UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS UNIDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS ENGENHARIA AGRÍCOLA

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1 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS UNIDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS ENGENHARIA AGRÍCOLA ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA ENTRE OS MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO TÉCNICO E ECONÔMICO DE REDE SECUNDÁRIA RURAL DE BAIXA TENSÃO CARLOS AUGUSTO DIAS LEITE ANÁPOLIS GO 2014

2 CARLOS AUGUSTO DIAS LEITE ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA ENTRE OS MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO TÉCNICO E ECONÔMICO DE REDE SECUNDÁRIA RURAL DE BAIXA TENSÃO Monografia apresentada à Universidade Estadual de Goiás UnUCET, para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Agrícola. Área de Concentração: Eletrificação Rural. Orientador:Prof. M.Sc. Neander Berto Mendes ANÁPOLIS GO 2014

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4 AGRADECIMENTOS Primeiramente a Deus, pela força espiritual para realização desse trabalho. Aos meus pais Osias Leite da Silva e Francisca Dias da Conceição Leite, pelo eterno orgulho de nossa caminhada, pelo apoio, compreensão, ajuda, e, em especial, por todo o carinho ao longo deste percurso. As minhas irmãs, Ana Carolina e Ana Carla, pelo carinho, compreensão e pela grande ajuda. Ao meu Orientador Prof. Neander Berto Mendes, pela grande paciência na orientação e incentivo que tornaram possível a conclusão desta monografia. Ao corpo docente da UEG, que fez parte da minha formação acadêmica. Aos os meus amigos e colegas de curso, pela cumplicidade, ajuda e amizade. Em especial a Jéssica Antônia, um agradecimento por todos os favores prestados para meu termino de curso. E a todos que contribuíram para realização desse trabalho. iii

5 Deixe o futuro dizer a verdade, e avaliar cada um de acordo com seus trabalhos e suas conquistas. O presente pertence a eles, mas o futuro pelo qual eu sempre trabalhei pertence a mim. Nikola Tesla iv

6 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS... VII LISTA DE TABELAS... VIII RESUMO... VIII 1 INTRODUÇÃO OBJETIVOS OBJETIVO GERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS REVISÃO BIBLIOGRÁFICA CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA NO MEIO RURAL EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DIMENSIONAMENTO TÉCNICO DE CONDUTORES Seção Mínima Capacidade de Condução de Corrente Queda de Tensão Proteção contra Sobrecarga Proteção contra curto-circuito Proteção contra contatos indiretos DIMENSIONAMTO ECONÔMICO DE CONDUTORES Aspectos Econômicos MATERIAL E MÉTODOS PLANEJAMENTO DA INSTALAÇÃO RURAL Demanda Transformador DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES Capacidade de Corrente Queda de Tensão Proteção contra sobrecorrentes Proteção contra curto-circuito DIMENSIONAMENTO ECONÔMICO Cálculo da seção econômica dos condutores Determinação do custo de energia RESULTADOS E DISCUSSÕES CÁLCULO DA CAPACIDADE DE CORRENTE v

7 5.2 CÁLCULO DA QUEDA DE TENSÃO CÁLCULO DA SEÇÃO ECONÔMICA DOS CONDUTORES CONCLUSÕES REREFÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS vi

8 LISTA DE FIGURAS FIGURA 1 Sistema de distribuição de lotes para irrigação FIGURA 2 Analise de eficiência na transformação de energia FIGURA 3 Selo PROCEL de Economia de Energia FIGURA 4 Condutor Elétrico FIGURA 5 Quedas de tensão admissíveis FIGURA 6 Fusível e disjuntor FIGURA 7 - Custo inicial e custo operacional dos cabos em FIGURA 8 - Propriedade Cabeceira do Ribeirãozinho FIGURA 9 Curva de carga FIGURA 10 Localização dos Centros de Consumo da Propriedade FIGURA 11 Gráfico das Demandas do Transformador FIGURA 12 Gráfico das Demandas do Transformador FIGURA 13 Gráfico das Demandas do Transformador FIGURA 14 Trecho da rede secundaria para o transformador FIGURA 15 Trecho da rede secundária para o transformador FIGURA 16 Trecho da rede secundária para o transformador vii

9 LISTA DE TABELAS TABELA 1 Seção mínima dos condutores para todos os tipos de aplicações TABELA 2 - Potências instaladas dos centros de carga da propriedade em estudo TABELA 3 Levantamento de cargas por setor da propriedade TABELA 4 Demandas dos centros de consumo por hora (KW) TABELA 5 - Demanda máxima dos centros de carga TABELA 6 Demanda máxima dos transformadores TABELA 7 - Dados dos transformadores selecionados e ponto de locação TABELA 8 - Parâmetro para calculo da seção econômica TABELA 9 - Correntes nos trechos da rede TABELA 10 Cálculo de queda de tensão TABELA 11 Seção econômica calculada TABELA 12 Custo da Seção Econômica TABELA 13 Custo da Seção Técnica TABELA 14 Retorno de Investimento viii

10 RESUMO Em uma instalação de rede elétrica, a utilização de condutores mais delgados despende mais energia que um similar utilizado cabos mais robustos. Essa maior quantidade de energia demandada, consumida no próprio condutor em forma de calor, e não entregue à carga, é sinônimo de custo adicional para o consumidor, através de tarifas mensais de energia. Neste aspecto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de condutores de bitolas maiores que as obtidas pelos critérios técnicos presentes da NBR 5410, fazendo uso do dimensionamento econômico abordado pela IEC A propriedade rural Cabeceira do Ribeirãozinho foi escolhida para o estudosendo realizado o dimensionamento técnico da rede secundária considerando os critérios de seção mínima, capacidade de corrente de condutores, queda de tensão e proteção contra sobrecarga. Ao fim do dimensionamento técnico foi realizado o dimensionamento econômico através de algumas relações presentes na norma em questão. Por fim avaliou-se o custo inicial de ambos os dimensionamentos que foram de R$ ,94 para o econômico e R$ 8.225,83 para o técnico e o custo operacional que considera a perda joule no tempo de análise, chegando a valores de R$ ,46 para o econômico e R$ ,67 para o técnico totalizando um custo de R$ ,40 para o econômico e R$ ,50 para o técnico durante os dez anos considerados para análise. Para se tornar viável o retorno do investimento em cabos encontrados pelo critério econômico teria que ser menor que o tempo de análise, e neste trabalho foi encontrado o período de 2,2 anos, menor que os dez anos utilizados para o estudo, concluindo-se que se torna viável,para este caso, a utilização do dimensionamento econômico. Palavras-Chave: Condutor, Técnico, Econômico, Custo, Investimento, Viável. ix

