Eficiência Energética Fundação Santo André - Professor Mario Pagliaricci

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1 Fundação Santo André - Professor Mario Pagliaricci

2 INSTALAÇÔES ELÉTRICAS 1 Apresentação 2 Circuitos Elétricos - Monofásicos 3 Circuitos Elétricos - Trifásicos 4 Cálculo de Correntes 5 Dimensionamento

3 1- APRESENTAÇÃO A implantação de um projeto de eficiência energética inclui, quase sempre, a realização de uma instalação elétrica. O objetivo deste estudo é fornecer os conhecimentos essenciais para entender o problema. Inclui: Circuitos Elétricos Cálculo de Correntes Dimensionamento de Cabos e Sistemas de Proteção

4 2- CIRCUITOS ELÉTRICOS - MONOFÁSICOS Circuitos Elétricos Componentes Típicos Circuito Típicos V I gerador carga P = V I cos P ap = V I FP = cos E = P t P útil = η P Onde: P V I Pap FP E t P útil η potência em watts (W) tensão em volts (V) corrente em ampères (A) ângulo de potência potência aparente em volt-ampère (VA) fator de potência (adimensional) energia em joule (J) tempo em segundos (seg) potência útil em watts (W) rendimento (adimensional)

5 3- CIRCUITOS ELÉTRICOS - TRIFÁSICOS Componentes Típicos Gerador Trifásico em Estrela Gerador Trifásico em Triângulo Carga Trifásica em Estrela Carga Trifásica em Triângulo Nota: As tensões eficazes de cada gerador e as impedâncias de cada carga devem ser iguais

6 3- CIRCUITOS ELÉTRICOS - TRIFÁSICOS Ligações Típicas I Gerador em Estrela ligado a uma carga em Estrela I Gerador em Estrela ligado a uma carga em Triângulo I V fn V V I

7 3- CIRCUITOS ELÉTRICOS - TRIFÁSICOS Ligações Típicas II Gerador em Triângulo ligado a uma carga em Estrela I Gerador em Triângulo ligado a uma carga em Triângulo I V V fn V I Δ

8 3- CIRCUITOS ELÉTRICOS - TRIFÁSICOS Relações: Para qualquer uma das 4 ligações anteriores, são válidas as relações: P = 3 V I cos P ap = 3 V I FP = cos E = P t P útil = η P Onde: P V I Pap FP η E t P útil potência em watts (W) tensão entre duas fases ou tensão de linha em volts (V) corrente de linha em ampères (A) potência aparente em volt-ampère (VA) fator de potência (adimensional) ângulo de potência rendimento (adimensional) energia em joules (J) tempo em segundos (seg) potência útil em watts (W) Que conclusão podemos tirar?

9 3- CIRCUITOS ELÉTRICOS - TRIFÁSICOS Relações: Para qualquer uma das 4 ligações anteriores, são válidas as relações: P = 3 V I cos P ap = 3 V I FP = cos E = P t P útil = η P Onde: P V I Pap FP η E t P útil potência em watts (W) tensão entre duas fases ou tensão de linha (V) corrente de linha (A) potência aparente em volt-ampère (VA) fator de potência (adimensional) ângulo de potência rendimento energia medida em joules (J) tempo em segundos (seg) potência útil em watts (W) Que conclusão podemos tirar? Para calcular as correntes, não importa se a ligação é estrela ou triângulo.

10 3- CIRCUITOS ELÉTRICOS - TRIFÁSICOS Outras informações Existem alguns símbolos e algumas unidades que, embora não pertençam ao SI (Sistema Internacional), são consagradas pelo uso: CV = 735W micro = µ = 10-6 HP = 746W kilo = k = kwh = 3,6 x J mega = M = E kwh = P kw t h

11 4- CÁLCULO DE CORRENTES Outras informações Equipamento Aquecedores resistivos, Fornos a Resistência,Lâmpadas Incandescentes: comuns, halógenas, dicróicas, etc FP (típico) Observação 1,00 - Fornos a Indução 0,50 - convencional 0,50 Lâmpadas + 25% para o reator convencional alto FP 0,90 Fluorescentes com eletrônico 0,50 - reator eletrônico alto FP 0,90 - Lâmpadas a vapor convencional 0, % p/ o reator e + metálico com reator convencional alto FP 0,90 20% p/ a partida Motores Monofásicos 0,80 = 0,75 até 5 CV 0,80 = 0,82 Motores Trifásicos de 5 a 30 CV 0,84 = 0,91 acima de 30 CV 0,87 = 0,93 Observações: 1. Para motores é preferível consultar tabela do fabricante. é o símbolo de rendimento.

12 4- CÁLCULO DE CORRENTES Exercício I Formar grupos de 3 alunos e resolver os exercícios abaixo, assumindo os dados complementares que julgar convenientes. 1. Indicar o esquema e calcular a corrente solicitada por uma luminária fluorescente 2 x 32 W ligada a um gerador monofásico 220 V. Sabe-se que o reator utilizado é eletrônico de alto fator de potência. 2. Indicar o esquema e calcular a corrente solicitada por um motor monofásico de 1,5 CV ligado a um gerador também monofásico 220.

13 4- CÁLCULO DE CORRENTES Exercício I Formar grupos de 3 alunos e resolver os exercícios abaixo, assumindo os dados complementares que julgar convenientes. 1. Indicar o esquema e calcular a corrente solicitada por uma luminária fluorescente 2 x 32 W ligada a um gerador monofásico 220 V. Sabe-se que o reator utilizado é eletrônico de alto fator de potência. Respostas: FP = 0,900 I = 0,323A 2. Indicar o esquema e calcular a corrente solicitada por um motor monofásico de 1,5 CV ligado a um gerador também monofásico 220. Respostas: FP = 0,800 = 0,750 e I = 8,35A

14 4- CÁLCULO DE CORRENTES Análise de Esquema Sabendo que L é a luminária do circuito anterior, analise o esquema abaixo e conclua. I = 2,80 127V V = 220V 5 1 L. L fantasma

15 4- CÁLCULO DE CORRENTES Conclusões: a) é possível, alimentar um conjunto de cargas monofásicas com um gerador trifásico. b) se, o número de cargas trifásicas não for múltiplo de 3, consideramos uma carga fantasma; o erro será pequeno e a favor da segurança. c) a tensão 220 foi calculada multiplicando 127 por raiz de 3; a corrente de 1,62 foi calculada multiplicando 0,323 por 5; e a corrente 2,80 multiplicando 1,62 por raiz de 3. d) se as tensões eficazes dos geradores não forem iguais ou as impedâncias da carga trifásica também não forem iguais, o processo de cálculo de correntes é extremamente complexo.

16 4- CÁLCULO DE CORRENTES Exercício II Um transformador trifásico estrela 220/380 alimenta, nesta ordem, as seguintes cargas: a. um motor trifásico de 10 CV ligado em triângulo b. 5 luminárias a vapor metálico 220 V 400 W c. uma lâmpada incandescente 220 V 100 W Pede-se: a) indicar o esquema elétrico completo b) calcular as correntes em cada trecho c) comentar Observações: consultar tabelas e assumir os dados complementares que julgar necessários.

17 4- CÁLCULO DE CORRENTES Soma de correntes Correntes Alternadas são somadas vetorialmente. Esta soma é trabalhosa e a probabilidade de cometer enganos é elevada. Para contornar o problema foi desenvolvida a planilha soma de correntes.xls que permite realizar esta operação com extrema facilidade.

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