x TOTA L kW Total kVA Quadro 4 Localização dos centros de demanda Questão 1 Centros de demanda Localização X Y Demanda W B1 25 43 B2 10 32 B3 15 18 B4 54 3 B5 36 31 Transformador RESPOSTAS QUESTÃO 1 A A partir do quadro de horários fornecido podemos calcular a demanda horária para cada centro de demanda A letra x representa o período de tempo em que cada centro de demanda está operando Os cálculos da demanda total em kW para cada hora do dia são os seguintes O pico de demanda ocorre quando a demanda total é máxima Pico de Demanda 30 kW ocorre nas horas 3h 4h 5h 16h 17h Portanto o pico de demanda ocorre nas horas de 3h 4h 5h 16h e 17h B Para calcular a localização ideal do transformador usando o método do momento elétrico precisamos calcular o momento elétrico total em relação a cada centro de demanda e encontrar o ponto onde esse momento elétrico é mínimo O momento elétrico é calculado multiplicando a demanda de cada centro de demanda pela distância euclidiana entre o centro de demanda e o ponto onde o transformador seria localizado C Para calcular o fator de potência médio da fazenda primeiro precisamos calcular a potência aparente kVA e a potência real kW de cada centro de demanda utilizando a fórmula Potência Aparente kVA Potência Real kW Fator de Potência Dado que a potência aparente é a relação entre a potência real e o fator de potência podemos rearranjar essa fórmula para calcular o fator de potência Fator de Potência Potência Real kW Potência Aparente kVA Depois calculamos a potência aparente total e a potência real total somando as potências individuais de cada centro de demanda Finalmente o fator de potência médio da fazenda é dado pela razão entre a potência real total e a potência aparente total Vamos calcular o fator de potência médio usando as demandas horárias e fatores de potência que você forneceu B1 Potência Real B1 Demanda B1 Fator de Potência B1 Potência Aparente B1 Potência Real B1 Fator de Potência B1 B2 Potência Real B2 Demanda B2 Fator de Potência B2 Potência Aparente B2 Potência Real B2 Fator de Potência B2 B3 Potência Real B3 Demanda B3 Fator de Potência B3 Potência Aparente B3 Potência Real B3 Fator de Potência B3 B4 Potência Real B4 Demanda B4 Fator de Potência B4 Potência Aparente B4 Potência Real B4 Fator de Potência B4 B5 Potência Real B5 Demanda B5 Fator de Potência B5 Potência Aparente B5 Potência Real B5 Fator de Potência B5 Calculando as somas totais Potência Real Total Potência Real B1 Potência Real B2 Potência Real B3 Potência Real B4 Potência Real B5 Potência Aparente Total Potência Aparente B1 Potência Aparente B2 Potência Aparente B3 Potência Aparente B4 Potência Aparente B5 Fator de Potência Médio Fator de Potência Médio Potência Real Total Potência Aparente Total Calculando esses valores com base nas demandas e fatores de potência fornecidos você poderá obter o fator de potência médio da fazenda D Para calcular a potência do transformador em kVA você pode somar as potências aparentes kVA de todos os centros de demanda Isso lhe dará a potência total necessária para atender a todas as cargas da fazenda Vamos calcular isso Primeiro vamos calcular a potência aparente kVA para cada centro de demanda usando a fórmula Potência Aparente kVA Potência Real kW Fator de Potência Agora vamos calcular as potências aparentes para cada centro de demanda B1 Potência Aparente B1 Demanda B1 Fator de Potência B1 B2 Potência Aparente B2 Demanda B2 Fator de Potência B2 B3 Potência Aparente B3 Demanda B3 Fator de Potência B3 B4 Potência Aparente B4 Demanda B4 Fator de Potência B4 B5 Potência Aparente B5 Demanda B5 Fator de Potência B5 Agora calcule a potência aparente total somando as potências aparentes individuais de cada centro de demanda Potência Aparente Total Potência Aparente B1 Potência Aparente B2 Potência Aparente B3 Potência Aparente B4 Potência Aparente B5 A potência do transformador em kVA será igual à potência aparente total Potência do Transformador kVA Potência Aparente Total Calcule essa potência utilizando as demandas e fatores de potência que você forneceu para cada centro de demanda Isso lhe dará a potência necessária para dimensionar o transformador de acordo com as