Manutencao de Instalacoes Eletricas Industriais - Programa do Curso

MANUTENÇÃO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS PROF LUIZ CARLOS DA SILVA Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 3 Programa do curso 1 Introdução Normas 2 Conceitos fundamentais 3 Simbologia 4 Pontos de iluminação e tomadas 5 Dimensionamento de condutores 6 Dispositivos de proteção de circuito 7 Quadros 8 Dispositivo de comando 9 Iluminação fluorescente LED 10Motores e transformadores 11Fator de potência 12Sistema de aterramento 13SPDA e Sinalização 14Manutenção 15O impacto ambiental da manutenção em instalações elétricas descarte e reciclagem de materiais elétricos Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 4 Bibliografia 1 Instalações Elétricas Hélio Creder 2 Instalações Elétricas J Macintyre 3 Instalações Elétricas Ademaro Cotrim 4 Instalações Elétricas Industriais João Mamede Filho 5 NBR 5410 NBR 5419 NBR 5444 6 Normas técnicas da concessionária local Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 5 Bibliografia complementar CAVALIN Geraldo CERVELIN Severino Instalações elétricas prediais conforme Norma NBR 54102004 São Paulo Érica 2009 BOYLESTAD Robert L Introdução à análise de circuitos São Paulo Pearson 2004 CARVALHO JÚNIOR Roberto de Instalações elétricas e o projeto de arquitetura São Paulo E Blucher 2010 IRWIN J David Introdução à análise de circuitos elétricos Rio de Janeiro LTC 2005 NISKIER Julio MACINTYRE Archibald Joseph Instalações elétricas Rio de Janeiro LTC 2008 BARROS B F Gedra R L Cabine primária Subestações de Alta tensão de consumidores São Paulo ÉRICA 2011 192p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS História da normatização brasileira Rio de Janeiro ABNT 2008 209p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 5410 Instalações Elétricas de Baixa Tensão Rio de Janeiro ABNT 2008 209p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 5419 SPDA Rio de Janeiro ABNT 2015 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR ISOCIE 89951 Iluminação dos ambientes de trabalho Rio de Janeiro ABNT 2013 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 5444 Símbolos gráficos para instalações elétricas prediais Rio de Janeiro ABNT 1989 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 9 Conceitos fundamentais Sistemas Elétricos são circuitos ou conjunto de circuitos interligados destinado a levar a energia elétrica gerada no sistema ou recebida de outros sistemas até os pontos de utilização eou pontos em que essa energia é transferida para outros sistemas incluindo os circuitos e equipamentos auxiliares destinados ao seu funcionamento Instalação Elétrica é o conjunto das partes elétricas e não elétricas necessárias ao funcionamento de um sistema ou de uma parte determinada do mesmo Equipamento unidade funcional completa e distinta que se liga por terminais a um sistema elétrico para nele exercer uma ou mais funções determinadas Ex transformador motor Componente é a parte de um sistema ou equipamento que é essencial ao seu perfeito funcionamento Ex eletroduto condutor transistor Dispositivo é um equipamento ou componente que dê passagem à corrente elétrica praticamente sem utilizar a energia elétrica que por ele transitar Ex chave disjuntor fusível relê Concessionárias estabelecem diretrizes para o cálculo de demanda dimensionamento de equipamentos e requisitos mínimos para o projeto Subestação é uma instalação elétrica destinada a manobra eou transformação eou outra forma de conversão de energia elétrica instalações tais como as de transformadores em postes não são consideradas subestações Câmera subterrânea é uma subestação construída abaixo do solo Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 10 Conceitos fundamentais Circuito de distribuição é o circuito que alimenta um ou mais quadros de distribuição Circuito terminal é o circuito que alimenta diretamente equipamentos e ou tomadas de corrente Quadro de distribuição é o conjunto que compreende um ou mais dispositivos de proteção e manobra destinado a distribuir energia aos circuitos terminais eou a outros quadros de distribuição Projeto consiste basicamente em escolher dimensionar e localizar os equipamentos e outros componentes necessários a fim de proporcionar de modo seguro e efetivo a transferência de energia elétrica desde uma fonte até os pontos de utilização Projetar capacidade para elaborar as possíveis soluções dentro de um determinado contexto e saber comparálas e escolher a melhor Obra Fornecimento é feito pelo ponto de entrega até o qual a concessionária se obriga a fornecer energia elétrica A localização física do ponto de entrega é o ponto de ancoragem do ramal de ligação aéreo na estrutura do cliente poste pontalete ou fachada do prédio De acordo com a concessionária o ponto deve estar situado no limite com a via pública ou a 1 m do limite da propriedade com a via Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 11 Considerações gerais Tipos de instalações prédios residenciais e comerciais estabelecimentos de atendimento público estabelecimentos industriais estabelecimentos agropecuários e hortigranjeiros prédios préfabricados trailers campings e locais análogos canteiros de obras feiras exposições e locais semelhantes Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 12 Considerações gerais A norma NBR 5410 se aplica a aos circuitos elétricos alimentados sob tensão nominal igual ou inferior a 1000 V em corrente alternada com frequências inferiores a 400 Hz ou a 1500 V em corrente contínua b aos circuitos elétricos que não os internos aos equipamentos funcionando sob uma tensão superior a 1000 V e alimentados através de uma instalação de tensão igual ou inferior a 1000 V em corrente alternada por exemplo circuitos de lâmpadas a descarga precipitadores eletrostáticos etc c a toda fiação e a toda linha elétrica que não sejam cobertas pelas normas relativas aos equipamentos de utilização d às linhas elétricas fixas de sinal com exceção dos circuitos internos dos equipamentos NOTA a aplicação às linhas de sinal concentrase na prevenção dos riscos decorrentes das influências mútuas entre essas linhas e as demais linhas elétricas da instalação sobretudo sob os pontos de vista da segurança contra choques elétricos da segurança contra incêndios e efeitos térmicos prejudiciais e da compatibilidade eletromagnética e esta Norma aplicase às instalações novas e a reformas em instalações existentes NOTA modificações destinadas a por exemplo acomodar novos equipamentos elétricos inclusive de sinal ou substituir equipamentos existentes não caracterizam necessariamente uma reforma geral da instalação Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 13 Considerações gerais A norma NBR 5410 não se aplica a instalações de tração elétrica b instalações elétricas de veículos automotores c instalações elétricas de embarcações e aeronaves d equipamentos para supressão de perturbações radioelétricas na medida que não comprometam a segurança das instalações e instalações de iluminação pública f redes públicas de distribuição de energia elétrica g instalações de proteção contra quedas diretas de raios No entanto esta Norma considera as consequências dos fenômenos atmosféricos sobre as instalações por exemplo seleção dos dispositivos de proteção contra sobretensões h instalações em minas i instalações de cercas eletrificadas ver IEC 60335276 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 14 Considerações gerais Na instalação elétrica de um prédio residencial comercial industrial e outras temse basicamente equipamentos relacionados com a alimentação da instalação tais como geradores transformadores acumuladores e outros equipamentos dispositivos de manobras e proteção tais como chaves disjuntores dispositivos de fusíveis e outros componentes que não equipamentos tais como condutores condutos isoladores e outros equipamentos de utilização que podem ser classificados em equipamentos de iluminação equipamentos não industriais e equipamentos industriais Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 15 Considerações gerais Os equipamentos de uma instalação podem ser classificados em equipamentos fixos previsto para serem instalados permanentemente num lugar determinado como é o caso dos transformadores em postes subestações e outros máquinas operatrizes de grande porte balcões frigoríficos e outros equipamentos estacionários aqueles cuja movimentação não é uma condição normal de funcionamento ou seja os que normalmente funcionam num dado lugar mas que podem ser removidos para outro local como por exemplo pequenos geradores máquinas de solda a arco geladeira doméstica e outros equipamentos portáteis os que podem ser movimentados durante seu funcionamento como é o caso de circuladores de ar ou ventiladores residenciais receptores portáteis de televisão e outros equipamentos manuais são os equipamentos portáteis previstos para serem levados à mão durante o funcionamento com é o caso típico das ferramentas elétricas portáteis equipamentos móveis são os equipamentos portáteis cuja movimentação é uma condição normal de funcionamento como por exemplo enceradeira cortador de grama e outros Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 16 Considerações gerais Potência instalada é a soma das potências nominais dos equipamentos de utilização da instalação do setor da instalação ou do conjunto de equipamentos Carga na linguagem usual de instalações elétricas tem os seguintes significados indica a potência fornecida ou recebida num dado instante por um sistema de instalação sinônimo de potência nominal de um equipamento de utilização sinônimo de potência instalada sinônimo de equipamento de utilização ou de ponto de utilização Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 17 Geração Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 18 Tipos de ligação Ligação monofásica Fase e neutro Carga total até 12kW tensão de 127220V Carga total até 15kW tensão de 220380V Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 19 Tipos de ligação Ligação bifásica Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 20 Tipos de ligação Ligação trifásica Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 21 Tipos de ligação Ligação de cargas especiais Ligação de aparelhos com carga de flutuação brusca Solda elétrica Raio X Motores com partidas frequentes Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 22 Esquema de instalação elétrica Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 23 Esquema de instalação elétrica Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 24 Fases do projeto Análise do local onde deverá situarse a instalação determinando eou localizando os diferentes pontos de utilização e escolhendo as configurações que irão permitir o fornecimento de energia elétrica com as características desejadas a cada um daqueles pontos dimensionamento dos diversos circuitos e de todos os equipamentos e componentes determinando para cada equipamento e componente o tipo o modelo os valores nominais e outras características desejadas a cada um daqueles ponto elaboração de plantas esquemas e detalhes que situem a instalação projetada dentro das dimensões físicas do local e que mostrem da maneira mais clara possível as características específicas da instalação e dos equipamentos e outros componentes usados elaboração de listas de equipamentos estabilizadores geradores sistemas de ar condicionados nobreaks transformadores inversores de frequência e outros listas de dispositivos seccionadoras chaves fusíveis chaves de partida quadros de distribuição e outros elaboração de listas de dispositivos de condução elétrica e de montagem da infraestrutura de instalação elaboração de memória de cálculo