ENE065 Instalações Elétricas I

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1 12/03/2012 ENE065 Instalações Elétricas I Prof.: Ivo Chaves da Silva Junior

2 Informações ENE065

3 ENE065_NOTURNO

4 Generalidades Sistema Elétrico de Potência

5 Sistema Elétrico de Potência SEP Definição: Um sistema elétrico de potência pode ser definido como o conjunto de equipamentos e instalações para a geração, transmissão e distribuição de grandes blocos de energia elétrica. Estrutura do SEP: Geração Transmissão Distribuição Consumo

6 Sistema Elétrico de Potência SEP Estrutura SE-E 230kV 750kV 69kV 138kV SE-A Generalidades 13,8/34,5kV Sistema Elétrico de Potência Trafo 6,9kV 30kV SE-A 110/220V 220/380V

7 Sistema Elétrico de Potência SEP Consumidores Consumidor Cativo: Aquele que é obrigado a negociar energia com distribuidora ou concessionária local. Consumidor Livre: Aquele que pode livremente negociar sua demanda de energia com qualquer fornecedor. Grupo 1 DEMANDA >=3000kW TENSÃO >= 69kV Grupo2 DEMANDA >=500kW QUALQUER TENSÃO Qualquer Fonte PCH s Biomassa - Eólica

8 Sistema Elétrico de Potência Características de um SEP eficiente: Continuidade: Energia elétrica sempre disponível ao consumidor Conformidade: Fornecimento de energia deve obedecer a padrões Flexibilidade: Adaptação as mudanças contínuas de topologia Manutenabilidade: Propriedade de ser devolvido à operação o mais rápido possível em caso de pane no sistema.

9 Sistema de Distribuição Sistema de distribuição Primária (Média Tensão) Sistema de distribuição Secundária (Baixa Tensão) Características: Configuração Radial (Média Tensão) (Coordenação da Proteção / Restauração do Sistema) (Média Tensão - Consumidores de porte grande) (Baixa Tensão - Consumidores de pequeno porte) ( Redes podem ser : Aéreas (baratas) ou Subterrâneas(caras)

10 Sistema Radial de Distribuição Curto-Circuito Chaves Normalmente Abertas

11 Sistema Elétrico de Potência INSTALAÇÕES ELÉTRICAS RESIDENCIAIS Sistema de Distribuição Secundária (Baixa Tensão)

12 FOCO DE ESTUDO : INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE CONSUMIDORES EM BAIXA TENSÃO Distribuição em Baixa Tensão ou Distribuição Secundária Inferior a 1000V Como identificar quais consumidores devem ser conectados nesta classe de tensão (Baixa Tensão)? P instalada 50kW BAIXA TENSÃO

13 Objetivo NBR5410: Estabelecer as condições que devem satisfazer as instalações elétricas de baixa tensão, de modo a garantir: a segurança de animais e pessoas; funcionamento adequado da instalação elétrica; conservação de bens.

14 A NBR 5410 é aplicada às Instalações Elétricas: em áreas descobertas das propriedades, externas às edificações; em canteiros de obras, feiras, exposições e outras instalações temporárias; em áreas de campings, marinas e instalações análogas.

15 A NBR 5410 é aplicada aos circuitos: Circuitos elétricos alimentados sob tensão igual ou inferior a 1000V em corrente alternada, com frequências inferiores a 400Hz, ou a 1500V em corrente contínua;

16 NBR 5410 A NBR 5410 não se aplica: Instalações elétricas de veículos automotores; Instalações elétricas de embarcações e aeronaves; Instalações de iluminação pública; Redes públicas de distribuição de energia; Instalações em minas; Instalações de cercas eletrificadas.

17 Normas complementares a NBR 5410: NBR5361 Disjuntores de baixa tensão; NBR5413 Iluminância de Interiores; NBR Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas; NBR5444 Símbolos gráficos para instalações elétricas prediais; Entre outras...

