Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

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Instalações elétricas industriais_slides_parte_ii

  1. 1. Fatores de Projeto ElétricoFatores de Projeto Elétrico • Para a realizar um projeto Elétrico Industrial, é necessário a aplicação de alguns fatores de projeto. São eles: 1) Fator de Demanda 2) Fator de Carga 3) Fator de Perda 4) Fator de simultaneidade 5) Fator de Utilização 68INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  2. 2. Fatores de Projeto ElétricoFatores de Projeto Elétrico 1) Fator de Demanda (Fd) É a relação entre a demanda máxima (D.máx.) do sistema e a carga total conectada (P.inst.) (potência Instalada). 69 . . Dmáx Fd Pinst  INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi 70 75 80 85 90 95 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Demanda demandamédia= 87,6Pot.Instal.125 kV
  3. 3. Fatores de Projeto ElétricoFatores de Projeto Elétrico 2) Fator de Carga(Fc) É a razão entre a demanda média, durante um intervalo de tempo e a demanda máxima registrada no mesmo período. 70 . . Dméd Fc Dmáx  INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi 70 75 80 85 90 95 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Demanda demandamédia= 87,6Pot.Instal.125 kV
  4. 4. Fatores de Projeto ElétricoFatores de Projeto Elétrico 3) Fator de Perda (Fpr) É a relação entre a perda de potência na demanda média e a perda de potência na demanda máxima, ou seja, o fator perda de energia do sistema. 71 2 0,30* 0,7*Fpr Fc Fc  INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  5. 5. Fatores de Projeto ElétricoFatores de Projeto Elétrico 4) Fator de simultaneidade (Fs) É a relação entre a demanda máxima do grupo de aparelho pela soma das demandas individuais dos aparelhos do mesmo grupo. 72INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  6. 6. Fatores de Projeto ElétricoFatores de Projeto Elétrico 5) Fator de Utilização (Fu) É o fator aplicado a potência nominal do aparelho para se obter a potência média absorvida pelo mesmo nas condições de utilização. 73INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  7. 7. A potência e a demanda de cargas podem ser calculadas a partir das seguintes equações: Potência da Carga (W): Potência para motores (W): 74 * *cos * * * *cos P S Fp S P V I Fp V I       Onde: P= Potência em Watts S= Potência Aparente em VA V=Tensão do sistema em Volts I= Corrente elétrica do sistema em Àmpere. Fp=cosϕ=Fator de potência η = rendimento 736* ( )P P CV Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  8. 8. Demanda da Carga (VA): Demanda em Motores (VA): Demanda para conjunto de motores iguais (VA): 75 ( ) * P W D Fp  Onde: P= Potência em Watts S= Potência Aparente em VA V=Tensão do sistema em Volts I= Corrente elétrica do sistema em Àmpere. Fp = cosϕ = Fator de potência η = rendimento Fu= Fator de Utilização Fs= Fator de simultaneidade Nm= número de equipamentos ( )*736 * P CV D Fp  ( ) * * * * P W D Nm Fu Fs Fp  Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  9. 9. Demanda para conjunto de motores iguais (VA): Demanda para Iluminação (VA): 76 ( )*736 * * * * P CV D Nm Fu Fs Fp  Onde: P(CV)= Potência do motor em CV Fp=cosϕ=Fator de potência η = rendimento Fu= Fator de Utilização Fs= Fator de simultaneidade Nm= número de motores Pr * Pl Dl Nl Fp         Onde: = Quant. de Luminárias (Lâmpadas) Pl=Potência da Lâmpada Pr=Potência do Reator Fp= Fator de potência do reator Nl Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  10. 10. Demanda Total do Quadro de motores - DTM (CCM – Centro de Controle de Motores e/ou QDF -Quadro de Distribuição de Força) 77 1 2 ... 1( )*736 1 1* * 1* 1 * 2( )*736 2 2* * 2* 2 * ( )*736 * * * * DTM D D Dn P CV D Nm Fu Fs Fp P CV D Nm Fu Fs Fp Pn CV Dn Nmn Fun Fsn Fp          Onde: P(CV)= Potência do motor em CV Fp=cosϕ=Fator de potência η = rendimento Fu= Fator de Utilização Fs= Fator de simultaneidade D(1, 2, n)= Demandas dos motores de mesma potência 1, 2 e n Nm (1, 2, n)= Número de motores do grupo1, 2 e n Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  11. 