de dimensionamento e dispositivos Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 25 Fases do projeto a localização de todos os pontos de utilização suas características seus comandos e indicações dos circuitos a que estão ligados a localização de subestações e quadros de distribuição o trajeto dos condutores e condutos com a indicação das respectivas dimensões e do tipo de instalação diagrama unifilar indicando os diversos circuitos seção dos condutores e discriminando os dispositivos de manobra e proteção especificações de todos os componentes da instalação CRONOGRAMA PRELIMINAR DE INSTALAÇÃO elaboração de caderno de projeto Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 26 Alimentação de uma instalação elétrica Diretamente por uma rede de distribuição pública de baixa tensão por intermédio de um ramal de serviço é o caso de residências prédios residenciais e comerciais a partir de uma rede de distribuição pública de alta tensão por intermédio de subestação localizada na propriedade do consumidor de propriedade do mesmo é o caso típico de instalações industriais de médio porte shoppings e outros a partir de uma rede de distribuição pública de alta tensão por intermédio de subestação localizada na propriedade do consumidor ou por meio de transformador exclusivo de propriedade da concessionária é o caso de grandes prédios residenciais comerciais e outros a partir de uma rede de distribuição particular de alta tensão por meio de subestação ou transformador é o caso por exemplo de instalações numa grande área contendo diversos prédios como em complexos industriais campi universitários hospitais e outros fonte autônoma de energia é o caso por exemplo de instalações situadas fora das zonas servidas por concessionárias de energia elétricas tais como propriedades rurais alimentadas por geradores de energia Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 27 Fornecimento de energia elétrica Geração de energia elétrica Hidrelétrica cerca de 7909 Termoelétricas o carvão o óleo Nuclear o urânio enriquecido Outros tipos de combustíveis alternativos o biomassas bagaço de cana casca de amêndoa do caju óleo de mamona o turbinas movidas a gás o centrais solares o aproveitamento ventos eólica marés Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 28 Dimensionamento de cargas Carga de iluminação 1 Quantidade mínima de pontos de luz o prever pelo menos 01 ponto de luz por cômodo mais um interruptor 2 Locais interno e inferiores a 6 m2 o atribuir uma carga mínima de 100 VA 3 Locais acima de 6 m2 o deve ser prevista uma carga mínima de 100 VA para os primeiros 6 m2 acrescentando 60 VA para cada aumento de 4 m2 inteiros Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 29 Dimensionamento de cargas Quantidade de tomadas TUG Tomadas de uso geral e TUE Tomadas de uso específico 1 Cômodos e dependências de habitação o um ponto de tomada se a área do cômodo ou dependência for igual ou inferior a 225 m2 Admitese que esse ponto seja posicionado externamente ao cômodo ou dependência a até 080 m no máximo de sua porta de acesso o um ponto de tomada se a área do cômodo ou dependência for superior a 225 m2 e igual ou inferior a 6 m2 o um ponto de tomada para cada 5 m ou fração de perímetro se a área do cômodo ou dependência for superior a 6 m2 devendo esses pontos ser espaçados tão uniformemente quanto possível 2 Cozinhas copas copascozinhas áreas de serviço lavanderias e locais análogos o mínimo 1 tomada para cada 35 m ou fração do perímetro sendo que acima da bancada da pia devem ser previstas no mínimo duas tomadas de corrente no mesmo ponto ou em pontos distintos 3 Banheiros o pelo menos 1 tomada perto do lavatório distante pelo menos 060 m do boxe 4 Varandas o deve ser previsto pelo menos um ponto de tomada 5 Halls de serviço salas de manutenção e salas de equipamentos tais como casas de máquinas salas de bombas barriletes e locais análogos o pelo menos uma tomada Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 30 Dimensionamento de cargas Quantidade de tomadas 6 Tomada TUE o vai depender do levantamento de carga de cada uso o pontos de tomada destinados a alimentar mais de um equipamento devem ser providos com a quantidade adequada de tomadas 7 Áreas comerciais e de escritórios o escritórios comerciais ou análogos com área igual ou inferior a 40 m2 1 tomada para cada 3m ou fração de perímetro ou 1 tomada para cada 4m2 ou fração de área adotar o que conduzir ao maior número o escritórios comerciais ou análogos com área superior a 40 m2 10 tomadas para os primeiros 40 m2 e 1 tomada para cada 10 m2 ou fração de área restante o Em lojas 1 tomada para cada 30 m2 ou fração de área não computadas as tomadas destinadas a vitrines e à demonstração de aparelhos Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 31 Dimensionamento de cargas Potência das tomadas 1 Banheiros cozinhas copas copascozinhas áreas de serviço lavanderias e locais análogos o no mínimo 600 VA por tomada até três tomadas e 100 VA por tomada para as excedentes considerando cada um desses ambientes separadamente o quando o total de tomadas no conjunto desses ambientes for superior a seis pontos admitese que o critério de atribuição de potências seja de no mínimo 600 VA por ponto de tomada até dois pontos e 100 VA por ponto para os excedentes sempre considerando cada um dos ambientes separadamente 2 Cômodos ou dependências o no mínimo 100 VA por tomada 3 Halls de serviço salas de manutenção e salas de equipamentos tais como casas de máquinas salas de bombas barriletes e locais análogos o mínimo de 1000 VA aos circuitos terminais respectivos 4 Tomadas TUE o deve ser atribuída uma potência igual à potência nominal do equipamento a ser alimentado ou à soma das potências nominais dos equipamentos a serem alimentados o quando não for conhecida a potência nominal do equipamento a ser alimentado devese