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LEI DE OHM (FORMULAS) I => CORRENTE ELÉTRICA: (A, I) “AMPERES” I = 𝐄 𝐑 I = 𝐏 𝐄 𝐈 = √𝐏/𝐑 P => POTÊNCIA ELÉTRICA: (P, W) “WATTS” P = I x E P = 𝐄² 𝐑 P = R x I² E => TENSÃO ELÉTRICA: (V, DDP, E, U) “VOLTS” E = R x I E = √𝐏𝐱𝐑 E = 𝐏 𝐈 R => RESISTÊNCIA ELÉTRICA: (Ω, R) “OHMS” R = 𝐄² 𝐏 R = 𝐄 𝐈 R = 𝐏 𝐈² Resistência em Série Ω (Omhs). Rt => resistência total: Rt = R1 + R2 + R3 +, ... + Rn Ex: R1= 12 Ω, R2= 6 Ω, R3= 16 Ω, Rt = 12 + 6 + 16 = 46 Ω Resistência em Paralelo Ω (Ohms). Se tratando de diferentes valores segue formula, Rt = 𝑹𝟏∗ 𝑹𝟐 𝑹𝟏 + 𝑹𝟐 Ex: R1= 6 Ω, R2= 8 Ω, Rt = 𝟔 ∗ 𝟖 𝟔 + 𝟖 = 𝟒𝟖 𝟏𝟒 = 3,43 Ω Resistência em paralelo de mesmo valor “Ω”, Rt = 𝑹𝒙 𝑹𝒏 Ex: R1= 10 Ω, R2= 10 Ω, R3= 10 Ω, R4= 10 Ω, Rt = 𝟏𝟎 𝟒 = 2,5 Ω Rx = Valor da resistência em evidencia. Rn = Quantidade de resistências, “Nº de vezes que o resistor se repete” no circuito. GRANDEZAS ELÉTRICAS. Como calcular energia elétrica em KWh A energia elétrica é o produto da potência elétrica em Watts pelo tempo de uso. E = 𝑃 ∗ 𝑡 1000 * D * V E = 𝑃 ∗ 𝑡 𝑚𝑖𝑛 60 / 1000 * D * V 1000 => Fator para transformar Watts => em KWh E => Energia Consumida. T => horas de uso. P => Potencia em Watts. KWh => Quilowatt-hora D => quantidade dias de uso. T min => tempo em minutos V => valor da energia em KWh (R$), cobrado pela concessionária de energia da sua cidade. Resistencia do fio “Ω” ou simplesmente resistividade do material do fio condutor. R = 𝑷 ∗ 𝑳 𝑨 P => Resistividade do material “fio”. L => Comprimento do cabo. A => Área do material condutor em mm² “espessura do cabo”. Resistividade do Material Condutor. Prata 0,016 Tungsténio 0,055 Cobre 0,017 Ferro 0,1 Ouro 0,023 Níquel-crómio 1 Chumbo 0,022 Grafite 35 Alumínio 0,028 FATOR DE POTENCIA Em circuitos de corrente alternada (CA) puramente resistivos, as ondas de tensão e de corrente elétrica estão em fase, ou seja, mudando a sua polaridade no mesmo instante em cada ciclo. Quando cargas reativas estão presentes, tais como capacitores ou condensadores e indutores, o armazenamento de energia nessas cargas resulta em uma diferença de fase entre as ondas de tensão e corrente. Uma vez que essa energia armazenada retorna para a fonte e não produz trabalho útil, um circuito com baixo fator de potência terá correntes elétricas maiores para realizar o mesmo trabalho do que um circuito com alto fator de potência. A potência ativa é a capacidade do circuito de produzir trabalho em um determinado período de tempo. Devido aos elementos reativos da carga, a potência aparente, que é o produto da tensão pela corrente do circuito, será igual ou maior do que a potência ativa. A potência reativa é a medida da energia armazenada que é devolvida para a fonte durante cada ciclo de corrente alternada. É a energia que é utilizada para produzir os campos elétrico e magnético necessários para o funcionamento de certos tipos de cargas como, por exemplo, retificadores industriais e motores elétricos.[1] O fluxo de potência em circuitos de corrente alternada tem três componentes: potência ativa (P), medida em watts (W). potência aparente (S ou N), medida em volt-ampères (VA). potência reativa (Q), medida em VAr (volt-ampere reativo), este grafado sempre em letras minúsculas. O fator de potência pode ser expresso como: FP = 𝐏 𝐒 cosφ = 𝐏𝐞 𝐏𝐚 No caso de formas de onda perfeitamente senoidais, P, Q e S podem ser representados por vetores que formam um triângulo retângulo, também conhecido como triângulo de potências, sendo que: S² = P² + Q² ou Pa² = Pe² + Pr², → Pa = √𝑷𝒆𝟐 + 𝑷𝒓² Triângulo retângulo que representa a relação entre as potências. S = U * I => Pa = U * I S => potência Aparente, KVA. Pa = Potência Aparente. P = S * cosφ => Pe = U * I * cosφ P => Potencia Ativa, KW. Pe = Potência Efetiva ou Ativa. Q = S * senφ => Pr = U * I senφ Q => Potência reativa, KVAr. Pr = Potência reativa. φ = ângulo de defasagem. => “Fora de fase”. cosφ = fator de potência = % da Pa que foi empregada para produzir trabalho útil. cosφ = 𝐏𝐞 𝐏𝐚 ou cosφ = 𝐏 𝐒 O fator de potência (Fp), não pode ser inferior a 0,92 ou (92%), abaixo desse valor é cobrada uma multa. O ideal ´´e mais próximo de 1 ou (100%). Fp = 1 Se φ é o ângulo de fase entre as de ondas de corrente e tensão, e sabendo que a potência ativa não pode ser negativa (elementos resistivos não fornecem energia), então o cos φ ≥ 0, consequentemente: -π/2 ≤ φ ≤ π/2, então o fator de potência é igual a cosφ, e: Ondas de tensão (V) e corrente (I) em fase. A carga possui característica resistiva (se senoidal perfeita, FP=1). Ângulo de fase φ=0°. Por definição, o fator de potência é um número adimensional entre 0 e 1 “0% E 100%”. Quando o fator de potência é igual a zero (0), o fluxo de energia é inteiramente reativo, e a energia armazenada é devolvida totalmente à fonte em cada ciclo. Quando o fator de potência é 1, toda a energia fornecida pela fonte é consumida pela carga. Normalmente o fator de potência é assinalado como atrasado ou adiantado para identificar o sinal do ângulo de fase entre as ondas de corrente e tensão elétricas que são geradas. O fator de potência é determinado pelo tipo de carga ligada ao sistema elétrico, que pode ser: • Resistiva • Indutiva • Capacitiva Onda de corrente (I) atrasada em relação à onda de tensão (V). A carga possui característica indutiva. FP<1 (atrasado). Onda de corrente (I) adiantada em relação à onda de tensão (V). A carga possui característica capacitiva. FP<1 (adiantado). Se uma carga puramente resistiva é conectada ao sistema, a corrente e a tensão mudarão de polaridade em fase, nesse caso o fator de potência será unitário (1), e a energia elétrica flui numa mesma direção através do sistema em cada ciclo. Cargas indutivas tais como motores e transformadores (equipamentos com bobinas) produzem potência reativa com a onda de corrente atrasada em relação à tensão. Cargas capacitivas tais como bancos de capacitores ou cabos elétricos enterrados produzem potência reativa com corrente adiantada em relação à tensão. Já motores síncronos podem ter sua potência reativa tanto atrasada quanto adiantada simplesmente alterando-se a corrente de campo. Ambos os tipos de carga absorverão energia durante parte do ciclo de corrente alternada, apenas para devolver essa energia novamente para a fonte durante o resto do ciclo. Por exemplo, para se obter 1 kW de potência ativa quando o fator de potência é unitário (igual a 1), 1 kVA de potência aparente será necessariamente transferida (1 kVA = 1 kW ÷ 1). Sob baixos valores de fator de potência, será necessária a transferência de uma maior quantidade de potência aparente para se obter a mesma potência ativa. Para se obter 1 kW de potência ativa com fator de potência 0,2 será necessário transferir 5 kVA de potência aparente (1 kW = 5 kVA × 0,2). Frequentemente é possível corrigir o fator de potência para um valor próximo ao unitário. Essa prática é conhecida como correção do fator de potência e é conseguida mediante o acoplamento de bancos de indutores ou capacitores, com uma potência reativa Q contrário ao dacarga, tentando ao máximo anular essa componente. Por exemplo, o efeito indutivo de motores pode ser anulado com a conexão em paralelo de um capacitor (ou banco) junto ao equipamento. As perdas de energia aumentam com o aumento da corrente elétrica transmitida. Quando a carga tem fator de potência menor do que 1, mais corrente é requerida para suprir a mesma quantidade de potência útil. As concessionárias de energia estabelecem que os consumidores, especialmente os que possuem cargas maiores, mantenham os fatores de potência de suas instalações elétricas dentro de um limite mínimo, hoje 0,92 estuda-se aumentar para 0,96 caso contrário serão penalizados com