11. Demanda de Iluminação- DL no Quadro de Luz +Tomadas (Quadro de Distribuição de Força e Luz - QDFL): 78 1 2 1 1 1 1 2 2 2 2 ... Pr * Pr * ln Pr ln * n n DL Dl Dl Dl Pl Dl Nl Fp Pl Dl Nl Fp P D Nln Fp                            Onde: = Quant. de Luminárias (Lâmpadas) Pl(1, 2, n)=Potência da Lâmpada 1, 2 e n Pr(1, 2, n)=Perda no Reator 1, 2 e n Dl(1, 2, n )= Demanda de Iluminação de luminária 1, 2 e n Fp=cosϕ=Fator de potência médio (lâmpada + Reator) Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas Nl INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  12. 12. Demanda de Tomadas - DT no Quadro de Luz + Tomadas (Quadro de Distribuição de Força e Luz - QDFL): 79 1 2 1 1 1 2 2 2 n ... * * n * n n DT Dt Dt Dt Pt Dt Nt Fp Pt Dt Nt Fp Pt Dt Nt Fp                         Onde: = número de Tomadas tipo 1, 2 e n Fp=cosϕ=Fator de potência Dt(1, 2, n)= Demanda de tomadas do tipo 1, 2 e n Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas (1,2 )enNt INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  13. 13. Demanda Total de Iluminação + Tomadas – DTL ( Quadro de Distribuição de Força e Luz - QDFL): 80 DTL DL DT  Onde: DL= Demanda de Iluminação DT= Demanda de Tomadas Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas Para determinar a Demanda do Quadro de Distribuição de Força e Luz (QDFL), temos que observar o fator de demanda que segue: INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  14. 14. Demanda Total da IndústriaDemanda Total da Indústria 81 Fator de Demanda para Iluminação e tomadas. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  15. 15. Disjuntor reservaDisjuntor reserva -- Quadros deQuadros de DistribDistrib.. Quadro de Distribuição – Espaço Reserva conforme tabela 59 da NBR 5410 82 Quantidade de circuitos (N) efetivos no Quadro de Distribuição Espaço mínimodestinadoà circuitos reservas Até 6 circuitos 2 7 a 12 circuitos 3 13 a 30 circuitos 4 N>Acima de 30 circuitos 0,15*N Nota:A capacidade de circuitos reserva deve ser considerado no cálculo do alimentador do respectivo quadro de distribuição INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  16. 16. Exemplo de AplicaçãoExemplo de Aplicação 1) Considere uma industria representada pela figura que segue, sendo os motores do grupo 1 de 75CV, os motores do grupo 2 de 30CV e os motores do grupo 3 de 50CV , a iluminação da administração e subestação é composta por 50 lâmpadas incandescentes de 100W e a Fábrica de 160 lâmpadas fluorescentes de 40W, o total de TUG é de 54 tomadas com 200VA cada. Determine as demandas dos CCM1, CCM2 QDL e QDF e a potência necessária do transformador da Subestação, considere os motores como IV pólos. O total de circuitos de Iluminação e tomadas no QDFL é de 25circuitos, sendo 9 circuitos de tomadas e 10 circuitos de iluminação fluorescente e 5 circuitos de iluminação incandescente. O QDFL está sendo alimentado pelo CCM1 e o CCM’s alimentados pelo QDG. 83INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  17. 17. Planta Baixa de Tomadas da InstalaçãoPlanta Baixa de Tomadas da Instalação 84INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  18. 18. Cálculo de Demanda de IluminaçãoCálculo de Demanda de Iluminação No quadro de Luz e Tomadas QDFL, temos: • 160 Lâmpada fluorescentes de 40W com reator duplo (2x40) • 50 lâmpadas incandescente de 100W. • 54 Tomadas TUG de 200VA Divisão dos circuitos para realizar o equilíbrio nas fases: • Lâmpadas Fluorescentes = 10 circuitos • Lâmpadas Incandescentes = 5 circuitos • Tomadas monofásicas = 9 circuitos Número de dispositivos por circuito: • Fluorescentes = 16 lâmpadas fluorescentes por circuito • Incandescentes = 10 lâmpadas incandescentes por circuito • Tomadas = 6 tomadas por circuito 85INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  19. 19. 6 200 6,81 220 0,8 T FT F PN I A V Fp                1 Pr 8 2 40 12 3,52 220 0,95 FL F PlN I A V Fp                 Cálculo de Demanda de IluminaçãoCálculo de Demanda de Iluminação Corrente por circuito de iluminação Fluorescente (IFL): Corrente por circuito de iluminação incandescente (IFI): Corrente por circuito de tomadas (IFT): 86INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi 1 Pr 10 100 0 4,54 220 1 FI F PlN I A V Fp               