atribuir à potência nominal do equipamento mais potente ou soma das potências dos equipamentos mais potentes com possibilidade de ser ligado ou a potência determinada a partir da corrente nominal da tomada e da tensão do respectivo circuito o devem ser instaladas no máximo a 15 m do local previsto para o equipamento a ser alimentado 5 Escritórios e lojas o 200 VA Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 32 Dimensionamento de cargas Divisão da instalação 1 Todo ponto de utilização previsto para alimentar de modo exclusivo ou virtualmente dedicado equipamento com corrente nominal superior a 10 A deve constituir um circuito independente 2 Os pontos de tomada de cozinhas copas copascozinhas áreas de serviço lavanderias e locais análogos devem ser atendidos por circuitos exclusivamente destinados à alimentação de tomadas desses locais 3 Em locais de habitação admitese que pontos de tomada e pontos de iluminação possam ser alimentados por circuito comum desde que as seguintes condições sejam simultaneamente atendidas o a corrente de projeto IB do circuito comum iluminação mais tomadas não deve ser superior a 16 A o os pontos de iluminação não sejam alimentados em sua totalidade por um só circuito caso esse circuito seja comum iluminação mais tomadas o os pontos de tomadas já excluídos os indicados em 2 não sejam alimentados em sua totalidade por um só circuito caso esse circuito seja comum iluminação mais tomadas Proteção contra sobrecorrentes Todo circuito terminal deve ser protegido contra sobrecorrentes por dispositivo que assegure o seccionamento simultâneo de todos os condutores de fase Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 33 Dimensionamento de cargas Previsão de cargas de uma instalação elétrica A previsão de cargas de uma determinada instalação pode ser resumida pelo preenchimento de um quadro conhecido como Quadro de Previsão de Cargas visto a seguir Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 34 Potência típica de aparelhos eletrodomésticos Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 35 Elevações Descendo Subindo Saída alta 220 m Interruptor e tomada média 130 m Tomada baixa 030 m Quadro de distribuição 120 m Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 36 Projeto de Instalação Elétrica Industriais Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 37 Exemplo Planta residencial Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 39 Exemplo Iluminação Dependência Dimensões Potência de iluminação Área m2 VA sala A 325 x 305 991 991m2 6m2 391m2 100VA 100VA copa A 310 x 305 946 946m2 6m2 346m2 100VA 100VA cozinha A 375 x 305 1144 1144m2 6m2 4m2 144m2 100VA 60VA 160VA dormitório 1 A 325 x 340 1105 1144m2 6m2 4m2 105m2 100VA 60VA 160VA dormitório 2 A 315 x 340 1071 1144m2 6m2 4m2 071m2 100VA 60VA 160VA banho A 180 x 230 414 414m2 100VA 100VA área de serviço A 175 x 355 621 6m2 021m2 100VA 100VA Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 41 Exemplo Tomadas Dependência Dimensões Quantidade mínima Área m2 Perímetro m TUGs TUEs sala 991 325 x 2 305 x 2 1260 5 5 26 1 1 1 3 copa 946 310 x 2 305 x 2 1230 35 35 35 18 1 1 1 1 4 cozinha 1144 375 x 2 305 x 2 1360 35 35 35 31 1 1 1 1 4 2 tomadas sobre a pia 1 torneira elétrica dormitório 1 1105 325 x 2 340 x 2 1330 5 5 33 1 1 1 3 dormitório 2 1071 315 x 2 340 x 2 1310 5 5 31 1 1 1 3 banho 414 180 x 2 230 x 2 820 1 1 chuveiro elétrico área de serviço 621 175 x 2 355 x 2 1060 35 35 35 01 1 1 1 1 4 1 máquina de lavar roupa Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 42 Exemplo Tomadas Prevendo as cargas de tomadas de uso geral e específico Dependência Dimensões Quantidade Previsão de carga área m2 Perímetro m TUGs TUEs TUGs TUEs sala 991 1260 4 4 x 100VA copa 946 1230 4 3 x 600VA 1 x 100VA cozinha 1144 1360 6 1 3 x 600VA 3 x 100VA 1 x 3000W torneira dormitório 1 1105 1330 4 4 x 100VA dormitório 2 1071 1310 4 4 x 100VA banho 414 820 1 1 1 x 600VA 1 x 6000 chuveiro área de serviço 621 1060 4 1 3 x 600VA 1 x 100VA 1 x 1000W máquina de lavar Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 44 Exemplo Potência Dependência Dimensões Potência de iluminação VA TUGs TUEs área m2 Perímetro m Quantidade Potência VA Quantidade Potência W sala 991 1260 100 4 400 copa 946 1230 100 4 1900 cozinha 1144 1360 160 6 2100 torneira 3000 dormitório 1 1105 1330 160 4 400 dormitório 2 1071 1310 160 4 400 banho 414 820 100 1 600 chuveiro 6000 área de serviço 621 1060 100 4 1900 máquina de lavar 1000 corredor 198 58 100 1 100 Iluminação externa 200 Total 1180 28 7800 10000 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 46 Exemplo Potência Potência de iluminação 1180 VA Fator de potência a ser adotado 10 1180 VA x 10 1180W Potência de tomadas de uso geral TUGs 7800 VA Fator de potência a ser adotado 08 7800 VA x 08 6240 W Potência ativa de iluminação 1180 W Potência ativa de TUGs 6240 W Potência ativa de TUEs 10000 W 17420 W Cálculo da potência ativa de iluminação e tomadas de uso geral TUGs Cálculo da potência ativa total Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 47 Exemplo Padrão Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 48 Sistemas de distribuição Eletropaulo Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 49 Sistemas de distribuição Eletropaulo Padrão Modalidades de fornecimento Modalidade A uma fase e um neutro 2 fios condutores Modalidade B duas fases e neutro 3 fios condutores Modalidade C três fases e neutro 4 fios condutores Notas 1 No sistema delta com neutro a fase de força 4º fio deve ser utilizada apenas para alimentação de cargas trifásicas 2 Tensão de Fornecimento em zona de distribuição subterrânea 3 Para atendimentos específicos a critério da AES Eletropaulo Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 50 Critério para dimensionamento de condutores Cálculo da corrente I corrente A If corrente de carga ou de projeto