18 Rede Baixa Tensão Esquema de Instalação Elétrica Ramal de Ligação Medidor Quadro de Distribuição Circuito de Alimentação Principal Aterramento

19 Projeto de Instalações Elétricas Baixa Tensão

20 PROJETAR É apresentar soluções possíveis de serem implementadas para a resolução de um determinado problema

21 Projeto de Instalações Elétricas - Baixa Tensão Conceito Em que consiste o projeto de uma instalação elétrica? Quantificar e localizar os pontos de utilização de energia elétrica; Dimensionar e definir o tipo de condutores e condutos; Dimensionar e definir o tipo e localização dos dispositivos de proteção, de comando, de medição de energia elétrica e demais acessórios. Qual o objetivo do projeto de uma instalação elétrica? Garantir, de acordo com as normas técnicas e de segurança, a transferência de energia elétrica de uma fonte até os pontos de utilização.

22 Qual são os Principais Desafios do Projetista? Escolher uma única solução entre as inúmeras soluções possíveis. Viabilidade Técnica x Viabilidade Econômica. Outras Perguntas que devem ser feitas? Tecnicamente o projeto é viável? Financeiramente o projeto é viável? O projeto apresenta um bom nível de detalhamento e segurança?

23 Dinâmica do Projeto

24 Profissional (Projeto de Instalações Elétricas) Habilitação Formação: Centros Educacionais UNIVERSIDADES ESCOLAS TÉCNICAS FACULDADES DE ENGENHARIA CENTROS DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA Registro: Conselho Regional de Engenharia Arquitetura - Agronomia CONFERE AO PROFISSIONAL A HABILITAÇÃO NECESSÁRIA, ESPECIFICANDO AS ÁREAS E OS LIMITES DE SUAS ATRIBUIÇÕES PROFISSIONAIS.

25 Competência Profissional - Categorias 1ª Categoria 2ª Categoria

26 Competência Profissional 1ª Categoria Projeto de Instalações Elétricas Sem Restrições de Tensão e Carga

27 Projeto de Instalações Elétricas - Baixa Tensão Competência Profissional 2ª Categoria Projeto de Instalações Elétricas Com Restrições ( Baixa Tensão Carga inferior a 50kW)

28 Normatização SIMBOLOGIA Os símbolos gráficos utilizados nos projetos de instalações elétricas são padronizados pela ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas, através das seguintes normas: NBR-5444 : Símbolos gráficos para instalações prediais; NBR-5446 : Símbolos gráficos de relacionamento; NBR-5453 : Sinais e símbolos para eletricidade

29 Um projeto de instalações elétricas de baixa tensão deve observar as seguintes normas técnicas: ABNT - NBR Instalações Elétricas de Baixa Tensão ABNT - NBR Proteção de Estruturas contra Descargas Atmosféricas Norma da Concessionária Local O projetista deverá estar atento as normas técnicas da concessionária local, principalmente no que diz respeito ao fornecimento de tensão secundária de distribuição de energia.

30 Critérios de Elaboração O projetista deve estar atento a três critérios : ACESSIBILIDADE FÁCIL ACESSO AOS DISPOSITIVOS DE MANOBRA E PROTEÇÃO. FLEXIBILIDADE E RESERVA DE CARGA DEVE EXISTIR UMA CERTA RESERVA DE CARGA PARA ACRÉSCIMOS FUTUROS E ALGUMA FLEXIBILIDADE PARA PEQUENAS ALTERAÇÕES. CONFIABILIDADE AS INSTALAÇÕES DEVEM SER ELABORADAS COM BASE NAS NORMAS TÉCNICAS DE MODO A GARANTIR O PERFEITO FUNCIONAMENTO DO SISTEMA ELÉTRICO E A INTEGRIDADE FÍSICA DE SEUS USUÁRIOS.

31 Etapas de Elaboração Informações Preliminares : Planta de Situação Projeto Arquitetônico Projetos Complementares Informações obtidas com o proprietário, arquiteto ou responsável Quantificação do Sistema : Previsão de Tomadas Previsão de Iluminação Previsão de Cargas Especiais

32 Etapas de Elaboração Determinação do Padrão : Determinação da Demanda e da Categoria de Atendimento de cada Consumidor; Determinação da Provável Demanda do Edifício e Classificação da Entrada de Serviço. Desenho das Plantas : Desenho dos pontos de utilização Localização dos Quadros de Distribuição e de Força Divisão das Cargas em Circuitos Terminais Desenho das Tubulações dos Circuitos Terminais Traçado da Fiação dos Circuitos Terminais Localização das Caixas de Passagem