  20. 20. Cálculo de Demanda deCálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas 87INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Distribuiçãodascorrentesdoscircuitos realizandooequilíbrioporfase
  21. 21. Cálculo de Demanda deCálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas 88INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Determinando o número de circuitos reserva no QDFL: • Pela tabela 59 da NBR 5410, temos 24 circuitos, logo: • Número de circuitos reserva = 4 Determinado o valor da corrente dos circuitos reserva: Por uma questão de escolha : utilizaremos 6 circuitos reserva. (lembrando que o valor mínimo de circuitos reserva é 4) . . ( ) º 40,07 5,0 8 FASE circ reserva circ reserva I I maior valor decorrentede fase N decircuitona fase I A    
  22. 22. Cálculo de Demanda deCálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas 89INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Distribuiçãodascorrentesdoscircuitos comaimplementaçãodoscircuitosreservas
  23. 23. Cálculo de Demanda deCálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas 90INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Assim temos que a potência do QDFL será: Realizando o fator de demanda para o QDFL conforme tabela do Fator de Demanda para Iluminação e tomadas temos: 3 3 380 50,07 32.955 32.955 0,9 29.659,5 L LS V I S S VA P S Fp W              Adotando uma valor médio para o FP = 0,9. Potência = 29.659,5 W ValorNominal Valorcom Fator de demanda 100% Para os Primeiros 20kW 20000 20000 70% Para o excedente 9.659,5 6.761,65 Valor da potência aplicando o fator de demanda 26.761,65
  24. 24. Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção 91INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi O cálculo do Fator de demanda para o QDFL é realizado para dimensionar o disjuntor geral do QDFL: O valor comercial do disjuntor será: 50A • Especificação pelo catálogo da Siemens : 5SX1 350-7 • Especificação pelo catálogo da WEG: MBW-C50-3 • Especificação dos disjuntores de 6A : Siemens : 5SX1 106-7 WEG: MBW-C6 • Especificação dos disjuntores de 10A : Siemens : 5SX1 110-7 WEG: MBW-C10 Todos os disjuntores pertencem a classe C (curva de disparo - C) ( ) 26.761,65 45,18 3 3 380 0,9 QDFL L P W I A V Fp       
  25. 25. Cálculo de Demanda deCálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas 92INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Distribuiçãodascorrentesdoscircuitos comaimplementaçãodoscircuitosreservas
  26. 26. Cálculo de Demanda deCálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas 93INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Dimensionamento dos Barramentos do Quadro: Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 50A Barramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 10A Conforme catálogo temos: Tabela I (AC~DC) (A) Barramento Primário 73 Barramento Secundário 48 31 8 8  1 1 8 4 
  27. 27. Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos Motores  Os motores do grupo 1 está sendo alimentado pelo Centro de Controle de Motores 1 – CCM1, assim temos: A demanda do CCM1=381,42kVA 94 1 1 1( )*736 1 * * * * 75*736 1 10* *0,87*0,65 0,93*0,88 1 381.422,28 1 381,42 P CV D Nm Fu Fs Fp D D VA D kVA      Onde: P1=75CV Nm=10 motores η =0,93, tabela motores Fp=0,88, tabela motores Fu=0,87, tabela de Fator de utilização. Fs=0,65 , tabela de Fator de Simultaneidade. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Nota = Este Quadro também está alimentando o QDFL.
