Instalações Elétricas Industriais: Projetos e Dimensionamento de Cargas

PROJETOS ELÉTRICOS Vinicius Puglia 2 2 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS Apresentação Assim como tratamos no primeiro bloco do projeto elétrico em baixa tensão neste bloco também trataremos de projeto elétrico porém estamos nos referindo a um projeto elétrico industrial A partir do dimensionamento de cargas alguns dispositivos de segurança e de manobra usados na indústria abordaremos este tema Em seguida veremos sobre os fatores de potência com suas respectivas correções Para fechar veremos um panorama geral de um projeto elétrico industrial contemplando as etapas que nele contém assim como algumas das simbologias mais usadas 21 Dimensionamento de carga Quando tratamos de dimensionar a carga de determinada instalação seja industrial ou predial nos referimos à determinação da corrente necessária para a instalação elétrica do projeto Assim como estabelecer a quantidade de tomadas pontos de luz e disjuntores a serem utilizados garantindo que todos os equipamentos utilizados sejam ligados em correntes compatíveis Quanto ao dimensionamento industrial se faz necessário determinar uma série de cálculos que venham determinar as operações de maneira unitária calculando também propriedades físicas dos equipamentos transportes transferências de calor ou massa nos processos industriais Consistem também nesse dimensionamento as análises de produtividade e rentabilidade do processo de modo a garantir que o potencial de desempenho seja de maior eficiência possível As instalações elétricas industriais referemse a alimentadores e circuitos terminais ramais para suprimento de energia de máquinas e outros dispositivos elétricos relacionados à fabricação de produtos para uso no dia a dia do ser humano ou para dispositivos elétricos usados nos processos industriais de fabricação ou ainda outros processos de produção GALOTTI 2019 3 A grande diferença que encontramos no levantamento de cargas industriais para prediais se dá por conta de cargas elevadas e de diferentes tensões que encontramos na indústria Diferentemente das residências neste meio industrial encontramos máquinas com tensões de 380v 440v e 760v por exemplo Veja na imagem abaixo uma rebobinadeira que opera em alta tensão muito usada na indústria para desenrolar de forma alinhada uma bobina ou rolo maior de material para que seja transformado em rolos menores Fonte Alvarez Ultra httpsalvarezultracomesproductultragrande600 2gclidCj0KCQjw6pOTBhCTARIsAHF23fK328vrGcqJXdVBTzblBtMDAto7Ic5gFyoUu61k9Vjm nlhPM0kZAaAkhBEALwwcB Figura 21 Rebobinadeira UltraGrande 600 Para um detalhamento da carga e de fatores que influenciam diretamente na eficiência energética é preciso colocar na conta os itens que dizem respeito à segurança Se tratando da segurança do usuário e dos equipamentos esta etapa contempla os dispositivos que protegem usuários e instalações da indústria em questão Exemplos destes elementos a serem dimensionados são Sistemas de segurança em zona de perigo de máquinas Dispositivo de intertravamento Dispositivos de Parada 4 de Emergência Dispositivo de habilitação Dispositivo de comando limitador de movimento Chaves seccionadoras Disjuntores Fusíveis DRs DPS entre muitos outros equipamentos Veja na imagem abaixo uma representação de uma chave seccionadora tripolar Fonte PowerCom Corp via Shutterstock Figura 22 Chave seccionadora tripolar Outro elemento que relaciona segurança com geração de energia temos os geradores elétricos industriais Variando desde os mais simples até os mais complexos com funções que variam com o abastecimento da indústria e até mesmo suprimento de energia devido a sua falta por meio da concessionária O seu dimensionamento também está ligado a demanda da instalação em questão veja na imagem abaixo o exemplo de um gerador 5 Fonte Bespaliy via Shutterstock Figura 23 Gerador à diesel 22 Correção do fator de potência Antes de entrarmos na questão que trata do fator de potência e suas respectivas correções devemos entender melhor como funciona a potência Para melhor entendimento desta potência devemos saber que Watts e VA VoltsAmpere são unidades de medida que definem potência porém não são a mesma coisa O Fator de Potência FP é o elemento que faz essa diferenciação onde é representado por uma fração percentual que varia de 0 a 1 onde o número 1 representa 100 Este fator corresponde à quantidade de potência que o equipamento está utilizando Assim temos a Potência Ativa Watts Potência Aparente VA e Potência Reativa VAR sendo esta última a potência que é dissipada Por exemplo se no equipamento diz que ele é de 800 W e seu FP é de 08 podemos dizer que ele está utilizando apenas 80 da potência que lhe é fornecida e 20 está sendo retornada ou mesmo perdida Portanto temos 1000 VA e 200 VAR respectivamente 6 Veja na imagem uma melhor representação da relação destas potências Fonte Adaptado de Novitech via Shutterstock Figura 24 Relação das potências Uma vez que entendemos esta relação de potência devemos então corrigir este fator de potência com o intuito de promover um ganho de eficiência além também de conter defasagens entre tensão e corrente possibilitando que os equipamentos não venham operar com cargas inadequadas e ineficientes Dentre alguns dos motivos dos quais encontramos um alto valor de energia reativa temos Operar motores com baixas cargas por longos períodos Grande quantidade de motores de baixa potência Motores e transformadores operando sem cargas ou mesmo superdimensionados Motores e transformadores de baixa tecnologia defeituosos ou muito antigos Transformadores alimentando baixas cargas Grande quantidade de lâmpadas sem correção do fator de potência 7 Lâmpadas que operem por meio de reatores Máquinas como Fornos elétricos a indução ou a arco e máquinas de solda em