33 Etapas de Elaboração Localização do Quadro Geral, Centros Medidores, Caixa Seccionadora, Ramal Alimentador e Ponto de Entrega. Desenho do Esquema Vertical (Prumada) Traçado da Fiação dos Circuitos Alimentadores Dimensionamento: Condutores Tubulações Dispositivos de Proteção Quadros

34 Etapas de Elaboração Diagramas : Diagramas Unifilares ou Multifilares dos Quadros de Luz Diagramas dos Quadros de Força Diagrama Unifilar Geral Elaboração dos Detalhes Construtivos Memorial Descritivo: Documento Básico de Identificação do Projeto Dados Quantitativos do Projeto Descrição Geral do Projeto Documentação do Projeto

35 Etapas de Elaboração Diagramas : Diagramas Unifilares ou Multifilares dos Quadros de Luz Diagramas dos Quadros de Força Diagrama Unifilar Geral Elaboração dos Detalhes Construtivos Memorial Descritivo: Documento Básico de Identificação do Projeto Dados Quantitativos do Projeto Descrição Geral do Projeto Documentação do Projeto

36 Etapas de Elaboração Memorial de Cálculo: Cálculos das Previsões de Carga Determinação da Demanda Provável Dimensionamento dos Condutores Dimensionamento dos Eletrodutos Dimensionamento dos Dispositivos de Proteção Elaboração da Lista de Material Anotação de Responsabilidade Técnica ART junto ao CREA local. 1ª Análise da Concessionária Local Revisão do Projeto Aprovação da Concessionária

37 Fluxograma de Execução

38 Fornecimento de Energia Elétrica

39 Fornecimento de Energia Detalhes das ligações do ramal de entrada do consumidor

40 Tipo de Fornecimento de Energia

41 Tipo de Fornecimento de Energia

42 Tipo de Fornecimento de Energia

43 Previsão de Cargas de uma Instalação Elétrica

44 Previsão de Carga OBJETIVO Determinação de todos os pontos de utilização de energia elétrica que farão parte da instalação elétrica. Previsão de Carga Potência de Consumo Quantidade de Pontos de Consumo Localização dos Pontos de Consumo

45 Previsão de Carga Norma NBR5410 Previsão de Carga NBR 5410 A Norma Brasileira 5410 estabelece as condições mínimas que devem ser adotadas para a quantificação, localização e determinação das potências dos pontos de iluminação e tomadas em habitações. 1 Quantidade mínima de pontos de Luz

46 Previsão de Carga Norma NBR Potência Mínima de Iluminação Obs: A NBR5410 não estabelece critérios para iluminação de áreas externas em residências. A definição cabe ao projetista e ao cliente.

47 2 Potência Mínima de Iluminação Previsão de Carga Norma NBR5410

48 Previsão de Carga Norma NBR5410 Tomadas de Uso Geral - TUGs - Alimentam aparelhos portáteis. Tomadas de Uso Específico - TUEs - Alimentam aparelhos fixos.

49 Previsão de Carga Norma NBR Quantidade mínima de Tomadas de Uso Geral TUG s

50

51

52 Previsão de Carga Norma NBR Potência Mínima de Tomadas de Uso Geral TUG s

53 Previsão de Carga Norma NBR Quantidade mínima de Tomadas de Uso Específico TUE s A quantidade de tomadas é estabelecida de acordo com o número de aparelhos de utilização. Os pontos devem ser localizados no máximo a 1,5m do ponto previsto do aparelho. Aparelhos com corrente superior a 10 A.

54 Previsão de Carga Norma NBR Potência de Tomadas de Uso Específico TUE s

55 Previsão de Carga Norma NBR5410 Tomadas de Uso Específico TUE s.

56 Previsão de Carga Potências Típicas

57 Observações Tomadas e Interruptores Pode-se ligar um equipamento de maior potência em uma tomada que não foi prevista o uso de tal equipamento? Sim, porque... O dimensionamento dos condutores que alimentam as TUGs de um circuito é feito em cima da potência total do circuito; Nem todas as tomadas do circuito são usadas simultaneamente. Ao alocar pontos de comando (interruptores) cuidado para que isso não seja feito sobre: Pilares; Vigas de Concreto; Instalações hidráulicas, sanitárias ou telefônicas.