  28. 28. Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM 1 Disjuntor reserva: 3 disjuntores (7 A 12 disjuntores) 95INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi 1 ( 32,96 )Considerando queoCCM está alimentandotambém oQDFL S kVA 1 1 CCM1 1 Circ.Reserva 381,42 3 38,18 32,96 528,92 ( ) 528,92 I 803,61 3 3 380 1250 810 (3VL77 10-1 ) L D D CCM CCM QDFL CCM kVA D VA k A V Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens                L 1 ( ) 75*736 I 102,47 ( ) 3 3 380 0,93 0,88 160 110 (3 27 12 1 ) 381,82 381,42 / 10circuitos, logotemos : 38,18 por circuito 10 L D D P W A corrente domotor V Fp Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A VL Siemens CCM kVA p kVA               
  29. 29. Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos Motores  Os motores do grupo 2 e grupo 3 estão sendo alimentado pelo Centro de Controle de Motores 2 – CCM2, assim temos: • Motores do grupo 2: 96 Onde: P2=30CV Nm=10 motores η =0,91, tabela motores Fp=0,84, tabela motores Fu=0,85, tabela de Fator de utilização. Fs=0,65 , tabela de Fator de Simultaneidade. 2 2 2( )*736 2 * * * * 30*736 2 10* *0,85*0,65 0,91*0,84 2 159.591,83 P CV D Nm Fu Fs Fp D D VA     INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  30. 30. Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos Motores • Motores do grupo 3: • A demanda Total do CCM2 é: • A demanda do CCM2=300,61kVA 97 3 3 3( )*736 3 * * * * 50*736 3 5* *0,87*0,70 0,924*0,86 3 141.014,79 P CV D Nm Fu Fs Fp D D VA     Onde: P3=50CV Nm=5 motores η =0,924 tabela motores Fp=0,86, tabela motores Fu=0,87 tabela de Fator de utilização. Fs=0,70 tabela de Fator de Simultaneidade. 2 3 159.591,83 141.014,79 300.606,62 DT D D DT VA      INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  31. 31. Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM2 Disjuntor reserva: 4 disjuntores (13 a 30 disjuntores) 98INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi L L ( ) 30*736 I 49,31 ( 30 ) 3 3 380 0,91 0,84 63 50 (3RV10 41-4JA10 ) ( ) 50*736 I 70,36 ( 50 3 3 380 0,924 0,86 L D D L P W A corrente domotor CV V Fp Correntedodisjuntor I A térmicoajustadoI A Siemens P W A corrente domotor C V Fp                       2 ) 90 72 (3RV10 41-4LA10 ) 300,61 300,61 / 15circuitos, logotemos: 20,04 por circuito 15 D D V Correntedodisjuntor I A térmicoajustadoI A Siemens k CCM kVA p kVA    
  32. 32. 2 2 2 2 4 CircuitoReserva 300,61 4 20,04 380,77 ( ) 380,77 I 578,52 3 3 380 630 580 (3VL57 63 -1 ) CCM L D D CCM CCM CCM kVA kVA kVA D VA k A V Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens               Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM2 Disjuntor reserva: 4 disjuntores (13 a 30 disjuntores) 99INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  33. 33. Demanda Total da IndústriaDemanda Total da Indústria Demanda Total no QDF (Quadro de Distribuição Geral) DT=Demanda dos CCM´s + a Demanda de Iluminação +Tomadas DT=D_CCM1+D_CCM2 DT=528,92+380,77 (kVA) DT=909,69kVA Demanda do QDG=909,69kVA Será considerado dois circuitos reservas (trifásicos) com potência máxima de 50kVA por circuito. O transformador necessário deverá ter uma potência maior que 904,04kVA, assim comercialmente temos o transformador com 1000kVA. 100INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi ( ) ( ) 909,69 I 1.382,13 3 3 3 380 1600 1400 (3VL87 16- 2 ) QDG L L D D P W D VA k A V Fp V Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens            
  34. 34. Cálculo de Demanda deCálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas 101INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Dimensionamento dos Barramentos do Quadro:  CCM1 Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 1250A Barramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 160A  CCM2 Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 630A Barramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 90A Tabela I (AC~DC) Barramento Primário (A) Barramento Secundário (A) CCM1 1420 179 CCM2 774 112 1 1 4 2  51 4 16  3 11. 8 2  3 32. 8 4 
  35. 35. Cálculo de Demanda deCálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas 102INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Dimensionamento dos Barramentos do QDG: Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 1600A Barramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 1250A Conforme catálogo temos: Tabela I (AC~DC) (A) Barramento Primário 1968 Barramento Secundário 1476 1 3 2  1 12. 2 4 
  36. 36. Diagrama dos Disjuntores e QuadrosDiagrama dos Disjuntores e Quadros 103INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Quadro de Distribuição Geral - QDG