na frequência fundamental A Inh correntes harmônicas de ordem n A P potência nominal W Vf tensão entre fase e neutro V VL tensão entre fase e fase V fp fator de potência rendimento informado do aparelho 1 Seção mínima dos condutores o NBR 5410 Tabela 47 pag 113 Seção mínima dos condutores o NBR 5410 Tabela 48 pag 115 Seção reduzida do condutor neutro Monofásico e bifásico Trifásico Harmônicas 𝐼 𝑃 𝑉𝑓 𝑓𝑝 𝜂 𝐼 𝑃 3 𝑉𝐿 fp 𝜂 𝐼 𝐼𝑓 2 𝐼2ℎ 2 𝐼3ℎ 2 𝐼4ℎ 2 𝐼𝑛ℎ 2 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 51 Critério para dimensionamento de condutores 2 Capacidade de condução de corrente Condutor fase o NBR 5410 Tabela 33 pag 90 Tipos de linhas elétricas o NBR 5410 Tabela 36 pag 101 Capacidades de condução de corrente o NBR 5410 Tabela 37 pag 102 Capacidades de condução de corrente o NBR 5410 Tabela 38 pag 103 Capacidades de condução de corrente o NBR 5410 Tabela 39 pag 104 Capacidades de condução de corrente o NBR 5410 Tabela 40 pag 106 Fatores de correção para temperaturas ambientes o NBR 5410 Tabela 42 a 45 pag 108 Fatores de correção aplicáveis a condutores agrupados Pode ser usado também FAC é o fator de correção e n é o número de circuitos ou de cabos multipolares IZ é a corrente corrigida Ip é a corrente de projeto FCT é o fator de correção pela temperatura e FAC é o fator de correção pelo agrupamento de condutores 𝐼𝑍 𝐼𝑝 𝐹𝐶𝑇 𝐹𝐴𝐶 𝐹𝐴𝐶 1 𝑛 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 52 Critério para dimensionamento de condutores 3 Queda de tensão Denominação Percentual A partir dos terminais secundários do transformador MTBT no caso de transformador de propriedade das unidades consumidoras 7 A partir dos terminais secundários do transformador MTBT da empresa distribuidora de eletricidade quando o ponto de entrega for aí localizado 7 A partir do ponto de entrega nos demais casos de ponto de entrega com fornecimento em tensão secundária de distribuição 5 A partir dos terminais de saída do gerador no caso de grupo gerador próprio 7 Em nenhum caso a queda de tensão nos circuitos terminais pode ser superior a 4 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 53 Critério para dimensionamento de condutores S seção do condutor mm2 PC potência consumida VA ρ resistividade do cobre ρ 1 56 Ω𝑚𝑚2 𝑚 l comprimento m V queda de tensão percentual V tensão de linha ou de fase V 1 1 2 2 1 S 2 monofásico ou bifásico I l I l V V 1 1 2 2 1 3 trifásico S I l I l V V 3 Queda de tensão Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 54 Critério para dimensionamento de condutores VC queda de tensão no circuito trifásico Ncp número de condutores em paralelo por fase I corrente do circuito A l comprimento m R resistência do condutor mΩm X reatância do condutor mΩm ângulo do fator de potência da carga VL tensão de linha kV 3 cos sin 10 C cp L I l R X V N V 3 Queda de tensão Seção Resistência Reatância Seção Resistência Reatância 15 148137 01378 95 02352 01090 25 88882 01345 120 01868 01076 4 55518 01279 150 01502 01074 6 37035 01225 185 01226 01073 10 22221 01207 240 00958 01070 16 13899 01173 300 00781 01068 25 08891 01164 400 00608 01058 35 06353 01128 500 00507 01051 50 04450 01127 630 00292 01042 70 03184 01096 Resistência e reatância dos condutores em mΩm de PVC70 ºC valores médios Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 55 Critério para dimensionamento de condutores Ics corrente simétrica de curtocircuito trifásica ou fase e terra a que for maior kA Te tempo de eliminação de defeito seg Tf temperatura máxima de curtocircuito suportada pela isolação do condutor ºC Ti temperatura máxima admissível pelo condutor em regime normal de operação ºC 234 034 log 234 e CS f i T I S T T 4 Corrente de curtocircuito Devese utilizar a seção do condutor que tiver o maior valor entre os quatro métodos Tipo de isolação Temperatura máxima para serviço contínuo do condutor ºC Temperatura limite de sobrecarga do condutor ºC Temperatura limite de curtocircuito do condutor ºC Cloreto de polivinila PVC 70 100 160 Borracha etilenopropileno EPR 90 130 250 Polietileno reticulado XLPE 90 130 250 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 56 Critério para dimensionamento de condutores 4 Corrente de curtocircuito Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 57 Exemplo 1 Determinar a seção do condutor do circuito mostrado abaixo sabendo que serão utilizados condutores unipolares isolados em XLPE dispostos no interior de canaleta ventilada construída no piso A queda de tensão admitida será de 4 e o tempo de eliminação do defeito realizado pelo fusível é de 05 s para uma corrente de curtocircuito de 40 kA Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 58 Exemplo 1 Capacidade de condução de corrente Cálculo da corrente total 𝐼 𝑃 3 𝑉 𝑓𝑝 𝐼𝐴 79𝐴 𝐼𝐵 260𝐴 𝐼𝐶 288𝐴 𝐼𝐷 119𝐴 𝐼𝐸 288𝐴 𝐼5 𝐼𝐸 𝐼5 288𝐴 𝐼4 𝐼𝐷 𝐼5 𝐼4 407𝐴 𝐼3 𝐼𝐶 𝐼4 𝐼3 695𝐴 𝐼2 𝐼𝐵 𝐼3 𝐼2 955𝐴 𝐼1 𝐼𝐴 𝐼2 𝐼1 1034𝐴 Pela Tabela 33 da NBR 5410 temse o tipo de instalação B1 método de instalação 42 Pela Tabela 37 temse que os condutores devem ter 𝑆𝐶 325𝑚𝑚2 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 59 Exemplo 2 Queda de tensão 3 Curtocircuito 𝑆𝐶 3 Τ 1 56 004 380 79 8 26 18 288 24 119 38 288 49 𝑆𝐶 62𝑚𝑚2 𝑆𝐶 310𝑚𝑚2 𝑆𝐶 05 40 034 log 234 250 234 90 199 𝑆𝐶 325𝑚𝑚2 Logo o condutor de 25 mm² satisfaz às três condições ou seja capacidade da corrente de carga queda de tensão e capacidade da corrente de curtocircuito Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 60 Exemplos 2 Calcular a seção do condutor que liga um QGF a uma carga sabendo que a carga drena uma corrente de 154 A em 380 V com um fator de potência de 085 e o comprimento do circuito é de 150 m Adotar o condutor isolado em PVC instalado no interior de eletroduto de PVC embutido no piso admitindo uma queda de tensão máxima de 5 Pela Tabela 33 da NBR 5410 temse o tipo de instalação D método de instalação 61A Pela Tabela 36 temse que os condutores devem