58 Observações Tomadas e Interruptores

59 Observações Instalações Sanitárias

60 Previsão de Carga Quadro de Previsão

61 EXERCÍCIO: Faça a Estimativa da Carga para a planta abaixo.

62 DETERMINAÇÃO DAS ÁREAS, PERÍMETROS E EQUIPAMENTOS USO ESPECIAL Considere Fator de Potência Unitário para todas as Cargas

63 Sala Área: 24 m² Perímetro: 20m Sala Potência Iluminação (PI) Primeiros 6m² : 100VA + 4m² : 60VA + 4m² : 60VA + 4m² : 60VA + 4m² : 60VA + 2m² : desconsiderar (<4m²) 24m² : 340VA Potência Mínima de Iluminação.

64 Quantidade de PI 2 pontos com 200VA (Total de 400VA atendendo ao mínimo de 340 VA) Sala Quantidade de TUG Perímetro do recinto dividido por 5. 20m / 5m = 4 TUG Potência das TUGs 100VA para cada TUG 400VA Quantidade de TUE Aparelhos com corrente superior a 10A. Não há aparelhos especificados.

65 Previsão de Carga NBR-5410 Sala

66 Quarto Área: 13,57 m² Perímetro: 15 Quarto Potência Iluminação (PI) Primeiros 6m² : 100VA + 4m² : 60VA + 3,57m² : desconsiderar (<4m²) 13,57m² : 160VA Potência Mínima de Iluminação.

67 Quantidade de PI 1 ponto com 200VA (Total de 200VA atendendo ao mínimo de160va) Quarto Quantidade de TUG Perímetro do recinto dividido por 5. 15m / 5m = 3 TUG Potência das TUGs 100VA para cada TUG 300VA Quantidade de TUE Aparelhos com corrente superior a 10A. Não há aparelhos especificados.

68 Previsão de Carga NBR-5410 Quarto

69 BWC Área: 2,82 m² Perímetro: 7,10m BWC Potência Iluminação (PI) Área inferior a 6m² : 100VA 2,82m² : 100VA Potência Mínima de Iluminação.

70 Quantidade de PI 1 ponto com 100VA (Total de 100VA atendendo ao mínimo de100va) Quantidade de TUG No mínimo uma tomada 1TUG BWC Potência das TUGs 600VA para as três primeiras tomadas 600VA Quantidade de TUE Aparelhos com corrente superior a 10A. Chuveiro W.

71 Previsão de Carga NBR-5410 BWC

72 HALL Área: 0,85m² Perímetro: 3,70m Hall Potência Iluminação (PI) Área inferior a 6m² : 100VA 0,85m² : 100VA Potência Mínima de Iluminação. Quantidade de PI 1 ponto com 100VA (Total de 100VA atendendo ao mínimo de100va)

73 Quantidade de TUG No mínimo uma tomada 1TUG Hall Potência das TUGs 100VA por tomada Quantidade de TUE Aparelhos com corrente superior a 10A. Não há aparelhos especificados.

74 Previsão de Carga NBR-5410 Hall

75 COZINHA Área: 5,89m² Perímetro: 10,00m Cozinha Potência Iluminação (PI) Área inferior a 6m² : 100VA 0,85m² : 100VA Potência Mínima de Iluminação. Quantidade de PI 1 ponto com 100VA (Total de 100VA atendendo ao mínimo de100va)

76 Quantidade de TUG Perímetro do recinto dividido por 3,5. 10m / 3,5m = 2,85 TUG 3 TUG Cozinha Potência das TUGs 600VA para as três primeiras tomadas 1800VA Quantidade de TUE Aparelhos com corrente superior a 10A. Micro-ondas (1500W) Torneira Elétrica (3000W)

77 Previsão de Carga NBR-5410 Cozinha

78 Previsão de Carga NBR-5410 CARGA TOTAL 14000W OU 14kW

79 Exercício Sala de Aula Grupos :3 Alunos

80 2º TRABALHO (Entrega ) GRUPO TRÊS ALUNOS: Elaborar um programa em MATLAB, com base nos dados abaixo e na NBR 5410, que calcule em cada dependência: (i) (ii) (iii) (iv) Potência mínima de iluminação; Quantidade mínima de TUGs; Potência mínima das TUGs; Potencia Total da Unidade Residencial;

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