cobranças adicionais. Engenheiros frequentemente analisam o fator de potência de uma carga como um dos indicadores que afetam a eficiência da transmissão e geração de energia elétrica. Componentes não-senoidais[editar | editar código-fonte] Em circuitos que têm apenas tensão e corrente alternadas, o efeito do fator de potência cresce somente com a diferença de fase entre ambas. Isso é conhecido como "fator de potência de deslocamento". Este conceito pode ser generalizado para fatores de potência reais onde a potência aparente inclui componentes de distorção harmônica. Isso possui uma importância prática em sistemas de potência que contém cargas não-lineares tais como retificadores, algumas formas de iluminação elétrica, fornos a arco, equipamentos de solda, fontes chaveadas, entre outros. Um exemplo particularmente importante são os milhões de computadores pessoais que possuem fontes chaveadas com potência variando entre 150 W a 500 W. Historicamente, essas fontes de baixo custo incorporam um retificador simples de onda completa que conduzem apenas quando a tensão instantânea excede a tensão no capacitor de entrada. Isso produz altos picos de corrente de entrada, que, por sua vez, produzem distorções no fator de potência e problemas de carregamento, tanto dos condutores fase como neutro das instalações e dos sistemas elétricos. Um multímetro típico fará leituras incorretas de correntes que possuam componentes harmônicas. Será necessário um multímetro que meça o valor true RMS para se medir o valor real das correntes e tensões (e a potência aparente por consequência). Para medir a potência ativa ou reativa será necessário escolher adequadamente o wattímetro, para que faça medições de correntes não-senoidais. Legislação[editar | editar código-fonte] No Brasil, a Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL estabelece que o fator de potência nas unidades consumidoras deve ser superior a 0,92 capacitivo durante 6 horas da madrugada e 0,92 indutivo durante as outras 18 horas do dia. Esse limite é determinado pelo Artigo nº 95 da Resolução ANEEL nº414 de 09 de setembro de 2010[2], e quem descumpre está sujeito a uma espécie de multa que leva em conta o fator de potência medido e a energia consumida ao longo de um mês.[carece de fontes] A mesma resolução estabelece que a exigência de medição do fator de potência pelas concessionárias é obrigatória para unidades consumidoras do Grupo A (supridas com mais de 2300 V) e facultativa para unidades consumidoras do Grupo B (abaixo de 2300 V, como prédios comerciais, estruturas comerciais, residências em geral, entre outros). A cobrança para o Grupo B, na prática, raramente ocorre, pois demandaria a instalação de medidores de energia reativa em cada uma das unidades consumidoras, o que ainda não compensa financeiramente. No Brasil, ainda não existe legislação para regulamentar os limites das distorções harmônicas nas instalações elétricas. Potência em corrente alternada trifásica Relação → √𝟑 = 1,73, onde 220v * 1,73 = 380,6v, e 120v * 1,73 = 207,6v Pa = U * I * √𝟑 (VA) → Pa = 𝐏𝐞 𝐅𝐩 Pe = U * I * cosφ * √𝟑 (W) → Pe = HP * 746 → I = 𝐏𝐚 𝐔∗ √𝟑 Pr = U * I senφ * √𝟑 (Var) → Pr = √𝐏𝐚² − 𝐏𝐞² Formulas quando tiver o rendimento do equipamento: Pe = U * I * cosφ * √𝟑 * ɳ → Pe = Pa * cosφ * √𝟑 * ɳ → Pa = 𝐏𝐞 𝐜𝐨𝐬𝛗 ∗ ɳ In = 𝐏 (𝐖) (𝐔∗ √𝟑)∗𝐜𝐨𝐬𝛗 ∗ ɳ onde P pode ser em CV ou Hp Ex: qual corrente circula por um motor trifásico 60HZ, alimentado com 220v, gerando uma potência de 5,4 KW, quando seu fator de potência está em 0,94? Relação √𝟑. I = ? Pe = U * I * cosφ * √𝟑 U = 220v 5400 = 220 * I * 0,94 * 1,73 Pe = 5400W 5400 = I * 357,76 Cosφ = 0,94 𝟓𝟒𝟎𝟎 𝟑𝟓𝟕,𝟕𝟔 = I → I = 15,09A Ex: se a potência aplicada em um circuito trifásico é 8,9KVA e a potência transformada em trabalho é de 8KW, calcule a potência perdida. O fator de potência aceito é de 0,92? Justificar. Pa = 8,9KVA Pa² = Pe² + Pr² Pr = √𝟏𝟓, 𝟐𝟏 Pe = 8KW 8,9² = 8² + Pr² Pr = 3,9 KVAr Pr =? 