funcionamento Grande parte dos equipamentos como motores e transformadores por exemplo consomem energia reativa indutiva Elas utilizam cargas indutivas para funcionarem necessitando da geração de um campo magnético e por este motivam são utilizados dois tipos de potências a ativa e a reativa Pelo fato da potência reativa atuar em cargas capacitivas e indutivas é possível neutralizála por meio de cargas capacitivas com a instalação de um banco de capacitores criando assim um caminho mais seguro para correção deste fator de potência de modo a compensar as cargas indutivas existentes Como também em determinados casos como linhas de transmissão por exemplo dos quais são sistemas muito capacitivos o banco de indutores é inerente na compensação desse efeito É possível também fazer a correção do fator de potência através de elementos ativos como os conversores O conversor se ajusta por meio do circuito compensador em caso de variação deste fator As fórmulas para chegar neste fator de potência se resumem na relação da potência ativa com a aparente E também com outras variações utilizando ângulos de defasagem do cosseno e arco tangente Veja abaixo as fórmulas que temos 8 23 Projeto elétrico industrial Um projeto elétrico industrial contempla os ambientes destinados a atividades industriais consistindo no levantamento de todas as características elétricas que a instalação necessitará de modo a suprir todas as exigências técnicas assim como as respectivas necessidades dos clientes Tais instalações possuem características pertinentes a alta potência demandada elevada tensão e capacidade de acionamento desses motores Os aspectos devem ser previstos durante a elaboração do projeto elétrico industrial afim de que a execução das instalações dos circuitos se baseie nos procedimentos de um projeto personalizado sem esquecerse de seguir as devidas normas regulamentadoras O profissional responsável pela elaboração de um projeto deve reunir informações importantes relacionadas à instalação tais como conhecimento dos suprimentos de energia elétrica planta baixa de arquitetura da instalação planta detalhada contendo colunas e vigas e a planta baixa com disposição física das máquinas Dentre os itens que um projeto elétrico industrial deve contemplar citamos Divisão de circuitos elétricos Dados sobre a corrente elétrica Discriminação da potência de cada ramal Balanceamento das fases Lista de cargas Informações sobre a bitola dos cabos Informações sobre a distribuição dos eletrodutos Descrição dos elementos de proteção a serem instalados Projeto elétrico funcional e construtivo de painéis de comando e controle 9 Diagrama unifilar A etapa que se refere ao diagrama unifilar da qual se destina à representação gráfica dos elementos elétricos da instalação é uma das mais importantes Porém para entender tais desenhos técnicos se faz necessário compreender as simbologias técnicas utilizadas pois a partir das simbologias gráficas é possível interpretar os diagramas e desenhos elétricos referentes às instalações elétricas industriais Veja abaixo algumas das representações gráficas mais utilizadas 10 Fonte Adaptado de Silvia 2020 httpsaprendendoeletricacomsimbologiaeletricaindustriale residencialNormaNBR5444 Figura 25 Simbologia elétrica industrial Já em relação as normas que regem estes projetos temos as Normas Regulamentadoras NR10 e a NR12 Tais normas visam a utilização de parâmetros de segurança para garantia do resguardo e o bemestar dos trabalhadores que atuam nestas máquinas e equipamento No caso da NR10 ela prevê medidas que asseguram 11 a segurança geral com seu escopo abrangendo desde a criação do projeto elétrico industrial até a instalação e manutenção de máquinas e equipamentos Se tratando da NR12 falamos de uma norma que visa estabelecer exigências para componentes elétricos como diferencial residual caixas de transmissão eletrodutos fios e tomadas entre outros Além do mais todo o maquinário adquirido para a indústria deve estar adequado e garantido por esta norma também Conclusão Assim como abordamos no primeiro bloco este bloco foi responsável por tratar do dimensionamento de carga das instalações industriais A grande diferença que encontramos está no levantamento de cargas ao se tratar de tensões mais elevadas das quais encontramos em instalações prediais Vimos também alguns elementos de segurança que contém nas instalações industriais como por exemplo dispositivos de intertravamento chaves seccionadoras entre outros O segundo subtema foi responsável por nos apresentar a relação das potências tais como a aparente potência ativa e a potência reativa sendo elas determinantes para relacionar o fator de potência e sua respectiva correção Por fim vimos algumas etapas a serem contempladas em um projeto industrial desde a divisão de circuitos elétricos balanceamento de fases lista de cargas discriminação de elementos de proteção até o seu projeto final com os diagramas REFERÊNCIAS ALVAREZ ULTRA ULTRAGRANDE600 Línea Rebobinada de Alta Velocidad Continua Disponível em httpsalvarezultracomessULTRAGRANDE 600LC3ADneaRebobinadadeAltaVelocidadContinua Acesso em 18 maio 2022 GALLOTTI V D M O memorial descritivo no projeto de instalações elétricas Tese de Doutorado Universidade Federal do Rio de Janeiro 2019 12 SILVA S G Simbologia elétrica industrial e residencial Blog Aprendendo Elétrica 2020 Disponível em httpsaprendendoeletricacomsimbologia eletricaindustrialeresidencialNormaNBR5444 Acesso em 18 maio 2022 REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES GEBRAN A P RIZZATO F A P Instalações elétricas prediais Porto Alegre Bookman 2017 ebook Minha Biblioteca KANASHIRO N M NERY N Instalações elétricas industriais 2 ed São Paulo Érica 2014 ebook Minha Biblioteca SAMED M M A Fundamentos de instalações elétricas 1 ed Curitiba InterSaberes 2017 ebook Pearson