  37. 37. Diagrama dos Disjuntores e QuadrosDiagrama dos Disjuntores e Quadros 104INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi CCM 1
  38. 38. Diagrama dos Disjuntores e QuadrosDiagrama dos Disjuntores e Quadros 105INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi CCM 2
  39. 39. Identificação dos Circuitos no QuadroIdentificação dos Circuitos no Quadro 106INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Circuito Nº Identificaçãodo Circuito Sigla 01 Quadro de Força e Iluminação - 01 QDFL - 01 02 Quadro de Força e Iluminação – 02 QDFL – 02 03 Quadro de Força e Iluminação – 03 QDFL – 03 04 Quadro de Força e Iluminação – 04 QDFL – 04 05 Centro de Controle de Motores 01 CCM1 06 Centro de Controle de Motores 02 CCM2 07 Centro de Controle de Motores 03 CCM3 08 Centro de Controle de Motores 04 CCM4 09 Centro de Controle de Motores 05 CCM5 Quadro de Distribuição Geral Nº 01 ExemplodeIdentificaçãodeQuadros
  40. 40. Identificação dos Circuitos no QuadroIdentificação dos Circuitos no Quadro 107INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Circuito Nº Identificaçãodo Circuito Sigla 01 Iluminação Escrit. Desenho 001 ILU -ED/001 02 Iluminação Escrit. Projetos 005 ILU -EP/005 03 Iluminação Diretoria - 003 ILU -DR/003 04 Iluminação Gerência - 002 ILU - GR/002 05 Tomada Escrit. Desenho - 001 TOM – ED/001 06 Tomada Escrit. Projetos - 005 TOM – EP/005 07 Tomada Gerência - 002 TOM – GR/002 08 Tomada Diretoria - 003 TOM – DR/003 Quadro de Força e Iluminação Nº 01 – QDFL 01 ExemplodeIdentificaçãodeQuadros
  41. 41. Identificação dos Circuitos no QuadroIdentificação dos Circuitos no Quadro 108INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Circuito Nº Identificaçãodo Circuito Sigla 01 Fresadora 001 FRD-001 02 Fresadora 002 FRD-002 03 Torno Mecânico 001 TNM - 001 04 Torno Mecânico 002 TNM - 002 05 Torno CNC 001 TCN - 001 06 Torno CNC 0012 TCN - 001 07 Injetora - 001 INJ - 001 08 Injetora – 002 INJ - 002 09 Injetora - 003 INJ – 003 Centro de Controle de Motores Nº 01 - CCM 1 ExemplodeIdentificaçãodeQuadros
  42. 42. Dados de CatálogoDados de Catálogo 109 Características dos Transformadores Comerciais INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  43. 43. Dados de CatálogoDados de Catálogo 110INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  44. 44. Dados de CatálogoDados de Catálogo 111INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  45. 45. Planta Baixa de Tomadas da InstalaçãoPlanta Baixa de Tomadas da Instalação 112INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  46. 46. Exercício de Cálculo de DemandaExercício de Cálculo de Demanda 1) Considere uma industria representada pela figura abaixo, sendo os motores do grupo 1 de 10CV, os do grupo 2 de 15CV, os do grupo 3 de 50CV, os do grupo 4 de 100CV e os do grupo 5 de 30CV, a iluminação da administração e subestação é composta por 70 luminárias de 2x40W e a Fábrica de 45 luminárias com lâmpadas de vapor de mercúrio de 250W , o total de TUG é de 55 tomadas com 200VA cada, e o de TUE’s são 3 tomadas 32A 5pólos. Determine as demandas dos CCM1, CCM2, QDL e QDF e a potência necessária do transformador da Subestação, considere os motores como IV pólos O total de circuitos de Iluminação e tomadas no QDFL é de 30 circuitos, sendo 3 circuitos de tomadas TUE’s, 11 circuitos de tomada TUG, 7 circuitos de luminária fluorescente e 9 circuitos de luminária de lâmpada de Vapor de Mercúrio. . O QDFL está sendo alimentado pelo CCM1 e o CCM’s alimentados pelo QDG. 113INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  47. 47. Cálculo de Demanda de IluminaçãoCálculo de Demanda de Iluminação No quadro de Luz e Tomadas QDFL, temos: • 140 Lâmpada fluorescentes de 40W com reator duplo (2x40) • 45 luminárias lâmpada de Vapor de Mercúrio de 250W. • 55 Tomadas TUG de 200VA • 3 Tomadas TUE de 32A Divisão dos circuitos para realizar o equilíbrio nas fases: • Lâmpadas Fluorescentes = 7 circuitos • Lâmpadas Vapor de Mercúrio = 9 circuitos • Tomadas monofásicas TUG = 11 circuitos • Tomadas trifásicas TUE = 3 circuitos Número de dispositivos por circuito: • Fluorescentes = 20 lâmpadas fluorescentes por circuito • Vapor de Mercúrio = 5 lâmpadas Vapor de Mercúrio por circuito • Tomadas TUG= 5 tomadas por circuito • Tomadas TUE = 1 tomada por circuito 114INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  48. 48. 5 200 4,78 220 0,8 T FTUG F N P I A V Fp                1 Pr 10 2 40 12 4,40 220 0,95 FL F N Pl I A V Fp                 Cálculo de Demanda de IluminaçãoCálculo de Demanda de Iluminação Corrente por circuito de iluminação Fluorescente (IFL): Corrente por circuito de iluminação Vapor de Mercúrio(IFI): Corrente por circuito de tomadas (IFTUG): Corrente por circuito de Tomadas TUE (IFTUE): 115INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi 1 Pr 5 250 30 6,70 220 0,95 MG F N Pl I A V Fp                1 32,0 32FTUE TUEI N I A    