79,21 = 64 + Pr² Cosφ = 𝐏𝐞 𝐏𝐚 = 𝟖 𝟖,𝟗 = 0,899 Cosφ > 0,92? Pr ² = 15,21 a Justificativa é que não é aceito pois está abaixo de 0,92. Diz-se que o motor elétrico tem duas potências: a requerida da rede elétrica (de onde calculamos sua corrente nominal) e a entregue na ponta do eixo (energia entregue na forma mecânica). Ex: Um motor de 20cv independente do seu rendimento ou tensão de alimentação (desde de que seja alimentado com tensão indicada e correta ligação das bobinas), quer dizer que ele entrega 20cv de potência no seu eixo, em forma de energia mecânica. Assim a formula: P = U * I P → A potência em cavalo-vapor (CV) é a potência de prioridade do motor. U → Tensão. I → Corrente, tanto a tensão como a corrente, são de linhas. Calculo da corrente: Motor monofásico Motor trifásico I = 𝟕𝟑𝟔 ∗ 𝐏(𝐂𝐕) 𝐔 ∗ ɳ ∗ 𝐂𝐨𝐬𝛗 I = 𝟕𝟑𝟔 ∗ 𝐏(𝐂𝐕) √𝟑∗ 𝐔 ∗ ɳ ∗ 𝐂𝐨𝐬𝛗 Velocidade motor elétrico Os motores elétricos trifásicos de corrente alternada são os mais utilizados porque na maioria dos casos a distribuição de energia elétrica é feita em corrente alternada (Leia nosso artigo sobre fechamento de motores elétricos) e também em função de simplicidade, robustez e baixo custo, sendo adequado para quase todos os tipos de máquinas encontradas, este tipo de motor é largamente encontrado na indústria. Possui velocidade constante podendo variar em função de alguns fatores como cargas aplicadas a seu eixo. (Recomendamos também que leia nossa página Comandos Elétricos. Seu princípio de funcionamento é baseado no campo magnético girante, que surge quando um sistema de correntes alternada trifásico é aplicado em polos defasados fisicamente de 120º. Dessa forma, surge através desta defasagem um campo magnético em cada conjunto de bobinas do motor, estes campos magnéticos gerados formam o que chamamos de Campo Magnético Girante. Velocidade Síncrona O Motor de indução funciona normalmente com velocidade constante proporcionada pelo campo magnético girante, logo a velocidade do campo é chamada de velocidade síncrona, e é em função de, basicamente, dois fatores, são eles: A. Polos magnéticos gerados em função de sua construção física B. Frequência da rede elétrica a qual está instalado Portanto, dizemos que: A velocidade do motor elétrico de indução é diretamente proporcional a frequência e inversamente proporcional a quantidade de polos magnéticos Sendo assim podemos definir a seguinte equação Ns = velocidade Síncrona em RPM Ns = 𝟏𝟐𝟎∗𝐟 𝐩 f = Frequência em Hz p= Número de polos Escorregamento em porcentagem e RPM S = Escorregamento em % S = 𝐍𝐬 − 𝐍 𝐍𝐬 * 100 Ns = Velocidade síncrona em Rpm N = Velocidade média no rotor em RPM Sendo assim a velocidade real no eixo do motor elétrico será a diferença entre a velocidade síncrona e o escorregamento. Esta recebe o nome de Velocidade Nominal. N – Velocidade Nominal RPM N = Ns – S Ns – Velocidade Síncrona em RPM S – Escorregamento em RPM PROJETO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS RECOMENDAÇÕES DA NORMAABNT NBR5410:2004 Prever pelo menos um ponto de luz no teto, comandado por um interruptor de parede; Nas áreas externas, a determinação da quantidade pontos de luz fica a critério do instalador; Arandelas no banheiro devem estar distantes, nomínimo,60cm do limite do box ou da banheira, para evitar o risco de acidentes com choques elétricos. 