ter 𝑆𝐶 395𝑚𝑚2 A queda de tensão nos condutores é de 𝑉𝐶 3 𝐼 𝑙 𝑅 cos 𝜙 𝑋 sin𝜙 10 𝑁𝑐𝑝 𝑉𝐿 3 154 150 02352 cos 3178 01090 𝑠𝑒𝑛3178 10 1 380 𝑉𝐶 26 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 61 Exemplos Pela método da queda de tensão 𝑆𝐶 3 Τ 1 56 005 380 154 150 376𝑚𝑚2 Logo o condutor de 95 mm² satisfaz às duas condições ou seja capacidade da corrente de carga e queda de tensão Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 62 Demanda A previsão da demanda da instalação deve ser tomada em função das características da carga e do tipo de operação da indústria Há instalações industriais em que praticamente toda carga instalada está simultaneamente em operação em regime normal No entanto há outras indústrias em que há diversidade de operação entre diferentes setores de produção Em uma instalação elétrica industrial além das áreas de manufaturados há as dependências administrativas cujo projeto deve obedecer às características normativas quanto ao número de tomadas por dependência ao número de pontos de luz por circuito etc Nessas condições a carga prevista em um determinado projeto deve resultar da composição das cargas dos setores industriais e das instalações administrativas Quando não se tem informações razoáveis sobre a operação simultânea ou não dos setores de carga sugeremse as seguintes precauções Considerar a carga de qualquer equipamento de utilização na potência declarada pelo fabricante ou calculada de acordo com a tensão nominal e a corrente nominal expressa em VA ou multiplicar o resultado anterior pelo fator de potência quando se conhecer sendo neste caso a potência dada em W Se a potência declarada pelo fabricante for a universal fornecida pelo equipamento de utilização como ocorre no caso dos motores devese considerar o rendimento do aparelho para se obter a potência absorvida que é o valor que se deve utilizar para determinar o valor da carga individual demandada Os condutores dos circuitos terminais dos aparelhos devem ser dimensionados para a potência nominal dos aparelhos Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 63 Demanda Na elaboração de projetos elétricos é necessária a aplicação de alguns fatores denominados fatores de projeto visando à economicidade do empreendimento Se tais fatores forem omitidos a potência de certos equipamentos pode alcançar desnecessariamente valores muito elevados Fator de demanda relação entre a demanda máxima do sistema e a carga total conectada a ele durante um intervalo de tempo considerado 𝐹𝐷 𝐷𝑚á𝑥 𝑃𝑖𝑛𝑠𝑡 ቊ𝐷𝑚á𝑥 demanda máxima da instalação kW ou kVA 𝑃𝑖𝑛𝑠𝑡 potência da carga conectada kW ou kVA Fatores de demanda de motores Número de motores em operação Fator de demanda em 1 10 70 80 11 20 60 70 21 50 55 60 51 100 60 60 Acima de 100 45 55 Fatores de demanda para iluminação e tomadas não residenciais CEMIG Descrição Fator de demanda Oficina indústrias e semelhantes 1 para os primeiros 20kVA e 080 para o que exceder 20kVA Hotéis e semelhantes 050 para os primeiros 20kVA e 040 para o que exceder 20kVA Auditórios cinemas e semelhantes 1 Bancos e semelhantes 1 Barbearia salões de beleza e semelhantes 1 Clubes e semelhantes 1 Escolas e semelhantes 1 para os primeiros 12kVA e 050 para o que exceder 12kVA Escritórios lojas e salas comerciais 1 para os primeiros 20kVA e 070 para o que exceder 20kVA Garagens comerciais e semelhantes 1 Clínicas hospitais e semelhantes 040 para os primeiros 50kVA e 020 para o que exceder 50kVA Igrejas templos e semelhantes 1 Restaurantes bares e semelhantes 1 Áreas comuns e condomínios 1 para os primeiros 10kVA e 025 para o que exceder 10kVA Salão de festas 1 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 64 Demanda Fatores de demanda para iluminação e tomadas residenciais CEMIG Carga instalada CI kW Fator de demanda CI 1 086 1 CI 2 081 2 CI 3 076 3 CI 4 072 4 CI 5 068 5 CI 6 064 6 CI 7 06 7 CI 8 057 8 CI 9 054 9 CI 10 052 CI 10 045 Fatores de demanda de fornos e fogões elétricos residencial CEMIG Número de aparelhos Fator de demanda Potência até 35 kW Potência superior a 35 kW 1 080 100 2 075 100 3 070 080 4 066 065 5 062 055 6 059 050 7 056 045 8 053 043 9 051 040 10 049 036 11 047 035 12 045 034 Fatores de demanda de aparelhos eletro domésticos de aquecimento de refrigeração e condicionadores de ar CEMIG Número de Aparelhos Fator de Demanda Número de Aparelhos Fator de Demanda 1 100 16 43 2 92 17 42 3 84 18 41 4 76 19 40 5 70 20 40 6 65 21 39 7 60 22 39 8 57 23 39 9 54 24 38 10 52 25 38 11 49 26 a 30 37 12 48 31 a 40 36 13 46 41 a 50 35 14 45 51 a 60 34 15 44 61 ou mais 33 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 65 Demanda Demanda individual motores monofásicos CEMIG Valores Nominais do Motor Demanda individual absorvida da rede kVA Potência Fator de potência Rendimento Corrente A 1 Motor 2 Motores 3 a 5 Motores mais de 5 Motores Eixo CV Absorvida Rede Kw 127 V 220 V 14 039 063 047 49 28 062 050 043 037 13 052 071 047 58 33 073 058 051 044 12 066 072 056 74 42 092 074 064 055 34 089 072 062 97 56 124 099 087 074 10 110 074 067 117 68 149 119 104 089 15 158 082 070 152 88 193 154 135 116 20 207 085 071 192 11 244 195 171 146 30 307 096 072 252 15 320 256 224 192 40 398 094 074 326 19 415 332 291 249 50 491 094 075 411 24 522 418 365 313 75 746 094 074 625 36 794 635 556 476 100 944 094 078 791 46 1004 803 703 602 125 1210 093 076 1024 59 1301 1041 911 781 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 66 Demanda Fator de carga relação entre a demanda média durante um determinado intervalo de tempo e a demanda máxima registrada no mesmo período que pode ser diária semanal mensal e anual Mede o grau no qual a demanda máxima foi mantida durante o intervalo de tempo considerado ou ainda mostra se a energia está sendo utilizada de forma racional Manter um elevado fator de carga no sistema significa obter os seguintes benefícios Otimização dos