11 1 INTRODUÇÃO A noção de estilo de vida moderno está intimamente vinculada ao abastecimento energético regular. Sem ele, a vida moderna torna-se impensável, pois a sociedade de consumo está alicerçada em sistemas técnicos de máquinas movimentados pelas formas modernas de energia. O modus vivendi da sociedade contemporânea não seria viável sem o suprimento vital e regular da energia (OLIVEIRA, 1998). O acesso à energia elétrica interfere na vida do homem do campo, tanto no aspecto de eficiência microeconômica quanto nos termos de sua integração social. As barreiras para universalização do atendimento ao meio rural são particularidades inerentes a este mercado, considerando, principalmente, sua dispersão espacial que induz a elevados custos iniciais de atendimento e seu padrão de baixo consumo per capita, aumentando assim o tempo necessário para recuperação do capital investido (NASCIMENTO e GIANNINI, 2002). Segundo Jucá (1998), os altos custos das redes de distribuição rural são um dos principais motivos para os baixos índices de eletrificação rural no Brasil e, portanto, a redução dos custos de construção de rede é uma condição essencial para prover energia às regiões rurais vastas e com baixa densidade demográfica. Contudo de acordo com Ribeiro e Santos (1994), cabe ao governo federal suprir as necessidades de energia elétrica de toda a população e transmitir a responsabilidade de distribuir energia elétrica a concessionaria autorizadas por ele. Pazziniet al. (1997) destacam que o processo de eletrificação rural não deve enfocar apenas o aspecto econômico, mas considerar os impactos na qualidade de vida quando se tem acesso à energia elétrica. Mas não só no que se refere à qualidade de vida segundosantos, Mercedes e Sauer (1999) a energia elétrica permitiria, por exemplo, a agregação de valor à produção agrícola através da pré-industrialização, a possibilidade de funcionamento de escolas noturnas, a realização de atividades produtivas no meio rural após o anoitecer, substituição do transporte animal ou humano de águae do consumo de água não potável por bombeamento para irrigação. Porém, o atendimento dessas demandas depende de mecanismos que possam compensar a baixa atratividade financeira que apresentam, sejam através de programas de descentralização de geração e/ou subsídios, seja mediante outros mecanismos. Um dos mecanismos pode ser o dimensionamento econômico de condutores de redes elétricas em propriedades rurais, pois considerando os custos crescentes da energia elétrica, deve-se observar, além dos critérios tradicionais, o lado econômico no dimensionamento dos cabos, tratando-se de reduzir ao mínimo não apenas o custo inicial, e sim a soma deste com o 8

12 custo das perdas de energia durante sua vida útil, pois a escolha de uma seção superior à seção técnica significa redução de perdas, para uma dada quantidade de energia a ser transmitida. Segundo Martinez et al. (2009) nos últimos anos a preocupação em reduzir o consumo e uso de forma racional da energia elétrica tem aumentado, devido a dois fatores: as mudanças na estrutura do sistema elétrico brasileiro e a preocupação em reduzir os impactos ambientais. Neste trabalho serão analisados os ganhos do dimensionamento econômico de cabos em relação ao dimensionamento técnico conforme as normas correspondentes: a NBR 5410, obedecendo aos critérios de seção mínima, capacidade de corrente, queda de tensão e o critério de proteção para dimensionamento técnico e o IEC , em resumo na NBR 15920, para o econômico. 9

13 2 OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GERAL Realizar um estudo de caso a fim de se comparar os gastos, de instalação e operativos de uma rede secundária rural, utilizandodois métodos de dimensionamento de condutores: o método técnico (que segue a NBR 5410) e o método econômico (que respeita a NBR que foi baseada no IEC ). 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS a) Escolher os circuitos da rede elétrica a ser estudado; b) Especifica todos os parâmetros elétricos que serão utilizados no dimensionamento. c) Realizar dimensionamento técnico da rede alimentadora rural; d) Realizar dimensionamento econômico da rede alimentadora rural; e) Comparar os gastos, de instalação e operativos, para ambos os tipos de dimensionamento; f) Estudar possibilidade de existir retorno financeiro se empregado o método econômico, e em caso positivo, em qual período de tempo. 10

14 3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 3.1 CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA NO MEIO RURAL O consumo de energia elétrica no meio rural pode ser classificado em consumoresidencial e consumo produtivo. Numa primeira etapa, o uso residencial da energia elétrica está voltado principalmente para iluminação. Entretanto, a expansão dos sistemas elétricos no meio rural faz com que moradores das áreas rurais eletrificadas, no seu conjunto, um promissor mercado consumidor de eletrodomésticos (OLIVEIRA, 2001). O uso de eletricidade para fins produtivos em áreas rurais está relacionado a: i) Bombeamento de água para irrigação, Figura 1; ii) Acionamento de máquinas agrícolas, principalmente nos processos póscolheitas, como moagem e extração de óleos vegetais; iii) Outras ferramentas e equipamentos que requerem energia elétrica; iv) Refrigeração de alimentos perecíveis. FIGURA 1 Sistema de distribuição de lotes para irrigação. Fonte: RIBEIRO, 2008e RIBEIRO et. al., A utilização produtiva da eletrificação está relacionada ao nível de renda do produtor. Nesta perspectiva, há dois grandes blocos de produtores rurais: o tradicional, caracterizado por reduzida capacidade de investimento e o bloco moderno, caracterizado por elevado grau de mecanização do processo e alta capacidade financeira. E em relação à aquisição e uso de equipamentos para as atividades agrícolas, observase que os proprietários rurais, em geral, tendem a integrá-los em seu patrimônio num período 11

15 maior de tempo, e só os fazem após conhecê-los e terem refletido sobre as vantagens reais de suas utilidades (COMITE DE DISTRIBUIÇAO, 1987). 3.2 EFICIÊNCIA ENERGÉTICA A conservação de energia e a utilização mais racional das fontes energéticas foram alternativas encontradas por muitos países para vencer a crise do petróleo na década de 70, visando evitar desperdício. O avanço tecnológico passou a oferecer equipamentos mais eficientes e o conceito de eficiência energética passou a fazer parte do cotidiano das pessoas (MARTINEZ et al., 2009). De acordo com Sola (2006), o conceito de eficiência energética está ligado à minimização de perdas na conversão de energia primária em energia útil, ou seja, se refere à cadeia energética como um todo, (Figura 2). FIGURA 2 Analise de eficiência na transformação de energia. Fonte: STRAPASSON, A eficiência energética está associada ao crescimento econômico, à produtividade, à preservação do meio ambiente e ao desenvolvimento sustentável, que visa atender as necessidades humanas atuais, sem comprometer a capacidade das gerações futuras de atenderem as suas necessidades (MESQUITA e FRANCO, 2004). Após uma crise no sistema elétrico o governo brasileiro por meio da Lei de Eficiência Energética, nº /2001 estabeleceu níveis máximos de consumo de energia elétrica, com isso houve incentivo à produção de equipamentos com consumo mais eficiente. A Figura 3 representa o selo procel de economia de energia que tem por objetivo orientar o consumidor no ato da compra, indicando os produtos que apresentam os melhores níveis de eficiência energética dentro de cada categoria, ou seja, consomem menos para um mesmo resultado final e assim promovendo alivio aos sistemas de suprimento de energia, reduzindo os riscos de um racionamento (MESQUITA e FRANCO, 2004). 12