  49. 49. Cálculo de Demanda deCálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas 116INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Distribuiçãodascorrentesdoscircuitos realizandooequilíbrioporfase
  50. 50. Cálculo de Demanda deCálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas 117INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Determinando o número de circuitos reserva no QDFL: • Pela tabela 59 da NBR 5410, temos 30 circuitos, logo: • Número de circuitos reserva = 4 Determinado o valor da corrente dos circuitos reserva: Por uma questão de escolha : utilizaremos 6 circuitos reserva. (lembrando que o valor mínimo de circuitos reserva é 4) . . ( ) º 144,02 12,0 143,64 12 FASE circ reserva circ reserva I I maior valor decorrentede fase N decircuitona fase I A    
  51. 51. Cálculo de Demanda deCálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas 118INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Distribuiçãodascorrentesdoscircuitos comaimplementaçãodoscircuitosreservas
  52. 52. Cálculo de Demanda deCálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas 119INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Assim temos que a potência do QDFL será: Realizando o fator de demanda para o QDFL conforme tabela do Fator de Demanda para Iluminação e tomadas temos: 3 3 380 168,02 110.587 110587 0,9 99.528,6 L LS V I S S VA P S Fp W              Adotando uma valor médio para o FP = 0,9. Potência = 29.659,5 W ValorNominal (W) Aplicandoo Fator de demanda (W) 100% Para os Primeiros 20kW 20.000 20.000 70% Para o excedente 79.528,6 55.670 Valor da potência aplicando o fator de demanda 75.670
  53. 53. Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção 120INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi O cálculo do Fator de demanda para o QDFL é realizado para dimensionar o disjuntor geral do QDFL: O valor comercial do disjuntor será: 160A • Especificação pelo catálogo da Siemens : 3VL 27 16 – 1 • Especificação pelo catálogo da WEG: DWM160N-150-3 • Especificação dos disjuntores de 6A : Siemens : 5SX1 106-7 WEG: MBW-C6 • Especificação dos disjuntores de 10A : Siemens : 5SX1 110-7 WEG: MBW-C10 • Especificação dos disjuntores de 32A : Siemens : 5SX1 332-7 WEG: MBW-C32-3 ( ) 75.670 127,74 3 3 380 0,9 QDFL L P W I A V Fp        OBS. Todos os disjuntores pertencem a classe C (curva de disparo- C)
  54. 54. Cálculo de Demanda deCálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas 121INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Distribuiçãodascorrentesdoscircuitos comaimplementaçãodoscircuitosreservas
  55. 55. Cálculo de Demanda deCálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas 122INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Dimensionamento dos Barramentos do Quadro: Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 160A Barramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 32A Conforme catálogo temos: Tabela I (AC~DC) (A) Barramento Primário 179 Barramento Secundário 48 1 1 8 4  1 1 4 2 
  56. 56. Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos Motores  Os motores do grupo 1 e 2 estão sendo alimentado pelo Centro de Controle de Motores 1 – CCM1, assim temos: • Motores do grupo 1: 123 1 1 1( )*736 1 * * * * 10*736 1 4* *0,83*0,80 0,89*0,83 1 26.463 1 26,463 P CV D Nm Fu Fs Fp D D VA D kVA      Onde: P1=10CV Nm=4 motores η =0,89, tabela motores Fp=0,83, tabela motores Fu=0,83, tabela de Fator de utilização. Fs=0,80 , tabela de Fator de Simultaneidade. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  57. 57. Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos Motores • Motores do grupo 2: • A demanda Total do CCM1 é: • A demanda do CCM1=82,6kVA 124 2 2 3( )*736 2 * * * * 15*736 2 6* *0,83*0,75 0,885*0,83 2 56,136 P CV D Nm Fu Fs Fp D D kVA     Onde: P2=15CV Nm=6 motores η =0,885 tabela motores Fp=0,83, tabela motores Fu=0,83, tabela de Fator de utilização. Fs=0,75 tabela de Fator de Simultaneidade. 1 2 26.463 56.136 ( 1) 82.599 DT D D DT CCM VA      INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  58. 58. Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos Motores Os motores do grupo 3, grupo 4 e grupo 5 estão sendo alimentado pelo Centro de Controle de Motores 2 – CCM2, assim temos: • Motores do grupo 3: • Motores do grupo 4: 125 Onde: P3=50CV Nm=6 motores η =0,924, tabela motores Fp=0,86, tabela motores Fu=0,87, tabela de Fator de utilização. Fs=0,70 , tabela de Fator de Simultan. 