investimentos da instalação elétrica Aproveitamento racional da energia consumida pela instalação Redução do valor da demanda pico 𝐹𝐶𝐷 fator de carga diário 𝐹𝐶𝑀 fator de carga mensal 𝐷𝑚á𝑥 demanda máxima da instalação em kW ou kVA 𝐷𝑚é𝑑 demanda média do períodoem kW ou kVA 𝐶𝑘𝑊ℎ consumo de energia elétrica durante o período de tempo considerado kWh 𝐹𝐶𝑀 𝐶𝑘𝑊ℎ 730 𝐷𝑚á𝑥 𝐹𝐶𝐷 𝐷𝑚é𝑑 𝐷𝑚á𝑥 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 67 Demanda Fator de perda relação entre a perda de potência na demanda média e a perda de potência na demanda máxima considerando um intervalo de tempo especificado O fator de perda nas aplicações práticas é tomado como uma função do fator de carga Quando o sistema elétrico está operando com o seu fator de carga mínimo as perdas elétricas são mínimas Quando o fator de carga atingir o seu valor máximo as perdas elétricas nessa condição são máximas 𝐹𝑃 030 𝐹𝐶 07 𝐹𝐶 2 Fator de simultaneidade relação entre a demanda máxima do grupo de aparelhos e a soma das demandas individuais dos aparelhos do mesmo grupo num intervalo de tempo considerado O fator de simultaneidade resulta da coincidência das demandas máximas de alguns aparelhos do grupo de carga devido à natureza de sua operação O seu inverso é chamado de fator de diversidade Aparelhos cv Número de aparelhos 2 4 5 8 10 15 20 50 Motores 34 a 25 085 080 075 070 060 055 050 040 Motores 3 a 15 085 080 075 075 070 065 055 045 Motores 20 a 40 080 080 080 075 065 060 060 050 Acima de 40 090 080 070 070 065 065 065 060 Retificadores 090 090 085 080 075 070 070 070 Soldadores 045 045 045 040 040 030 030 030 Fornos resistivos 100 100 Fornos de indução 100 100 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 68 Demanda Fator de utilização fator pelo qual deve ser multiplicada a potência nominal do aparelho para se obter a potência média absorvida por ele nas condições de utilização Na falta de dados mais precisos pode ser adotado um fator de utilização igual a 075 para motores enquanto para aparelhos de iluminação ar condicionado e aquecimento o fator de utilização deve ser unitário Aparelhos Fator de utilização Fornos a resistência 100 Secadores caldeiras etc 100 Fornos de indução 100 Motores de 34 a 25 cv 070 Motores de 3 a 15 cv 083 Motores de 20 a 40 cv 085 Acima de 40 cv 087 Soldadores 100 Retificadores 100 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 69 Demanda Cálculo de demanda 1 Demanda dos Quadros de Distribuição Parcial Quadros de Distribuição de Luz QDL e os Centros de Controle de Motores CCM a Determinase a demanda dos aparelhos individuais multiplicandose a sua potência nominal pelo fator de utilização ou rendimento No caso de motores devese considerar os seus respectivos fatores de serviço de utilização e rendimento b A demanda é então obtida somandose as demandas individuais dos aparelhos e multiplicandose o resultado pelo respectivo fator de simultaneidade entre os aparelhos considerados c Em projeto de iluminação utilizando lâmpadas à descarga devese compensar as perdas próprias do reator e as correntes harmônicas resultantes utilizando um fator de 18 para reatores eletrônicos de baixo fator de potência acrescido da corrente de alto conteúdo harmônico e da corrente obtida considerando o rendimento da lâmpada ou outro valor inferior em conformidade com a especificação do fabricante dos aparelhos Uma alternativa é determinar a potência absorvida pelo conjunto lâmpadareator considerando a potência nominal da lâmpada W a perda ôhmica nominal do reator W o fator de potência do reator e o rendimento médio do conjunto lâmpadareator no valor médio de 085 da seguinte forma 𝑃𝑎𝑏𝑙𝑟 𝑃𝑛𝑙 𝑃𝑛𝑟 085 2 𝑃𝑛𝑟 tg 𝛼 2 𝑃𝑎𝑏𝑙𝑟 𝐹𝑚 𝑃𝑛𝑙 𝑃𝑛𝑟 𝑓𝑝𝑟 𝑃𝑎𝑏𝑙𝑟 potência absorvida pela lâmpada e reator W 𝑃𝑛𝑙 potência nominal da lâmpada W 𝑃𝑛𝑟 perda ôhmica nominal do reator W 𝛼 ângulo do fator de potência do reator 𝛼 66 para reatores eletromagnéticos não compensados fator de potência igual a 040 𝛼 23 para reatores eletromagnéticos compensados fator de potência igual a 092 𝛼 60 para reatores eletrônicos com fator de potência natural fator de potência igual a 05 𝛼 14 para reatores eletrônicos com alto fator de potência fator de potência igual a 097 𝐹𝑚 fator de multiplicação para compensar perdas do reator geralmente é 18 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 70 Demanda Cálculo de demanda 2 Demanda do Quadro de Distribuição Geral Somase as demandas concentradas nos Quadros de Distribuição Parcial e Centro de Controle de Motores e aplicase o fator de simultaneidade adequado Se esse fator não for conhecido com certa precisão devese adotar o valor unitário É conveniente informar se junto aos responsáveis pela indústria dos planos de expansão a fim de prever a carga futura Conhecendo as cargas aplicase os fatores de projeto adequados a Motores elétricos 𝐷𝑡𝑚 𝑁𝑚𝑃𝑒𝑖𝑚𝐹𝑈𝑀0736 𝜂𝑓𝑝 𝐹𝑆𝑀 𝑃𝑒𝑖𝑚 potência no eixo do motor cv 𝐹𝑈𝑀 fator de utilização do motor 𝑓𝑝 fator de potência do motor 𝜂 rendimento do motor 𝐷𝑡𝑚 demanda total dos motores 𝑘𝑉𝐴 𝑁𝑚 número total de motores de mesma potência 𝐹𝑆𝑀 fator de simultaneidade dos motores b Iluminação administrativa e industrial e tomada 𝐷𝑖𝑡 σ 𝑁𝑙𝑃𝑎𝑏𝑖𝑟𝐹𝐷 σ 𝑃𝑎𝑏𝑡𝑜 1000 𝑃𝑎𝑏𝑡𝑜 𝑁𝑡𝑜 𝑃𝑡𝑜 𝐹𝐷𝑡𝑜 𝐷𝑖𝑡 demanda iluminação e tomada kVA 𝑁𝑙 quantidade de cada tipo de lâmpadas 𝑃𝑎𝑏𝑖𝑟 potência absorvida por tipo de lâmpda 𝑃𝑎𝑏𝑡𝑜 potência absorvida pelas tomadas 𝑁𝑡𝑜 quantidade de tomadas de mesma potência 𝑃𝑡𝑜 potência das tomadas 𝐹𝐷𝑡𝑜 fator de demanda para as tomadas c Outras cargas a demanda deve ser calculada considerando as particularidades das referidas cargas tais como fornos a arco máquinas de solda câmaras frigoríficas etc Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 71 Demanda Motores assíncronos trifásicos com rotor em curtocircuito Potência nominal Potência ativa Corrente nominal A Velocidade Fator de potência Relação InpIn Relação CpCn Conjugado nominal Rotor bloqueado Rendimento