16 FIGURA 3 Selo PROCEL de Economia de Energia. Fonte: PROCEL, Em uma instalação elétrica um ponto primordial é atender as necessidades do usuário com qualidade e segurança, no entanto, outros fatores têm conquistado espaço no mercado, em busca por eficiência energética,abrangendo entre outras ações, o dimensionamento econômico das seções dos cabos de potência. 3.3DIMENSIONAMENTO TÉCNICO DE CONDUTORES Um condutor elétrico é todo corpo que permite o deslocamento de cargas em seu interior, Figura 4, e chamamos de dimensionamento técnico de um circuito a aplicação de diversas prescrições da NBR 5410/2004 relativas à escolha da seção de um condutor e de seu respectivo dispositivo de proteção. Para que se possa considerar um circuito completa e corretamente dimensionado, énecessário o atendimento a seis critérios, que são: seção mínima, capacidade de condução de corrente, queda de tensão, proteção contra sobrecarga, proteção contra curtos-circuitos e proteção contra contatos indiretos. FIGURA 4 Condutor Elétrico. Fonte: PRYSMIAN. 13

17 3.3.1 Seção Mínima A seção mínima dos condutores elétricos deve satisfazer, simultaneamente, aos três critérios seguintes: Capacidade de condução de corrente, ou simplesmente ampacidade; Limites de queda de tensão; Capacidade de condução de corrente de curto-circuito por tempo limitado. A Tabela 1, reproduzida da NBR 5410:2004, fornece a seção mínima dos condutores para diferentes tipos de aplicações e serve de orientação básica aos projetistas. TABELA 1 Seção mínima dos condutores para todos os tipos de aplicações. Seção Mínima do condutor - Tipo de Instalação Utilização do Circuito Material mm 2 Instalações fixas em geral Cabos Isolados Condutores Nus Ligações flexíveis feitas com cabos isolados Fonte: FILHO, Circuitos de Iluminação Circuitos de força Circuitos de sinalização e circuitos de força Circuitos de força Circuitos de sinalização e controle Para um aparelho especifico Para qualquer outra aplicação Circuitos a extra baixatensão para aplicações especiais Capacidade de Condução de Corrente 1,5 - Cu 10 - Al 2,5 - Cu 10 - Al 0,5 - Cu 10 - Cu 10 - Al 4 - Cu Como especificado na norma do aparelho 0,75 - Cu 0,75 - Cu A corrente I, que tem com unidade padrão o ampère (A), é definida como a taxa do fluxo de carga elétrica através da área da seção transversal de um condutor (CEZAR, 2006). Seja dq a carga que passa pela área de uma seção, durante um intervalo de tempo dt, então tem-se: 14

18 Conforme Kagan et al, (2005), o tempo de exposição a altas correntes deve ser limitado e pode-se encontra-lo através do aquecimento advindo das perdas por efeito Joule, expressa pelas equações 2 e 3: Em que: E = energia dissipada no condutor, (W); R = resistência elétrica do condutor, (Ω); I máx = corrente de projeto máxima prevista para o circuito, (A); t = intervalo de tempo de circulação da corrente I máx, (h). Sendo: Em que: ρ = resistividade elétrica do material condutor (Ω.m); l = comprimento do circuito (m); S = seção transversal do condutor (mm 2 ). Observando de imediato que quanto maior a resistividade (ρ), maior a perda de energia (E). Acapacidade de corrente, método encontrado de forma detalhada na NBR 5410/2004, dá inicio ao dimensionamento de condutores é de grande importância, pois considera os efeitos térmicos provocados nos condutores e outros componentes do circuito elétrico ocasionado pela passagem da corrente elétrica em condições normais (corrente de projeto) Queda de Tensão A queda de tensão deve ser calculada durante o projeto sendo o dimensionamento dos circuitos feito de modo a mantê-la dentro dos valores máximos fixados pela NBR Esses limites ou perdas, máximos, entre a origem da instalação e qualquer ponto destinado à ligação de equipamento de utilização (Figura 5) são de 4% para instalações, alimentadas por rede pública de baixa tensão e de 7% para as alimentadas a partir de transformadores próprios. Este método prevalece diante dos outros com frequência em propriedades rurais devido às longas 15

19 distâncias entre transformador e carga. FIGURA 5 Quedas de tensão admissíveis. Fonte: CREDER, Proteção contra Sobrecarga Uma corrente de sobrecarga é considerada de pequena intensidade quando a temperatura de regime atingida não for superior à temperatura (máxima) de sobrecarga θ S. Tais correntes não devem tornar-se permanentes para não comprometer a vida da isolação. Pode-se dizer fazendo referência à NBR 5410, que são consideradas de pequena intensidade correntes de sobrecarga de até 1,45 vezes a capacidade de condução de corrente do condutor ou cabo isolado. Em condições da corrente de sobrecarga ser maior que 1,45 vezes a capacidade de condução de corrente, é necessária que o circuito seja interrompido em um tempo tanto menor quanto maior for a corrente de sobrecarga Proteção contra curto-circuito Segundo a norma NBR 5410 devem ser previstos dispositivos de proteção, Figura 6, para interromper toda corrente de curto-circuito nos condutores dos circuitos, antes que os efeitos térmicos e mecânicos dessa corrente possam tornar-se perigosos aos condutores e suas ligações. 16

20 FIGURA 6 Fusível e disjuntor. Fonte: Proteção contra contatos indiretos A verificação da proteção contra contatos indiretos, como etapa do dimensionamento de um circuito, só se aplica aos casos em que isso é atribuído aos dispositivos de sobrecorrente. O objetivo da medida de proteção é assegurar que o circuito seja automaticamente desligado caso algum dos equipamentos por ele alimentados venha a sofrer uma falha à terra ou massa capaz de originar uma tensão de contato perigosa. 3.4 DIMENSIONAMTO ECONÔMICO DE CONDUTORES O chamado critério econômico tem sido aplicado, embora com frequência bem inferior à desejável, quase exclusivamente a sistemas de distribuição em média tensão, resultando, geralmente, em economia de energia e em reduções de custo bastante significativas. Em sistemas de baixa tensão, o uso desse critério pode ser bastantevantajoso em instalações industriais, comerciais e institucionais, considerando principalmente circuitos de distribuição com seções iguais ou superiores a 25 mm 2. É importante acrescentar que o dimensionamento dos cabos de proteção de um circuito pelo critério econômico, admitindo que a seção obtida seja superior à seção técnica, traz algumas vantagens adicionais, como o aumento da vida útildos cabos e seu melhor comportamento diante das sobrecorrentes e das quedas de tensão Aspectos Econômicos É sabido que, quanto menor a seção nominal de um condutor elétrico, menor é o seu custo inicial de aquisição e instalação e maior é o seu custo operacional durante a sua vida útil (PROCOBRE, 2011). 17