60 CM DO LIMITE DO BOX OU DA BANHEIRA DIMENSIONAMENTO DOS ELETRODUTOS Dimensionar eletrodutos é determinar o tamanho nominal do eletroduto para cada trecho da instalação. REDIMENSIONAMENTO DOS ELETRODUTOS recomenda-se que os condutores não ocupem mais que 40% da área útil dos eletrodutos. Proceda da seguinte maneira em cada trecho da instalação: Conte o número de condutores que passarão pelo trecho, Dimensione o eletroduto a partir do condutor com a maior seção(bitola)que passa pelo trecho. DIMENSIONAMENTO DOS ELETRODUTOS: NÚMERO DE CONDUTORES ISOLADOS COM PVC, EM ELETRODUTO DE PVC. DIMENSIONAMENTO DOS ELETRODUTOS: NÚMERO DE CONDUTORES ISOLADOS COM PVC, EM ELETRODUTO DE AÇO. PROJETO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS EM BAIXA TENSÃO ROTEIRO DE DIMENSIONAMENTO 1) PROJETO ARQUITETÔNICO EM PLANTA BAIXA a) A planta deverá estar na escala 1:50; com cotas externas; sem as convenções detalhadas de portas, esquadrias e móveis. Deve ser uma planta “limpa”. 2) PREVISÃO DE CARGAS – MONTAGEM DO QUADRO DE CARGAS DE ILUMINAÇÃO E TOMADAS a) Elencar em uma tabela um quadro que mostre a previsão de iluminação por área de ambiente ou por procedimento luminotécnico devendo conter as seguintes colunas: ambiente, área, quantidade de lâmpadas e potência de iluminação (VA). b) Elencar em uma tabela um quadro que mostre a previsão de tomadas de uso geral devendo conter as seguintes colunas: ambiente, área e perímetro, quantidade de tomadas e potência (VA). c) Elencar em uma tabela um quadro que mostre a previsão de tomadas de uso específico devendo conter as seguintes colunas: ambiente, quantidade de tomadas, tipo e potência(W). d) Criar uma tabela com um quadro que junte todas as cargas calculadas anteriormente, para fins de dimensionamento. 3) DIMENSIONAMENTO DAS DEPENDÊNCIAS DA EDIFICAÇÃO – CÁLCULO DE ÁREAS E PERÍMETROS a) Com a planta baixa em mãos, calcule a área e o perímetro de cada ambiente e distribua as informações nas tabelas criadas. 4) NBR 5410/04 – CARGAS DE ILUMINAÇÃO a) Definir a carga de iluminação para cada ambiente de acordo com a norma técnica ou através de cálculos luminotécnicos b) É importante detalhar na tabela de iluminação a quantidade de lâmpadas de acordo com a sua potência. 5) NBR 5410/04 – CARGAS DE TOMADAS DE USO GERAL – TUG´s a) Definir a carga de TUG´s de acordo com a norma técnica. 6) NBR 5410/04 – CARGAS DE TOMADAS DE USO ESPECÍFICO – TUE´s a) Definir a carga de TUE´s de acordo com a tabela 3.1, página 62 do livro didático do Hélio Creder. 7) CÁLCULO DA POTÊNCIA ATIVA TOTAL a) Cálculo da potência ativa de iluminação e TUG´s. Fatores de potência. Página 17 do livro conceitos básicos de eletricidade. Inclusa no slide. b) Cálculo da potência ativa total: - cálculo da potência ativa de iluminação e TUG´s: P = VA x FP (ilum) e P = VA x FP (TUG´s). - cálculo da potência ativa total: Potência de iluminação..........P = valor Potência ativa TUG´s..............P = valor Potência ativa TUE´s ..............P = valor Total........................................P = total c) Tabela: Item Tipo de Circuito Fator de Potência 1 Circuitos de iluminação em geral FP = 1,0 2 Circuitos de tomadas de Uso Geral – TUG´s FP = 0,8 3 Circuitos de tomadas de Uso Específico – TUE´s: • Circuitos resistivos, como chuveiro, aquecedor, etc. FP = 1,0 • Circuitos indutivos, como por exemplo aparelho de ar condicionado, motobomba, etc Verificar o FP do aparelho 8) TIPO DE FORNECIMENTO – PROVÁVEL DEMANDA OU DEMANDA MÁXIMA PREVISTA (PD) a) Cálculo da provável demanda pela expressão: PD = (Ilum. + TUG´s).FD + TUE´s.FD b) Fatores de demanda. Tabela 3.20, página 99 do livro hélio Creder ou tabelas 15.1 e 15.2 do livro Conceitos Básicos de Eletricidade em anexo nos slides. Fator de Demanda para iluminação e TUG´s: Pilum + PTUG´s (tab. 15.1) Fator de Demanda para TUE´s: soma os circuitos de TUE´s. Tab. 15.1 – Fatores de Demanda para iluminação e TUG´s. Linha Potência(W) FD 01 0 a 1.000 0,86 02 1.001 a 2.000 0,75 03 2.001 a 3.000 0,66 04 3.001 a 4.000 0,59 05 4.001 a 5.000 0,52 06 5.001 a 6.000 0,45 07 6.001 a 7.000 0,40 08 7.001 a 8.000 0,35 09 8.001 a 9.000 0,31 11 9.001 a 10.000 0,27 12 Acima de 10.000 0,24 Tab. 15.2 – Fatores de Demanda para TUE´s. Nº Circuitos de TUE´s FD 01 1,00 02 1,00 03 0,84 04 0,76 05 0,70 06 0,65 07 0,60 08 0,57 09 0,54 10 0,52 11 