3 3 2( )*736 3 * * * * 50*736 3 6* *0,87*0,70 0,924*0,86 3 169,22 P CV D Nm Fu Fs Fp D D kVA     4 4 3( )*736 4 * * * * 100*736 4 3* *0,87*0,85 0,935*0,87 4 200,727 P CV D Nm Fu Fs Fp D D kVA     P4=100CV Nm=3 motores η =0,935 tabela motores Fp=0,87, tabela motores Fu=0,87 tabela de Fator de utilização. Fs=0,85 tabela de Fator de Simultan. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  59. 59. Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos Motores • Motores do grupo 5: • A demanda Total do CCM2 é: • A demanda do CCM2=488,01kVA 126 Onde: P5=30CV Nm=6 motores η =0,91 tabela motores Fp=0,84, tabela motores Fu=0,85 tabela de Fator de utilização. Fs=0,70 tabela de Fator de Simultan. 5 5 3( )*736 5 * * * * 30*736 5 6* *0,87*0,783 0,91*0,84 5 118,062 P CV D Nm Fu Fs Fp D D kVA     ( 2) 3 4 5 169.220,00 200.727,00 118.062,00 ( 2) 488,01 DT CCM D D D DT CCM kVA        INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  60. 60. Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM1 Disjuntor reserva: 3 disjuntores (7 A 12 disjuntores) 127INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi L L ( ) 10*736 I 15,71 ( 10 ) 3 3 380 0,89 0,80 20 16 (3RV10 31-4BA10 ) ( ) 15*736 I 25,27 ( 15 3 3 380 0,885 0,75 L D D L P W A corrente domotor CV V Fp Correntedodisjuntor I A térmicoajustadoI A Siemens P W A corrente domotor C V Fp                       1 ) 32 26 (3RV10 31-4EA10 ) 82,6 82,6 / 10circuitos, logotemos: 8,26 por circuito 10 D D V Correntedodisjuntor I A térmicoajustadoI A Siemens k CCM kVA p kVA    
  61. 61. 1 1 1 1 3 CircuitoReserva + QDFL 82,6 3 8,26 110,587 217,96 ( ) 217,96 I 333,17 3 3 380 400 340 (3VL47 40 -1 ) CCM L D D CCM CCM CCM k k k kVA D VA k A V Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens                Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM1 Disjuntor reserva: 3 disjuntores (7 A 12 disjuntores) 128INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  62. 62. Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM2 Disjuntor reserva: 4 disjuntores (13 A 30 disjuntores) 129INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi L L ( ) 50*736 I 70,36 ( 50 ) 3 3 380 0,924 0,86 90 72 (3RV10 41-4LA10 ) ( ) 100*736 I 137,47 ( 3 3 380 0,935 0,87 L D D L P W A corrente domotor CV V Fp Correntedodisjuntor I A térmicoajustadoI A Siemens P W A corrente domotor V Fp                       L 100 ) 160 140 (3VL27 16 1 ) ( ) 30*736 I 43,89 ( 30 ) 3 3 380 0,91 0,84 50 45 (3RV10 41-4HA10 D D L D D CV Correntedodisjuntor I A térmicoajustadoI A Siemens P W A corrente domotor CV V Fp Correntedodisjuntor I A térmicoajustadoI A                )Siemens
  63. 63. Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM2 Disjuntor reserva: 4 disjuntores (13 A 30 disjuntores) 130INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi 2 2 2 2 2 488,01 488,01 / 15circuitos, logotemos: 32,534 por circuito 15 4 CircuitoReserva 488,01 4 32,534 618,146 ( ) 618,146 I 939,176 3 3 380 1250 CCM L D k CCM kVA p kVA CCM CCM CCM k k kVA D VA k A V Correntedodisjuntor I A térmi                950 (3VL77 12 -1 )DcoajustadoI A Siemens
  64. 64. Demanda Total da IndústriaDemanda Total da Indústria Demanda Total no QDF (Quadro de Distribuição Geral) DT=Demanda dos CCM´s + a Demanda de Iluminação +Tomadas DT=D_CCM1+D_CCM2 DT=217,96+618,146 (kVA) DT=836,11kVA Demanda do QDG=836,11kVA Será considerado dois circuitos reservas (trifásicos) com potência máxima de 82kVA por circuito. O transformador necessário deverá ter uma potência maior que 836,11kVA, assim comercialmente temos o transformador com 1000kVA. 131INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi ( ) ( ) 836,11 I 1.270,34 3 3 3 380 1600 1300 (3VL87 16- 2 ) QDG L L D D P W D VA k A V Fp V Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens            
  65. 65. Cálculo de Demanda deCálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas 132INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Dimensionamento dos Barramentos do Quadro:  CCM1 Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 400A Barramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 160A  CCM2 Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 1250A Barramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 160A Tabela I (AC~DC) Barramento Primário (A) Barramento Secundário (A) CCM1 516 179 CCM2 1420 179 1 1 4 2 3 1 8  1 1 4 2  3 32. 8 4 
  66. 66. Cálculo de Demanda deCálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas 133INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Dimensionamento dos Barramentos do QDG: Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 1600A Barramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 1250A Conforme catálogo temos: Tabela I (AC~DC) (A) Barramento Primário 1968 Barramento Secundário 1476 1 3 2  1 12. 2 4 