21 Multiplicando-se o valor obtido na equação 2 pelo preço do KWh cobrado pela distribuidora de energia, obtém-se o custo da perda de energia (operacional) do condutor elétrico. Deste modo, o custo total (CT) de instalar e operar um cabo durante sua vida econômica, expresso em valores presentes, é calculado conforme a seguinte expressão: Em que: CI é o custo inicial de um comprimento de cabo instalado ($); CJ é o custo operacional equivalente na data em que a instalação foi adquirida, ou seja, o valor presente, das perdas joule durante a vida considerada, ($). A Figura 7 apresenta as curvas típicas do custo operacional e o custo inicial de uma instalação em função da seção nominal dos condutores. FIGURA 7 - Custo inicial e custo operacional dos cabos em função da seção nominal. Fonte: PROCOBRE, (2011). Verifica-se que somando ponto a ponto das duas curvas (CI e CJ), tem-se, o custo total daquele condutor ao longo de sua vida referido a um valor presente. Como visto a curva relativa a CT apresenta um valor mínimo ($) para uma dada seção (mm 2 ). 18

22 4 MATERIAL E MÉTODOS Para o estudo foi escolhida a propriedade rural Cabeceira do Ribeirãozinho de 678,6 hectares situada no Tocantins entre os municípios de Caseara e Araguacema, tendo como acesso a rodovia estadual TO-442, conforme a Figura 8. FIGURA 8 - Propriedade Cabeceira do Ribeirãozinho. Fonte: elaborada pelo autor (2014). A propriedade é contemplada da passagem do córrego Ribeirãozinho, no qual, é captado recurso hídrico destinado a irrigação da banana cultivada no local que será beneficiada em uma fábrica localizada dentro dos limites da propriedade. Em termos de energia elétrica a tensão nominal é fornecida pela concessionaria, CELTINS (Companhia de Energia Elétrica do Estado do Tocantins), à propriedade em 13,8KV trifásicacom frequência de 60Hz. A Tabela 2 apresenta o total de potência instalada dos centros de consumos presentes na propriedade. 19

23 TABELA 2 - Potências instaladas dos centros de carga da propriedade em estudo. Setor Potência Ativa (KW) fp Potência Reativa (KVAr) Potência Aparente (KVA) Sede 17,55 0,96 4,89 18,22 Alojamento Masculino 12,60 0,99 1,58 12,70 Alojamento Feminino 12,60 0,99 1,58 12,70 Garagem 4,74 0,94 1,74 5,05 Oficina 8,10 0,78 6,50 10,39 Fábrica 24,21 0,86 14,29 28,11 Irrigação 77,47 0,80 52,06 93,34 Total 157, ,6 4.1 PLANEJAMENTO DA INSTALAÇÃO RURAL A rede de distribuição em baixa tensão da propriedade rural precisa ser eficiente em sua implantação e permitir que possa ser ampliada para atender cargas futuras. Um sistema bem planejado deve ser seguro, durável, adequado para suportar a demanda, e atender aos critérios das normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT. A construção da rede foi deresponsabilidade do proprietário queinicialmente teve de contratar o serviço de um profissional qualificado para elaboração do projeto da rede elétrica secundária, que por sua vez, foi o responsável pelo levantamento de todas as informações da propriedade referente ao consumo de eletricidade donde elaborou o projeto de eletrificação rural baseando-se no roteiro da Norma Técnica de Distribuição (NTD-07): Estimando a demanda de cada centro de consumo da propriedade; Obtendo a demanda máxima; Locandoo transformador usando a planta da propriedade; Escolhendo o traçado da rede elétrica; Especificando e dimensionando materiais a serem utilizados, na ligação do padrão de entrada aos pontos de consumo: postes, cruzetas, isoladores, condutores, proteção, (de acordo com a NBR 5410); Levantandoa relação dos materiais elétricos. 20

24 4.1.1 Demanda A demanda que segundo a NTC-04 (Norma Técnica Celg D), é a média das potências elétricas instantâneas de cada unidade consumidora, solicitadas durante um período de tempo especificado, numa propriedade rural é utilizada para realização do dimensionamento da rede de secundária que atenderá o cotidiano produtivo da propriedade, além disso, a cobrança da concessionária é feita de acordo com a demanda de potência em KW e consumo de energia elétrica em KWh mensal que para o presente caso foi enquadrada no grupo A, subgrupo A4 sendo atendido por tensão que varia de 2,3 a 25 KV na modalidade convencional de acordo com a ANELL (Agência Nacional de Energia Elétrica). Cada propriedade pode consumir certa quantidade de energia elétrica de acordo com o tempo ou período considerado, este consumo pode gerar a chamada curva de carga, Figura 9. FIGURA 9 Curva de carga. Fonte: COTRIM, (2009). Essa curva pode ser levantada por aparelhos registradores ou por simples cálculos considerando intervalos de tempo t (h) da potência ativa P(KW) consumida na rede, assim sendo, a demanda D pode ser expressa pela equação 5. que representa a potência média, no intervalo de tempo considerado. 21

25 Para o estudo em questão, como já mencionado, a propriedade é composta por sete centros de consumo de energia elétrica, sendo: o alojamento feminino (1), alojamento masculino (2), fábrica (3), garagem (4), oficina (5), sede (6) e sistema de irrigação (7). A Figura 9 demostra a localização de cada um. FIGURA 10 Localização dos Centros de Consumo da Propriedade. Fonte: Elaborada pelo autor (2014). O levantamento da demanda dos centros de consumo foi realizado utilizando as potências elétricas de cada equipamento presente em cada centro de consumo. A Tabela 3 mostra o levantamento de cargas de cada setor da propriedade. 22