0,49 12 0,48 13 0,46 14 0,45 15 0,44 16 0,43 17 0,41 18 – 19 – 20 0,40 21 – 22 – 23 0,39 24 – 25 0,38 c) Definição do tipo de fornecimento de energia. Macapá Monofásico → F + N → ≤ 8.000W → 8 Kva Bifásico → 2F + N → 8.000W < D ≤ 15.000W Trifásico → 3F + N → ≥ 15.000W 9) QUADRO DE CARGAS – DIVISÃO EM CIRCUITOS a) Compor tabela com cargas definidas até o momento realizando a divisão das cargas em circuitos terminais. b) Cada circuito poderá agrupar cargas até o limite de 1200W em 127V e 2200W em 220V, como potência nominal máxima, exceto para TUE´s. c) Os circuitos terminais devem ser individualizados pela função dos equipamentos de utilização que alimentam. Em particular, devem ser previstos circuitos terminais distintos para iluminação e tomadas. d) Devem ser previstos circuitos individuais para TUG´s da cozinha, copa e área de serviço. e) Para cada TUE deve ser previsto circuito exclusivo. f) Devem ser previstos circuitos independentes para equipamentos de corrente nominal superior a 10ª. g) Nos circuitos alimentados com duas ou três fases, as cargas devem ser distribuídas entre as fases, de modo a equilibrá-las. 10) QUADRO DE DISTRIBUIÇÃO – POSICIONAMENTO a) Posicionar o quadro de distribuição em local adequado. b) Deve ser colocado em locais de fácil acesso. Ex.: cozinha, área de serviço e corredores. c) De preferência o mais próximo possível do medidor. d) Em locais onde haja maior concentração de cargas de potências elevadas, como por exemplo: cozinhas e área de serviço. 11) INTERLIGAÇÃO DOS CIRCUITOS – TRAÇADO DE ELETRODUTOS a) Representar na planta o traçado dos eletrodutos , interligando todos os pontos de luz e tomadas, partindo do quadro de distribuição e a representação da fiação. 12) CÁLCULO DA CORRENTE DE PROJETO (IP) a) Ip = P/V (A) 13) CÁLCULO DA CORRENTE DE PROJETO CORRIGIDA (IC) a) A correção sefaz em função do fator: FCA: Fator de Correção de Agrupamento de circuitos instalados 14) INDICAR NA PLANTA A SEÇÃO DOS CONDUTORES a) Inserir na planta baixa a informação sobre a seção do condutor encontrada para o circuito. 15) DIMENSIONAMENTO DOS DISJUNTORES (proteção contra sobrecarga) a) Proteção contra corrente de sobrecarga. Condições: IC ≤ In ≤ Iz In : corrente nominal do disjuntor Iz : corrente máxima do cabo 16) BALANCEAMENTO DE FASES a) Completar a tabela Quadro de Cargas com as informações adquiridas. b) Fazer a distribuição das potências entre as fases, mantendo, na medida do possível o equilíbrio entre elas. 17) DETERMINAR A CARGA INSTALADA Somatória de todas as potências 18) DETERMINAR A DEMANDA (DISJUNTOR GERAL - QL). Deve-se levar em conta o Fator de demanda 18) DETERMINAR A CORRENTE EM FUNÇÃO DA DEMANDA (DISJUNTOR DO MEDIDOR DE ENERGIA). 19) DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS. 20) PADRÃO DE ENTRADA DE ENERGIA. 21) ESQUEMA MULTIFILAR DO QUADRO DE LUZ – QL. 22) RELAÇÃO DE MATERIAIS. Divisão da instalação em circuitos Prever circuito de iluminação separados dos circuitos de tomadas TUG e TUE. Prever circuito TUE sempre que a corrente for superior a 10A a carga de iluminação é de 1080VA; No mínimo dois circuitos de iluminação. Circuito 1: dormitório1, dormitório2, banheiro e hall: 620VA Circuito 2: copa, cozinha, área de serviço e área externa: 460VA Divisão da instalação em circuitos para TUG (220v) A carga total de TUG é 6900VA 6900 / 220v = 31,36 A; Regra para evitar condutores carregados 31,36 A / 10A = 3,136 ou seja 4 circuitos TUG. Circuito 3: Copa = 1900VA Circuito 4: Cozinha = 1900VA Circuito 5: Sala, dorm. 1, banheiro e hall = 1500VA Circuito 6: Dorm. 2, área serviço = 1600VA Divisão da instalação em circuitos para TUE (220V) A carga total de TUE é 12100W Circuito 7: Chuveiro = 5600W Circuito 8: Torneira elétrica = 5000W Circuito 9: Lavadora = 1000W Circuito 10: Geladeira = 500W Cálculo do circuito de distribuição (Geral) Potência de iluminação + Potência TUG = 1080w + 5520w = 6600w, sem considerar fator de demanda na tabela é 0,40. FD = 0,4 => 6600 * 0,4 = 2640W Fator de demanda TUE Potência TUE 12100W; Fator de demanda na tabela TUE é 0,76 FD = 0,76 => 12100 * 0,76 = 9196W Potência total considerada demanda: 2640W + 9196W = 11836W Fator de potência considerado neste caso é FD = 0,95 S (total) = P (total) / FP = 11836 / 0,95 = 12,459KVA Corrente do circuito de distribuição considerado neste caso é (380/220/ bifásica) 3 condutores FFN I = S / V => I = 12459 / 380V = 32,78A Agrupamento do circuito Número do circuito Número, circuitos agrupados 1 2 2 2 3 3 4 3 5 2 6 3 7 1 8 1 9 2 10 3 Dimensionamento de condutores • Tipos de Condutores • Condutores isolados • Condutores unipolar • Condutores multipolar • Critérios para dimensionamento: • Capacidade de condução de corrente; • Queda de Tensão; • Seção mínima; • Sobrecarga; • Curto-circuito; e • Choques elétricos. Tipos de Condutores • Condutor Isolado: possui condutor metálico e isolação. • Cabo Unipolar: possui condutor, isolação e uma camada de revestimento, chamada cobertura, para proteção mecânica • Cabo Multipolar: possuem sob a mesma cobertura, dois ou mais condutores isolados, denominados veias. Métodos de Instalação • Definir parâmetros de instalação • O método de instalação influencia a capacidade de troca térmica entre os condutores e o ambiente, alterando a capacidade de condução de corrente dos condutores. • Exemplo de Instalação: • Os condutores podem ser instalados em eletrodutos ou bandejas. • Os eletrodutos podem ser embutidos em alvenaria ou podem ser aparentes. Parâmetros de Instalação dos cabos • NBR 5410:2004 • Tabela 33 — Tipos de linhas elétricas • Onde: • IB: corrente de projeto; • P : potência ativa total do circuito; • V : tensão do circuito; • FP :fator de potência total do circu • Fatores de Correção à Corrente de Projeto: • Corrigir corrente de projeto (IB) de acordo com k1, k2 e k3. • k1- fatores de correção para temperaturas ambientes diferentes. • k2- Correção de resistividade do solo • k3- fator de correção de agrupamento (agrupamento de mais de um circuito em um mesmo eletroduto). k1- Fatores de Correção para Temperaturas Utilizado para temperaturas ambientes diferentes de 30ºC para linhas não subterrâneas e de 20ºC (temperatura do solo) para linhas subterrâneas. Conforme NBR5410:2004, item6.2.5.3 – pg. 106 k2- Correção de resistividade do solo Utilizado em linhas subterrâneas, caso a resistividade térmica do solo seja diferente de 2,5 K.m/W, caso típico de solos secos, deve ser feita uma correção adequada nos valores da capacidade de condução de corrente. Solos úmidos possuem valores menores de resistividade térmica, enquanto solos muito secos apresentam valores maiores FCA - Fator de Correção de Agrupamento Conforme NBR5410:2004, item6.2.5.5 – pg. 107 Exemplo: • Um circuito de iluminação de 1200 W, fase-neutro, passa no interior de um eletroduto embutido de PVC, juntamente com outros quatro condutores isolados de outros circuitos em cobre. A temperatura ambiente é de 35ºC. Determinar a seção do conduto. Critério da Queda de Tensão Efeitos dos Níveis Anormais das Tensões de Alimentação • A queda de tensão não deve ser superior aos limites máximos estabelecidos pela norma NBR 5410, a fim de não prejudicar o funcionamento dos equipamentos de utilização conectados aos circuitos terminais ou de utilização. • A queda de tensão de uma instalação elétrica, desde a origem até o ponto mais afastado de utilização de qualquer circuito de utilização, não deve ser superior aos valores prescritos pela norma, dados em relação ao valor da tensão nominal da instalação • A queda de tensão nos circuitos alimentadores e terminais (pontos de utilização) de uma instalação elétrica produz efeitos que podem levar os equipamentos desde à redução da sua vida útil até a