  67. 67. Diagrama dos Disjuntores e QuadrosDiagrama dos Disjuntores e Quadros 134INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Quadro de Distribuição Geral - QDG
  68. 68. Diagrama dos Disjuntores e QuadrosDiagrama dos Disjuntores e Quadros 135INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi CCM 1
  69. 69. Diagrama dos Disjuntores e QuadrosDiagrama dos Disjuntores e Quadros 136INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi CCM 2
  70. 70. Dados de CatálogoDados de Catálogo 137INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  71. 71. Dados de CatálogoDados de Catálogo 138 Capacidade de Condução de Corrente em Barramento de Cobre Relação aproximada de aumento de corrente em barras paralela (espaçamento entre barras na vertical =distância 1 barra e barras na horizontal = distancia de 2 barras. Ex: 15X2, espaçamento vertical mínimo 2mm e na horizontal = 4mm : •2 barra paralela multiplicar por 1,58 e 3 barra em paralelo multiplicar por 2 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi Largura Espessura Pol. 1/16 3/32 1/8 3/16 1/4 5/16 3/8 Pol. mm 1,58 2,38 3,17 4,76 6,35 7,94 9,52 1/4 6,35 20 30 40 - - - - 5/16 7,94 25 38 50 - - - - 3/8 9,52 30 45 60 91 121 - - 1/2 12,70 40 60 81 121 161 202 242 5/8 15,87 50 76 101 151 202 252 302
  72. 72. Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor 139 Em instalações industriais, existe a necessidade de instalar diversos equipamentos cuja as características de rendimento e fator de potência não são expressas de forma clara. Com isso podemos adotar uma forma de caracterizar estes valores. Para realizar o cálculo de demanda em equipamento cuja informação está em potência em Watts e não temos os dados de rendimento e fator de potência, utilizamos a conversão da potência em watts para valores em CV (motor IV pólos) para retirar os dados de rendimento e fator de potência, utilizando assim as tabelas de simultaneidade e fator de utilização, conforme exemplo abaixo: INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  73. 73. Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor 140INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  74. 74. Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor 141 Nove PET 1500 Potência Total Instalada: 86,3 kW Pela tabela de motores temos: motor de 125CV Dados da tabela: η=0,938 e Fp=0,86 Nove PET 2000 Potência Total Instalada: 108,1 kW Pela tabela de motores temos: motor de 150CV Dados da tabela: η=0,941 e Fp=0,87 *Nota: Não esquecer a área ocupada do equipamento e considerar distância mínima entre Máquinas de 1500mm. Para corredores laterais utilizar espaço de 2000mm e corredores Centrais de 3000mm. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  75. 75. Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor 142INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  76. 76. Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor 143 SKY BULL 600 Potência motores principais : S1 -7,5kW e S2 -11kW Pela tabela de motores temos: Motor de 7,5kW motor 10 CV Dados da tabela: η=0,89 e Fp=0,83 Motor de 11kW motor 15 CV Dados da tabela: η=0,885 e Fp=0,83 *Nota: Não esquecer a área ocupada do equipamento e considerar distância mínima entre Máquinas de 1500mm. Para corredores laterais utilizar espaço de 2000mm e corredores Centrais de 3000mm. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  77. 77. Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor 144INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  78. 78. Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor 145 LOGIC 175 Potência Total Instalada: 5,5 kW Pela tabela de motores temos: motor de 7,5CV Dados da tabela: η=0,88 e Fp=0,82 *Nota: Não esquecer a área ocupada do equipamento e considerar distância mínima entre Máquinas de 1500mm. Para corredores laterais utilizar espaço de 2000mm e corredores Centrais de 3000mm. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  79. 79. Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor 146INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
  80. 80. Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor 147 Torno CNC CENTUR 30D Potência Total Instalada: 15 kVA Pela tabela de motores temos: motor de 15CV Dados da tabela: η=0,885 e Fp=0,83 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi       ( ) 15.000 380 22,79 3 3 380 380 22,79 220 39,50 0,577 0,577 L S VA Ip V A V Ip V Ip V A        

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