26 TABELA 3 Levantamento de cargas por setor da propriedade. Setor Cargas Potência (KW) fp Iluminação 1,00 0,92 Tomadas 5,72 0,80 1 Sede Chuveiro elétrico 9,20 1,00 Ventilador de Teto 0,35 0,90 Fogão 1,28 1,00 Iluminação 1,50 0,92 2 Alojamento feminino Tomadas 0,80 0,80 Chuveiro Elétrico 9,60 1,00 Ventilador de Teto 0,70 0,90 Iluminação 1,50 0,92 3 Alojamento masculino Tomadas 0,80 0,80 Chuveiro Elétrico 9,60 1,00 Ventilador de Teto 0,70 0,90 4 Garagem Iluminação 0,25 0,92 Lavadora de Alta Pressão 1Ø 3,68 0,94 Iluminação 0,20 0,92 Compressor1Ø 2,07 0,86 Esmerlhadora1Ø 0,89 0,69 5 Oficina Furadeira Elétrica 0,66 0,66 Lixadeira 1Ø 1,58 0,70 Serra Circular1Ø 1,10 0,76 Ventilador1Ø 1,88 0,86 Iluminação 1,67 0,92 Iluminação do refeitório e cozinha 1,53 0,70 Bomba 1,55 0,70 6 Fábrica Triturador1Ø 9,20 0,92 Condicionador de Ar 1,60 0,80 Tacho 300L1Ø 10,37 0,86 Tomadas 0,30 0,80 7 Irrigação Moto-bomba 77,47 0,83 Com o conhecimento das cargas e já conhecido o tempo de funcionamento durante o dia, foi determinando as demandas horárias de cada centro. Com a demanda total obteve-se as demandas máximas por hora de cada centro de consumo, apresentados na Tabela 4. 23

27 TABELA 4 Demandas dos centros de consumo por hora (KW). Horas Alojamento Feminino Alojamento Masculino Fábrica Garagem Oficina Postes de Iluminação Sede Sistema de Irrigação 0-1 0,70 0,70 1,60 0,90 0,35 77, ,70 0,70 1,60 0,90 0,35 77, ,70 0,70 1,60 0,90 0,35 77, ,70 0,70 1,60 0,90 0,35 77, ,70 0,70 1,60 0,90 0,35 77, ,70 0,70 1,60 0,90 0,60 77, ,65 10,65 1,60 12, ,60 2,08 3, ,32 3,68 4,15 2, ,77 3,68 2,08 2, ,77 5,20 2, ,77 4,72 2, ,60 4, ,93 1, ,93 3,62 1, ,93 3,62 1, ,93 2,08 1, ,60 2,08 1, ,66 11,66 3,13 0,25 0,20 0,90 13,59 77, ,06 2,06 3,13 0,25 0,20 0,90 3,36 77, ,61 1,61 1,60 0,25 0,90 3,86 77, ,45 1,45 1,60 0,25 0,90 3,86 77, ,10 1,10 1,60 0,25 0,90 0,85 77, ,70 0,70 1,60 0,25 0,90 0,60 77,47 Demanda Máxima 11,66 11,66 14,32 3,68 5,2 0,9 13,59 77,57 Por questão de distâncias, carga, demanda e tarifa optou-se pela utilização de três transformadores:o transformador 1 servindo aos alojamentos e sede, o transformador 2 à fábrica, garagem e oficina e o transformador 3 ao sistema de irrigação. As Figuras 11,12 e 13 mostram as demandas ativas, reativas e aparentes de cada transformador. 24

28 Demanda Demanda Demanda 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0, Horas do dia Demanda Ativa (KW) Demanda Reativa (KVAr) Demanda Aparente (KVA) FIGURA 11 Gráfico das Demandas do Transformador 1. 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0, Horas do dia Demanda Ativa (KW) Demanda Reativa (KVAr) Demanda Aparente (KVA) FIGURA 12 Gráfico das Demandas do Transformador 2. 95,00 75,00 55,00 35,00 15,00-5, Horas do dia Demanda Ativa (KW) Demanda Reativa (KVAr) Demanda Aparente (KVA) FIGURA 13 Gráfico das Demandas do Transformador 3. 25

29 Nos gráficos é possível observar a distribuição da demanda ao longo do dia no qual é submetido cada transformador, o pico de demanda e seu respectivo horário e o tempo em que cada transformador fica em período ocioso Transformador O transformador foi definido com auxilio das tabelas 17 e 18 da NTD-07 de acordo com a demanda máxima instantânea no qual é submetido considerando o sistema no qual é requerido. Para a propriedade em questão, podem-seobservar na Tabela 5 as demandas máximas dos setores e os horários de ocorrência e na Tabela 6 a demanda máxima na qual é submetido cada um dos três transformadores. TABELA 5 - Demanda máxima dos centros de carga. Setor Horas do Dia Demanda Ativa Máxima (KW) Demanda Máxima Demanda Reativa Máxima (KVAr) Demanda Aparente Máxima (KVA) fp Sede ,59 2,57 13,76 0,9 Alojamento feminino ,66 1,24 11,68 1,00 Alojamento masculino ,66 1,24 11,68 1,00 Garagem 8:00-9:00/9:00-10:00 4,49 1,63 3,91 0,94 Oficina ,15 4,45 6,49 0,80 Fábrica ,48 7,59 15,84 0,90 Irrigação ,47 52,06 93,52 0,83 TABELA 6 Demanda máxima dos transformadores. Transformador Demanda máxima Hora do dia D(KW) DQ (KVAR) DS (KVA) Transformador ,91 5,05 37,25 Transformador ,85 11,17 24,54 Transformador ,47 33,00 84,21 O transformador foi locado nocentro de carga elétrica da propriedade, sendo que o centro de carga elétrico é o centro geográfico das cargas, posição da menor distância entre os pontos de consumo, levando em consideração a potência de cada um destes pontos. Assim a rede secundaria partirá do centro de carga para cada prédio obedecendo aos métodos de distribuição escolhido entre radial direta, linear ou mista (MACIEL, 1998). 26

30 A distribuição radial direta é usada quando as cargas estão situadas, aproximadamente às mesmas distâncias do centro de carga elétrico, enquanto a forma linear é quando o transformador é locado próximo a uma carga e as outras estão situadas mais ou menos em linha em relação ao transformador e a mista é uma combinação entre a distribuição radial e linear (MACIEL, 1998). Locada corretamente a subestação diminui gastos com a distribuição elétrica e viabiliza a operação das cargas previstas. O transformador foi locado com auxiliodo mapa da propriedade, locando-se ali todas as cargas em um sistema cartesiano cujos eixos tangenciam pontos de referência (ou se possível às divisas da propriedade). As coordenadas do centro de cargas (X cc e Y cc ) foram obtidas pelas equações 6, 7, 8, 9, 10 e 11: ) De acordo com a distribuição teremos: Radial direta: Mista: 27