Momento de inércia cv kW 220 V 380 V rpm mkgf s kgm2 II polos 1 07 33 19 3440 076 62 1800 0208 71 081 00016 3 22 92 53 3490 076 83 1800 0619 60 082 00023 5 4 137 79 3490 083 90 1800 1020 60 083 00064 75 55 192 115 3480 083 74 1800 1540 60 083 00104 10 75 286 162 3475 085 67 1800 2050 60 083 00179 15 11 407 235 3500 082 70 1800 3070 60 083 00229 20 15 640 355 3540 073 68 2500 3970 60 083 00530 25 185 690 383 3540 082 68 3000 4960 60 086 00620 30 22 730 405 3535 088 63 1700 5960 60 089 02090 40 30 980 544 3525 089 68 2200 7970 90 090 03200 50 37 1200 666 3540 089 68 1900 9920 100 091 03330 60 45 1460 81 3545 089 65 1600 11880 180 091 04440 75 55 1780 988 3550 089 69 1700 14840 160 092 04800 100 75 2400 1332 3560 090 68 1400 19720 110 093 06100 125 90 2840 1587 3570 090 65 1500 24590 89 093 12200 150 110 3440 1909 3575 090 68 1600 29460 270 093 12700 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 72 Demanda Motores assíncronos trifásicos com rotor em curtocircuito Potência nominal Potência ativa Corrente nominal Velocidade Fator de potência Relação InpIn Relação CpCn Conjugado nominal Rotor bloqueado Rendimento Momento de inércia cv kW 220 V 380 V rpm mkgf s kgm2 IV polos 1 07 38 22 1715 065 57 2000 0420 60 081 00016 3 22 95 55 1720 073 66 2000 1230 60 082 00080 5 4 137 79 1720 083 70 2000 2070 60 083 00091 75 55 206 119 1735 081 70 2000 3100 60 084 00177 10 75 266 154 1740 085 66 1900 4110 83 086 00328 15 11 450 260 1760 075 78 1950 6120 81 086 00433 20 15 520 288 1760 086 68 2200 7980 70 088 00900 25 185 640 355 1760 084 67 2300 9970 60 090 01010 30 22 780 433 1760 083 68 2350 11970 90 090 02630 40 30 1020 566 1760 085 67 2150 15960 100 091 04050 50 37 1240 688 1760 086 64 3000 19950 120 092 04440 60 45 1500 833 1765 086 67 1950 23870 120 092 07900 75 55 1820 1011 1770 086 68 2000 29750 150 092 09000 100 75 2440 1354 1770 087 67 2000 39670 83 092 10600 125 90 2900 1609 1780 087 65 2500 49310 140 094 21000 150 110 3500 1942 1780 087 68 2700 59170 130 095 25100 180 132 4200 2331 1785 087 65 2300 70810 110 095 27300 200 150 4700 2712 1785 087 69 2300 80000 170 095 29300 220 160 5100 2830 1785 087 65 2500 86550 150 095 31200 250 185 5900 3274 1785 087 68 2400 95350 150 095 36900 300 220 6940 3852 1785 088 68 2100 118020 240 096 66600 380 280 8640 4795 1785 089 69 2100 149090 250 096 74000 475 355 11000 6105 1788 089 76 2200 186550 260 096 91000 600 450 13840 7681 1790 089 78 2200 265370 290 096 121000 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 73 Exemplo Exemplo Considerar uma indústria representada na figura abaixo sendo os motores 1 de 75 cv os motores 2 de 30 cv e os motores 3 de 50 cv Determinar as demandas dos CCM1 CCM2 QDL e QGF e a potência necessária do transformador da subestação Considerar a carga de iluminação administrativa e industrial indicada na planta baixa Todos os motores são de indução rotor em gaiola e de IV polos Foram utilizados reatores eletrônicos com fator de potência natural e perda ôhmica de 8 W para as lâmpadas de 32 W Para as lâmpadas de 400 W vapor metálico foram utilizados reatores eletromagnéticos compensados com perda de 26W Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 74 Exemplo Solução Motores elétricos do setor de carga 1 𝑃𝑒𝑖𝑚 75 𝑐𝑣 𝐹𝑈𝑀 087 𝜂 092 𝑓𝑝 086 𝑁𝑚 10 𝐹𝑆𝑀 065 𝐷𝑚1 𝑁𝑚 𝑃𝑒𝑖𝑚 𝐹𝑈𝑀 0736 𝜂 𝑓𝑝 𝐹𝑆𝑀 𝐷𝑚1 3946 𝑘𝑉𝐴 Motores elétricos do setor de carga 2 𝑃𝑒𝑖𝑚 30 𝑐𝑣 𝐹𝑈𝑀 085 𝜂 090 𝑓𝑝 083 𝑁𝑚 10 𝐹𝑆𝑀 065 𝐷𝑚2 𝑁𝑚 𝑃𝑒𝑖𝑚 𝐹𝑈𝑀 0736 𝜂 𝑓𝑝 𝐹𝑆𝑀 𝐷𝑚2 1633 𝑘𝑉𝐴 Motores elétricos do setor de carga 3 𝑃𝑒𝑖𝑚 50 𝑐𝑣 𝐹𝑈𝑀 087 𝜂 092 𝑓𝑝 086 𝑁𝑚 5 𝐹𝑆𝑀 070 𝐷𝑚3 𝑁𝑚 𝑃𝑒𝑖𝑚 𝐹𝑈𝑀 0736 𝜂 𝑓𝑝 𝐹𝑆𝑀 𝐷𝑚3 1416 𝑘𝑉𝐴 Demanda dos motores Demanda dos quadros de distribuição Centro de Controle de Motores CCM1 𝐷𝑐𝑐𝑚1 3946 𝑘𝑉𝐴 Centro de Controle de Motores CCM2 𝐷𝑐𝑐𝑚2 𝐷𝑚2 𝐷𝑚3 𝐷𝑐𝑐𝑚2 3049 𝑘𝑉𝐴 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 75 Exemplo Solução Lâmpadas fluorescentes 𝑃𝑛𝑙 32 𝑊 𝑃𝑛𝑟 8 𝑊 α 60 𝑃𝑎𝑏𝑙𝑟 𝑃𝑛𝑙 𝑃𝑛𝑟 085 2 𝑃𝑛𝑟 tg 𝛼 2 𝑃𝑎𝑏𝑙𝑟1 491 𝑉𝐴 Lâmpadas de descarga 𝑃𝑛𝑙 400 𝑊 𝑃𝑛𝑟 26 𝑊 α 23 𝑃𝑎𝑏𝑙𝑟2 5013 𝑉𝐴 Tomadas monofásicas da área administrativa 𝑃 200 𝑊 𝑁𝑡𝑜𝑎𝑑 140 𝑓𝑝 1 𝑃𝑡𝑜𝑎𝑑 𝑃 𝑁𝑡𝑜𝑎𝑑 𝐹𝐷 𝑃𝑡𝑜𝑎𝑑 12600 𝑊 𝑃𝑡𝑜𝑎𝑑 20 𝑘𝑊 𝐹𝐷 045 Demanda de potência do Quadro de Distribuição de Luz ou QDL Tomadas monofásicas da área da subestação 𝑃 200 𝑊 𝑁𝑡𝑜𝑠𝑢𝑏 5 𝑓𝑝 1 𝑃𝑡𝑜𝑠𝑢𝑏 𝑃 𝑁𝑡𝑜𝑠𝑢𝑏 𝐹𝐷 𝑃𝑡𝑜𝑠𝑢𝑏 1000 𝑊 𝑃𝑡𝑜𝑠𝑢𝑏 20 𝑘𝑊 𝐹𝐷 1 Tomadas monofásicas da área industrial 𝑃 200 𝑊 𝑁𝑡𝑜𝑎𝑖 40 𝐹𝐷 06 𝑓𝑝 1 𝑃𝑡𝑜𝑎𝑖 𝑃 𝑁𝑡𝑜𝑎𝑑 𝐹𝐷 𝑃𝑡𝑜𝑎𝑑 4800 𝑊 Tomadas trifásicas da área industrial 𝑃 20 𝑘𝑊 𝑁𝑡𝑜𝑎𝑖 10 𝐹𝐷 03 𝑓𝑝 1 𝑃𝑡𝑜𝑎𝑖 𝑃 𝑁𝑡𝑜𝑎𝑑 𝐹𝐷 𝑃𝑡𝑜𝑎𝑑 60 𝑘𝑊 Demanda final do sistema de iluminação e tomada 𝐷𝑖𝑡 σ 𝑁𝑙 𝑃𝑎𝑏𝑙𝑟 𝐹𝐷 σ 𝑃𝑎𝑏𝑡𝑜 1000 𝐷𝑖𝑡 380 491 521248 12 491 12600 1000 4800 60000 1000 𝐷𝑖𝑡 14977 𝑘𝑉𝐴 Demanda de lâmpadas de descarga 𝑃𝑙𝑑 5013 VA 𝑁𝑙 120 𝐷𝑙𝑑 120 5013 20000 08 20000 𝐷𝑙𝑑 521248 𝑉𝐴 Instalações Elétricas Industriais 21082024 LUIZ CARLOS DA SILVA 76 Exemplo Solução Demanda do Quadro de Distribuição Geral ou QDG 𝐷𝑄𝐷𝐺 𝐷𝑐𝑐𝑚1 𝐷𝑐𝑐𝑚2 𝐷𝑖𝑡 𝐷𝑄𝐷𝐺 8493 𝑘𝑉𝐴 Potência nominal do transformador Podemse ter as seguintes soluções 1 transformador de 1000kVA 2 transformadores de 500kVAem operação em paralelo A primeira solução é economicamente a melhor considerandose tanto o custo do transformador e dos equipamentos necessários à sua operação bem como o das obras civis A principal restrição é quanto ao nível de contingência devido à queima do transformador já que não é facilmente encontrada esta potência em qualquer estabelecimento comercial especializado principalmente em locais distantes dos grandes centros urbanos ficando neste caso a instalação sem condições de operação A segunda solução é mais cara porém a queima de uma unidade de transformação permite a continuidade do funcionamento da indústria mesmo que parcialmente Além do mais são transformadores mais facilmente comercializados Cálculo do fator de demanda 𝑃𝑖𝑛𝑠𝑡 𝐷𝑚1 𝐹𝑆𝑀1 𝐷𝑚2 𝐹𝑆𝑀2 𝐷𝑚3 𝐹𝑆𝑀3 𝑃𝑖𝑡 3946 065 1633 065 1416 070 392 491 120 5013 140 200 5 200 40 200 10 20000 𝑃𝑖𝑛𝑠𝑡 1377 𝑘𝑉𝐴 𝐹𝐷 8493 1377 𝐹𝐷 062