cargas da fazenda QUESTÃO 2 a Dimensionamento dos Condutores Para dimensionar os condutores pelo método da capacidade de condução de corrente e da queda de tensão precisamos considerar os seguintes passos Cálculo da Corrente de Partida A corrente de partida é 6 vezes a corrente nominal do motor Corrente de Partida Ip 6 Corrente Nominal do Motor Cálculo da Corrente de Projeto para a Queda de Tensão Corrente de Projeto Iz Corrente de Partida Ip Fator de Potência fp Dimensionamento da Seção dos Condutores pela Capacidade de Condução de Corrente Usaremos o método B1 com três condutores carregados e a temperatura de 30 C Você pode utilizar tabelas ou fórmulas do catálogo de cabos elétricos para encontrar a seção mínima adequada para a corrente calculada Cálculo da Queda de Tensão A queda de tensão pode ser calculada usando a fórmula Queda de Tensão Ip L R 100 U S onde Ip Corrente de Partida L Comprimento do circuito distância do quadro ao motor R Resistência dos Condutores por unidade de comprimento U Tensão Nominal 380 V S Seção Transversal dos Condutores b Chave EstrelaTriângulo A chave estrelatriângulo é usada para reduzir a corrente de partida do motor o que é benéfico para a rede elétrica e para o próprio motor Porém a chave estrelatriângulo não é recomendada para motores com fator de potência muito baixo como no caso do motor fornecido com fator de potência de 085 Nesse cenário a corrente de partida não será reduzida significativamente e portanto a chave estrelatriângulo não é eficaz c Partida Direta de Motores A partida direta de motores é um método simples de partida onde o motor é conectado diretamente à fonte de alimentação No entanto esse método pode causar picos de corrente de partida que podem ser prejudiciais ao motor e à rede elétrica A partida direta é recomendada para motores de pequena potência No caso do motor fornecido 10 HP a partida direta pode causar uma corrente de partida elevada especialmente com um fator de potência de 085 Isso pode causar problemas na rede elétrica e também prejudicar o motor Portanto a partida direta pode não ser a melhor opção para esse motor d Funcionamento da Partida Direta Infelizmente você não forneceu o circuito de comando que mencionou Se você puder fornecer mais detalhes sobre o circuito de comando que deseja que eu explique ficarei feliz em ajudar a esclarecer seu funcionamento Geralmente na partida direta um contatoor é usado para conectar diretamente o motor à fonte de alimentação Esse contatoor fecha o circuito e inicia o motor o que pode resultar em picos de corrente Para evitar isso outros dispositivos de controle como relés de sobrecarga podem ser usados para proteger o motor QUESTÃO 3 Para calcular o número de lâmpadas e luminárias necessárias para iluminar o galpão de acordo com a iluminância recomendada precisamos seguir alguns passos Passo 1 Cálculo da área do galpão Área Comprimento x Largura Área 130 m x 15 m Área 1950 m² Passo 2 Cálculo do volume do galpão Volume Área x Altura Volume 1950 m² x 31 m Volume 6045 m³ Passo 3 Cálculo do fluxo luminoso necessário Para calcular o fluxo luminoso necessário usamos a fórmula Fluxo Luminoso lm Iluminância lux x Área m² Fluxo Luminoso 10 lux x 1950 m² Fluxo Luminoso 19500 lm Passo 4 Cálculo do número de lâmpadas Vamos calcular o número de lâmpadas necessárias usando a fórmula Número de Lâmpadas Fluxo Luminoso Total Fluxo Luminoso por Lâmpada O modelo de lâmpada é o Philips TLD 36 W830 cujo fluxo luminoso é de 2900 lm Número de Lâmpadas 19500 lm 2900 lm por lâmpada Número de Lâmpadas 672 Arredondando para cima para garantir a iluminação adequada 7 lâmpadas Passo 5 Cálculo do número de luminárias Como cada luminária pode conter duas lâmpadas precisamos de 72 35 luminárias Arredondando para cima 4 luminárias Portanto para iluminar adequadamente o galpão você precisaria de aproximadamente 7 lâmpadas e 4 luminárias da marca Philips modelo TLD 36 W830 e TMS 500 2 TLD 32 W respectivamente Certifiquese de que as lâmpadas e luminárias estejam distribuídas uniformemente no espaço para alcançar uma iluminação homogênea Além disso lembrese de considerar fatores como o ângulo de instalação e as características do ambiente