31 Na prática, o local determinado nem sempre permite essa instalação, por causa de obstáculos como construções, pátios, lagos, etc. Neste caso, escolhe-se outro, o mais perto possível do centro de carga calculado. Caso algumas cargas fiquem a uma distância do centro de carga maior que 100 metros, estuda-se a instalação de mais de um transformador. A Tabela 7 mostra o ponto onde foram locados os transformadores na propriedade e dados quanto ao sistema, classe de tensão e potência. TABELA 7 - Dados dos transformadores selecionados e ponto de locação. Transformador Sistema Classe de tensão (kv) Potência (KVA) Xcc Ycc Transformador 1 Trifásico , ,46 Transformador 2 Trifásico , ,81 Transformador 3 Trifásico ,5 2584,82 614, DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES Capacidade de Corrente O cabo escolhido para a rede secundária foi o de alumínio sem alma de aço-ca cujos valores das capacidades de condução de corrente, funcionando em regime permanente, em todas as tensões alternadas ou em tensões contínuas até 5 KV, enterradas diretamente no solo, contidos em condutos ou ao ar livre, podem ser determinados a partir da norma NBR As tabelas apresentadas na NBR 5410 de capacidade de condução de corrente de condutores e cabos isolados de baixa tensão foram montadas utilizando valores obtidos por ensaios ou por cálculos. Nas tabelas, os valores da capacidade de condução de corrente(i Z ) são apresentados em função de: Material condutor; Tipo de isolação; Tipo de linhas elétricas Numero de condutores carregados; Temperatura ambiente ou do solo; Resistividade térmica do solo, para linhas subterrâneas Queda de Tensão Em uma instalação elétrica, a tensão nos terminais de um equipamento de utilização deve ser igual à respectiva tensão nominal, admitindo-se sempre uma pequena variação, fixada, em geral, na norma correspondente. 28

32 A queda de tensão deve ser calculada durante o projeto, quer em condições de funcionamento normal dos circuitos quer considerando a partida de motores, para que se possa verificar se a tensão permanecerá dentro dos limites tolerados. A norma admite quedas de tensão superiores às indicadas, no caso de equipamentos com correntes de partida elevadas, durante o período de partida, desde que dentro dos limites permitidos em suas respectivas normas e nas recomendações das concessionarias de distribuição de energia elétrica. A queda de tensão em um circuito com carga concentrada na extremidade pode ser dada, pela expressão 12. Em que: U = queda de tensão (V); I B = corrente de projeto do circuito (A); cosφ = fator de potência da carga; r = resistência do condutor do circuito (Ω/km); l = comprimento do circuito (km); t = fator que pode variar para circuitos monofásicos, bifásicos e trifásicos, conforme o esquema: Em que: 1ϕ é circuito monofásico; 2ϕ é circuito bifásico; 3ϕ é circuito trifásico; t 2 FN V n V fase neutro 1 t 1 t 2 FFN ou V n V fase neutro V n V fase fase Circuito t 1 2 FFN V n V fase neutro t 1 t 3 3 FFF ou FFFN ou V n V fase neutro Vn V fase fase 29

33 F é condutor fase; N é condutor neutro. Fazendo, Em que: ΔU = queda de tensão unitária. No caso de um circuito com cargas distribuídas, tem-se, admitindo o mesmo condutor ao longo do circuito e cargas com o mesmo fator de potência, termos: As expressões de queda de tensão em função da queda de tensão unitária, ΔU, podem ser escritas, das expressões 12 e 14: Para circuito com carga concentrada na extremidade Para circuito com cargas distribuídas definida por: A queda de tensão percentual (ΔU%), em relação à tensão nominal do circuito (U N ), é Utilizando-se as expressões 15 e 17, obtém-se a expressão abaixo que dá a queda de tensão unitária para um circuito com uma carga elétrica concentrada na sua extremidade. 30

34 4.2.3 Proteção contra sobrecorrentes Os condutores vivos de um circuito devem ser protegidos contra sobrecorrentes, isto é, contra correntes de sobrecarga. É importante observar que as prescrições da NBR 5410 se referem exclusivamente à proteção dos condutores, o que não garante, necessariamente, a proteção dos equipamentos ligados aos circuitos. Os dispositivos destinados a proteger os condutores vivos de um circuito contra correntes de sobrecarga ou contra qualquer falta capaz de produzir sobrecorrentes na faixa das correntes de sobrecarga deve estar adequadamente coordenado com os condutores. Para isso, a NBR 5410 impõe três condições. Em primeiro lugar, a corrente nominal do dispositivo de proteção (I N ) ou, no caso de dispositivo ajustável, a corrente de ajuste, não deve ser inferior à corrente de proteção do circuito (I B ), isto é: evitando, assim, a atuação do dispositivo durante o funcionamento normal do circuito. A segunda condição impõe que a corrente nominal (ou de ajuste) do dispositivo de proteção não seja superior à capacidade de condução de corrente (I Z ) dos condutores ou dos cabos do circuito, ou seja, o que significa que o dispositivo deve ficar sobrecarregado quando ocorrer uma sobrecarga no circuito. Agrupando as expressões 19 e 20, tem-se: ) A última condição diz que o dispositivo de proteção deve atuar com segurança para sobrecorrentes não superiores a 1,45 I Z. 31

35 4.2.4 Proteção contra curto-circuito O dispositivo destinado a proteger os condutores vivos de um circuito deve estar adequadamente coordenado com os condutores. Para isso, a NBR 5410:2004 impõe duas condições: a) Que a capacidade de interrupção nominal do dispositivo (I CN ) seja, no mínimo, igual à corrente de curto-circuito presumida (I k ) no ponto de aplicação do dispositivo, isto é b) O tempo de interrupção de toda corrente resultante de um curto-circuito, que se produza em um ponto qualquer do circuito, não seja superior ao tempo necessário para aquecer os condutores até a temperatura limite de curtocircuito, θ cc. 4.3 DIMENSIONAMENTO ECONÔMICO Cálculo da seção econômica dos condutores A utilização de cabos com bitolas maiores, a fim de economia de energia elétrica, seja ela em baixaou média tensão, deve-se utilizar a norma ABNT NBR que por sua vez é baseada na norma internacional IEC (MASCHIETTO, 2011). Além da economia de energia elétrica, o dimensionamento de condutores que segue a NBR 15920, denominado dimensionamento econômico, prevê diminuição de emissão do gás CO 2 para a atmosfera (MASCHIETTO, 2011). Esse gás, conhecido como dióxido de carbono, é um dos agentes responsáveis pelo aumento não natural do efeito estufa no planeta (INSTITUTO CARBONO BRASIL). O dimensionamento econômico pode ser determinado através das seguintes equações (PROCOBRE, 2011): [ [ ] ] ) 32