sua queima (falha). • Essa queda de tensão faz com que os equipamentos recebam em seus terminais uma tensão inferior aos valores nominais, prejudicando o seu desempenho. Roteiro para dimensionamento dos condutores pelo critério do limite de queda de tensão • Determinar • Tipo de isolação do condutor • Método de instalação • Material do eletroduto • Tipo do circuito (monofásico ou trifásico) • Tensão do circuito ( V ) • Corrente de projeto ( IB) e potência (S) • Fator de potência • Comprimento do circuito em km ( L ) • Queda de tensão admissível “e(% )” • Cálculo da queda de tensão unitária • Escolha do condutor Queda de tensão unitária • Queda de tensão unitária: • 𝑈𝑢𝑛𝑖𝑡 = 𝑒 % 𝑉 𝐼𝐵𝐿 • Com o valor da queda de tensão unitária calculado, entra-se na Tabela 10.22, verifica-se o método de instalação de condutores, e encontra- se o valor cuja queda de tensão seja igual ou imediatamente inferior à calculada, obtendo desta forma a seção do condutor correspondenteExemplos • Exemplo 1: dimensionar os condutores para um chuveiro, tendo como dados: P=5400 W, V=220 V, FP=1, isolação de PVC, eletroduto de PVC embutido em alvenaria; temperatura ambiente: 30°C; comprimento do circuito: 15 m. Exemplos • Exemplo 2: dimensionar os condutores para um circuito de tomadas da cozinha, tendo como dados: S=2000 VA, V=127 V, isolação de PVC, eletroduto embutido em alvenaria; temperatura ambiente: 30°C; comprimento do circuito: 10 m. Critério de Queda de Tensão (Trechos) • Roteiro para dimensionamento dos condutores pelo critério do limite de queda de tensão. • Determinar: • Tipo de isolação do condutor • Método de instalação • Material do eletroduto • Tipo do circuito (monofásico ou trifásico) • Temperatura ambiente • Corrente de projeto ( IB) e potência (S) • Δvunit.(Tabela 10.22) • Queda de tensão trecho por trecho • Escolha do condutor Critério de queda de tensão • 𝑒 % = 100.𝑈𝑢𝑛𝑖𝑡 𝐼𝐵𝐿 𝑉 • Calcula-se o valor da queda de tensão nos trechos do circuito, caso o valor de queda de tensão supere o valor admitido em norma, é necessário refazer o cálculo para uma seção nominal maior. • A seção nominal do circuito todo será a maior seção dos trechos. Critério de Queda de Tensão (Trechos) • Exemplo 3: supondo um circuito terminal com cargas distribuídas, conforme a figura vista a seguir: eletroduto de PVC embutido em alvenaria, temperatura: 30°C Resposta • S=3x600+2x100=2000VA • IB=2000/127=15,7A • Na tabela procura-se ∆Vunit=16,9 • Calculando para o primeiro trecho: ∆e=2,1% • Repete-se o procedimento para cada trecho de tubulação • E assim sucessivamente para cada trecho e vai lançando os valores na tabela seguinte: • A queda de tensão do trecho B é maior do 4%. Deve-se refazer o cálculo para um seção nominal maior do que 2,5 mm2 • Repete-se o procedimento para cada trecho de tubulação • E assim sucessivamente para cada trecho e vai lançando os valores na tabela seguinte: • Os valores calculados para queda de tensão para todos os trechos do circuito são menores do 4%. Assim, a seção nominal do condutor adotada é 4,0 mm2 Critério de Queda de Tensão (Trechos) • Exemplo 4: considerando um circuito de iluminação de um estacionamento, conforme o seguinte esquema: eletroduto de PVC embutido no solo, temperatura: 25 °C, utilizando lâmpadas a vapor de mercúrio de 250 W, com reator de 220 V e fator de potência de 0,88 ( 284 VA = 250 W x 0,88 ) Resposta • S=5x284=1420VA • IB=1420/220=6,45A • Na tabela procura-se ∆Vunit=27,6 • Calculando para o primeiro trecho: ∆e=2,42% • Repete-se o procedimento para cada trecho de tubulação • E assim sucessivamente para cada trecho e vai lançando os valores na tabela seguinte: • Os valores calculados para queda de tensão para todos os trechos do circuito são menores do 4%. Assim, a seção nominal do condutor adotada é 1,5 mm² Critério da Secção Mínima Seção Mínima - Neutro Seção Mínima - Proteção