36 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Sendo: S ec = seção transversal econômica do condutor (mm 2 ); I máx = corrente de projeto máxima prevista para o circuito no primeiro ano, (A); F = quantidade auxiliar; Ρ 20 = resistividade elétrica do material condutor a 20ºC (Ω.m); B = quantidade auxiliar; α 20 = coeficiente de temperatura para a resistência do condutor a 20ºC (K -1 ); θ m = temperatura média de operação do condutor (ºC); A = componente variável do custo por unidade de comprimento conforme seção do condutor ($/m.mm 2 ); N p = número de condutores de fase por circuito; N r = número de circuitos que levam o mesmo tipo e valor de carga; T = tempo de operação com perda joule máxima (h/ano); P = custo de um watt-hora no nível de tensão pertinente ($/W.h); D = variação anual da demanda ($/W.ano); Q = quantidade auxiliar; i = taxa de capitalização para cálculo do valor presente (%); γ p = fator de proximidade, conforme IEC ; 33

37 γ S = fator devido ao efeito pelicular, conforme IEC ; λ 1 = fator de perda da cobertura, conforme IEC ; λ 2 = fator de perda da armação, conforme IEC ; r = quantidade auxiliar; N = período coberto pelo cálculo financeiro, também referido como vida econômica (ano); a = aumento anual da carga (I máx )(%); b = aumento anual do custo da energia, sem incluir efeitos da inflação (%); θ = temperatura máxima nominal do condutor para o tipo de cabo considerado (ºC); θ a = temperatura ambiente média (ºC). Para o presente trabalho os parâmetros utilizados estão apresentados na Tabela 8. TABELA 8 - Parâmetro para calculo da seção econômica. Trecho N P N C T P D N a b (h/ano) ($/W.h) ($/W.ano); (ano) (%) (%) S/E* 1 SEDE , , S/E 1 ALOJ.FEM , , ALOJ. FEM. ALOJ. MAS , , S/E 2 FÁBRICA , , S/E 2 GARAGEM , , GARAGEM OFICINA , , S/E 3 MOTOBOMBA , , *S/E Subestação. O fator de proximidade, fator devido ao efeito peculiar, fator de perda de cobertura e fator de perda da armação são desconsiderados para cabos de baixa tensão ( 1KV), como ocorre nesta análise Determinação do custo de energia De acordo com a NBR 15920, o custo total (CT), equação 4, pode ser calculado por PROCOBRE, (2011). Em que: I máx = carga máxima no cabo durante o primeiro ano, (A); l = comprimento do cabo, (m); F = calculado pela equação 24; 34

38 R = resistência a corrente alternada aparente do condutor por unidade de comprimento, levando em conta os efeitos pelicular e de proximidade (γ p, γs) e as perdas em blindagens metálicas e armações (λ 1, λ 2 ), (Ω/m). O valor de R em função da seção padronizada S do condutor deve ser considerado na temperatura média de operação do condutor (θ m ) e calculado pela expressão 30 PROCOBRE, (2011). [ ] Para: ρ 20 = resistividade elétrica do material condutor a 20ºC, (Ω.m); B = quantidade auxiliar; α 20 = coeficiente de temperatura para a resistência do condutor a 20ºC, (K -1 ); θ m = temperatura média de operação do condutor, (ºC). 35

39 5 RESULTADOS E DISCUSSÕES 5.1 CÁLCULO DA CAPACIDADE DE CORRENTE Esta etapa do dimensionamento técnico ocorre após o critério da seção mínima que para o estudo foi desconsiderada. A capacidade de condução de corrente tem como prérequisito o valor da corrente de projeto (I P ), pois é baseado nesta corrente que será indicado o tamanho da seção que suporta tal corrente, a Tabela 9 apresenta o valor da corrente em todos os trechos da rede secundaria e as Figuras 14, 15 e 16 apresentam a rede para os três transformadores. TABELA 9 - Correntes nos trechos da rede. Trecho I P (A) S/E* 1 - Sede 62,87 S/E 1 - Alojamento Feminino 84,67 Alojamento Feminino - Alojamento Masculino 26,65 S/E 2 - Fábrica 23,21 S/E 2- Garagem 37,18 Garagem - Oficina 10,31 S/E 3 - Motobomba 141,42 *S/E Subestação. FIGURA 14 Trecho da rede secundaria para o transformador 1. 36

40 FIGURA 15 Trecho da rede secundária para o transformador 2. FIGURA 16 Trecho da rede secundária para o transformador 3. Observe que para o transformador 1 e 2 foi adotada o a distribuição mista, já que o ponto ótimo de localização do transformador ocorreu entre centros de consumo, enquanto, para o transformador 3 foi adotada a distribuição linear direta pelo fato de ter apenas uma carga, e nesse caso, não houve a necessidade da procura pelo centro de carga, apenas foram adotados critérios da NTD

41 Com os valores das correntes nos trechosrecorreu-sea tabela de capacidade de corrente de cabos CA da empresa FICAP, considerando a situação ambiente sem sol e sem vento, sendo adotados os cabos que suportam uma corrente imediatamente superior a corrente de projeto para o trecho. 5.2 CÁLCULO DA QUEDA DE TENSÃO A seção obtida na capacidade de corrente foi necessária, pois a partir dela foram usados os valores das resistências (Ω / Km) e reatâncias indutivas (Ω / Km) dos cabos escolhidos no critério. A seção do critério da queda de tensão tem que obedecer a exigências de queda admissível no trecho a ser dimensionado. Com o auxilio das equações 14 a 17 apresentadas foi calculada a queda de tensão para cada trecho da rede e comparada com a queda de tensão admissível adotada, para cada falha, ou seja, queda calculada maior que admitida escolhia-se uma seção de cabo maior até que situação se revertesse fazendo a tensão calculada ser menor que a admissível. A Tabela 10 mostra os resultados encontrados nos cálculos de queda de tensão e a seção escolhida. TABELA 10 Cálculo de queda de tensão. Trecho ΔV admissível R XL ΔV calculado S. (%) (Ω/km) (Ω/km) (%) (mm 2 ) S/E* 1 - Sede 4,00 0,5217 0,3314 1,00 67,4 S/E 1 - Alojamento Feminino 3,00 1,6667 0,374 0,72 107,0 Alojamento Fem. - Alojamento Masculino 5,00 1,0466 0,3576 4,71 33,6 S/E 2 - Fábrica 4,00 2,6476 0,3904 2,28 13,3 S/E 2 -Garagem 3,00 2,6476 0,3904 1,51 13,3 Garagem - Oficina 4,00 2,6476 0,3904 1,90 13,3 S/E 3 - Motobomba 3,00 0,6594 0,3379 0,85 53,5 *S/E Subestação. 5.3 CÁLCULO DA SEÇÃO ECONÔMICA DOS CONDUTORES Realizados os cálculos para chegar às seções econômicas,com auxilio das equações 23 a 28 chegamos às seguintes seções apresentadas na Tabela

42 TABELA 11 Seção econômica calculada. Trecho S. econômico (mm 2 ) Transformador 1 - Sede 130,00 Transformador 1 - Alojamento Feminino 182,20 Alojamento Feminino - Alojamento Masculino 57,40 Transformador 2 - Fábrica 83,10 Transformador 2 -Garagem 76,90 Garagem Oficina 25,00 Transformador 3 - Motobomba 290,40 Na analise econômica foi adotado um período de 10 anos e considerou-se a tarifa convencional B2 Rural no valor de 0,19298 (R$/KWh) obtido do boletim de tarifa convencional Nº 2/2013. Como observado na Tabela 8 as seções apresentadas não são seções comerciais, então para escolha adotou-se um valor comercial imediatamente acima e outra imediatamente abaixo da seção econômica encontrada, calculando o custo total com auxilio das equações 24, 29 e 30 apresentadas. Com o custo total calculado adotou-se a seção comercial que apresentou o menor custo, como apresentado na Tabela 12. TABELA 12 Custo da Seção Econômica. Trecho S. Comercial (mm 2 ) Custo Inicial (R$) R (Ω/M) Custo Operacional (R$) Custo Total (R$) S/E 1 - Sede ,80 0, ,4 4495,2 S/E 1 - Alojamento Feminino ,00 0, , ,45 Aloj. Fem. Aloj. Mas. 53,5 2791,50 0, , ,74 S/E 2 - Fábrica 67,4 1288,30 0, , ,52 S/E 2-Garagem 21,2 2095,40 0, , ,74 Garagem - Oficina 21,2 1647,00 0, , ,74 S/E 3 - Motobomba ,00 0, , ,02 Com os custos da seção econômica encontrados foi preciso encontrar os custos da seção técnica apresentados na Tabela

43 TABELA 13 Custo da Seção Técnica. Trecho S. Técnica (mm 2 ) Custo Inicial (R$) R (Ω/M) Custo Operacional (R$) Custo Total (R$) S/E 1- Sede 67,4 1950,00 0, , ,76 S/E 1- Alojamento Feminino 21,2 399,00 0, , ,24 Aloj. Fem. Aloj. Mas. 33,6 2095,40 0, , ,40 S/E 2- Fábrica 13,3 622,60 0, , ,80 S/E 2-Garagem 13,3 1658,00 0, , ,80 Garagem - Oficina 13,3 1303,00 0, , ,40 S/E 3- Motobomba 53,5 197,00 0, , ,20 Como observado o custos totais para as seções técnicas e econômicas foram R$ ,00 e R$ ,40 respectivamente apresentando uma diferença de R$ ,10 ao longo de 10 anos em analise. Com o custo total considerando ambos os critérios de dimensionamento, é importante saber o tempo de retorno do investimento. A Tabela 14 mostra o tempo em que o proprietário terá resposto o investimento inicial a mais caso opte pela seção econômica. TABELA 14 Retorno de Investimento. Critério Custo Inicial Custo Operacional em 10 Anos Custo Total em 10 Anos R$ (ec/tec)(%) R$ (ec/tec)(%) R$ (ec/tec)(%) Econômico ,94 142% ,46 43% ,40 66% Técnico 8.225,83 100% ,67 100% ,50 100% Período de Retorno (anos) 2,2 O período de retorno é de aproximadamente 2 anos, 2 meses e 12 dias. 40

44 6 CONCLUSÕES O resultado mostra que o desembolso inicial extra que deve ser realizado caso opte-se pela seção econômica retornará em um período de 2,2 anos, inferior ao período de 10 anos considerado para análise. Considerando que a vida útil estimada de uma instalação elétrica considerada normal é da ordem de 25 a 30 anos, pode-se concluir que a instalação da rede secundária pelo critério econômico para o presente caso se torna um bom investimento. Pode-se considerar que, pela razão da seção econômica ser maior que a seção técnica, a vida útil da instalação pelo critério econômico é aumentada em relação ao critério técnico devido ao cabo de maior seção trabalhar em menores temperaturas, além de apresentar um melhor comportamento em relação às correntes de sobrecarga e curto-circuito. Algumas variáveis como demanda, comprimento dos condutores, tarifa energética a ser considerada e custos totais dos condutores pode impedir o uso da seção econômica ou viabilizá-la. 41

45 REREFÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇAO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5410; Instalações elétricas de baixa tensão. Rio de Janeiro, CEZAR, A. B. Monitoramento de transição da fase estrutural CCC-CFC da Co x Fe 100- xeletrodepositada, Dissertação em (Mestrado. Universidade Federal do Paraná UFPR), Curitiba. COTRIM, A. A.M.B. Instalações Elétricas, 5ª ed. São Paulo: Prentice Hall, CREDER, Hélio. Instalações Elétricas, 15ª edição Rio de Janeiro: LTC, CUNHA, R, S. Posicionamento de transformadores para a melhoria de instalações elétricas em propriedades rurais f. Dissertação (Mestrado em Ciências) Faculdade de Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Uberlândia, Minas Gerais, DE OLIVEIRA, A. (Coord). Energia e Desenvolvimento Sustentável, Relatório final, IE- UFRJ/ELETROBRÁS, FILHO, J. M. Instalações Elétricas Industriais. 8. Ed. Rio de Janeiro: LTC, JUCÁ, A.S., Eletrificação rural de baixo custo norma técnica e vontade politica, Dissertação de Mestrado, Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, 190 p, São Paulo, Junho, KAGAN, N.; OLIVEIRA, C. C. B. de; ROBBA, E. J. Introdução aos sistemas de Distribuição de energia elétrica. 1ªed. São Paulo; Edgard Blucher pg. MARTINEZ, M. F.; ALVES, M. B.; PEREIRA, L. A.; BEYER, P. O. Redução de consumo de energia elétrica através de conceitos greenbuilding Disponível em: < Acesso em 30 de março de MACIEL, Nelson Fernandes; LOPES, José Demerval Saraiva. Distribuição Elétrica na Fazenda. Viçosa: CPT, MESQUITA, A. L. M.; FRANCO, F. M. Eficiência energética e uso racional de energia - Estudo de caso p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) - Escola de Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Goiás, Goiânia-GO, 2004, 84p. NASCIMENTO, M. V., GIANNINI, M. etali. Programa de Eletrificação Rural Luz no Campo e a Avaliação no Estado do Mato Grosso/CEMAT: caso piloto. In: Anais do IX Congresso Brasileiro de Energia, V 2. p , NORMA TÉCNICA DE DISTRIBUIÇÃO. NTD-07, CELG, Critérios de Projetos de Redes de Distribuição Rural Tensões 13,8 e 34,5 KV. 42