DETERMINAÇÃO DA CARGA INSTALADA E DA DEMANDA

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1 Profª Cida Medeiros

2 2 Determinação da carga instalada: Define o tipo de fornecimento; Somatório das potências (kw) dos aparelhos ligados a unidade consumidora; Os cálculos devem considerar aparelhos com previsão de serem adquiridos e conectados em instalações futuras; Pode considerar valores médios presentes em tabelas das concessionárias; Unidades rurais tem o tipo de fornecimento definido pela concessionária; Unidades urbanas com carga acima de 20 kw, o fornecimento deve ser a 4 fios.

3 3 Expressão geral para cálculo de demanda Onde: D( kva) d d 1,5d d d d d 1 = demanda de iluminação e tomadas; d 2 = demanda dos aparelhos para aquecimento de água; d 3 = demanda dos aparelhos de ar condicionado tipo janela; d 4 = demanda das unidades centrais de ar condicionado; d 5 = demanda dos motores elétricos e máquinas de solda à motor gerador; d 6 = demanda das máquinas de solda a transformador e aparelhos de raios x

4 4 Fator de demanda Rela entre a demanda máxima e a carga total conectada ao sistema; Usualmente menor do que a unidade; Matematicamente, é calculado pela fórmula: Onde inst D max = demanda máxima da instalação, em kw ou kva; = potência instalada, em kw ou kva. P inst F d D P max

5 5 Fatores de demanda de iluminação + TUG e TUE em função da carga instalada.

6 6 EXEMPLO Seja uma residência com a seguinte divisão de circuitos e suas respectivas cargas: A carga total instalada é igual a W, considerando que o fator de potência da instalação é unitário. Todos os circuitos são monofásicos, exceto 4, 5 e 8 que são bifásicos.

7 7 SOLUÇÃO: O somatório da carga instalada de Iluminação + TUG é: C Ilum TUG Dessa forma, uma vez que o fator de demanda é igual a 0,57; a demanda de Iluminação + TUG será: A demanda das TUE s considera os 2 chuveiros e o forno elétrico e micro-ondas, logo: DTUE Finalmente: D 7800W 0, W ilum TUG 0, W DD D W ilumtug TUE D18146W

8 8 Classificação dos consumidores segundo o tipo de carga instalada/ demandada:

9 9 Método de avaliação e aplicação Seção A Campo de aplicação Entrada de serviços individuais: 1. Entra de serviços individual (res., com. e ind.); 2. Unidade de consumo individual (apartamento, loja...); Entrada de serviços coletivas: 1. em entrada coletiva residencial, com até 3 unidades 3; 2. Circuitos 3 em entra coletiva não-residencial; 3. Circuitos 3 dedicado às cargas não residenciais; 4. Uso comum em vilas. Circuitos de serviço dedicados a condomínios: 1. Em entrada coletiva residencial com até 3 unidades; 2. Em entrada coletiva não-residencial; 3. Em entrada coletiva mista (circ. de serviço independente); 4. Entrada coletiva mista, com um único sistema de serviço.

10 10 Caso de entrada de serviços individuais Determina-se a carga instalada; Verifica-se se a carga instalada calculada se encontra dentro de limites mínimos (valores de tabelas); Determina-se a previsão mínima de carga Motores; Ar condicionado tipo janela: Para residências isoladas 1 x 1 cv/unid. Para residências derivadas de ramal de entrada (apartamentos): 1. 1 x 1 cv/unid de consumo com área até 70,0 m 2 ; 2. 2 x 1 cv/unid de consumo com área de 70,0 m 2 até 100 m 2 ; 3. 2 x 1 cv/unid de consumo com área de 70,0 m 2 até 100 m 2.

11 11 Casos de entradas coletivas Com único agrupamento de medidores: A demanda do agrupamento de medidores (D AG ) é determinada através da carga total instalada das unidades de consumo; Dimensionamento da proteção do circuito do agrupamento; A demanda da proteção geral (D PG ) será dada por: D D PG AG A demanda do ramal de entrada é a soma da carga total instalada das unidades de consumo, de serviço e uso do condomínio, e será dada por: DR D (unidades de consumo/serviço) 0,90

12 12 Com mais de um agrupamento de medidores: D PG - demanda da proteção geral de entrada; D AG - demanda de cada agrupamento de medidores; - demanda do ramal de entrada; D S - demanda do circuito de serviço; Nota: a principal diferença se da em cargas similares com expressão geral diferenciada, com fatores de demanda distintos. D R D1total d1(iluminação e tomadas em escritórios) d1(iluminação e tomadas do serviço do condomínio) d1(iluminação e tomadas em lojas)

13 13 Método de avaliação e aplicação Seção B Campo de aplicação Entradas coletivas exclusivamente residenciais (aquecimento individual de água); Entradas residenciais compostas de 4 a 300 unidades de consumo; Entradas coletivas exclusivamente residenciais (sem aquecimento de água); Circuitos de serviço de uso do condomínio, exclusivamente residenciais; A determinação da demanda relativa é realizada por tabela (demandas em kva x função da área útil)

14 14 Demanda de entradas coletivas, exclusivamente residenciais compostas por 4 a 300 unid. Demanda individual das unidades de consumo residenciais Demanda do circuito de serviço de uso do condomínio (D S ); Demanda do agrupamento de medidores (D AG ); Demanda da proteção geral (D PG ); Demanda do ramal de entrada (D R ): D DPG DS R 0,90

15 15 Demanda de entradas coletivas mistas Demanda individual das unidades de consumo; Demanda do circuito de serviço de uso do condomínio Circuito de serviço único Cálculo da demanda considerando a previsão mínima; Circuitos de serviço independentes (cargas residenciais) Cargas de iluminação: 100% para os primeiros 10 kw; 25% para os demais. Motores: Aplicação de tabela específica; Demais cargas devem ser tratadas individualmente (FP = 100%);

16 16 Demanda de agrupamento de medidores (D AG ): Demanda da proteção geral (D PG ): Demanda do ramal de entrada (D R ): 0,90 DAG Dresidencial Dnao residencial 0,90 DPG Dresidencial Dnao residencial 0,90 DR Dresidencial Dnao residencial Onde: D residencial = carga total residencial (seção B); D não-residencial = carga total das unidades de consumo não residencial (seção A)

17 Fatores de demanda para iluminação e tomadas para unidades consumidoras residenciais 17

18 Fatores de demanda para iluminação e tomadas de unidades consumidoras nãoresidenciais 18

19 19 Fatores de demanda de fornos e fogões elétricos

20 Fatores de demanda de aparelhos eletrodomésticos de aquecimento e de refrigeração 20

21 Demanda individual motores monofásicos 21

22 Demanda individual motores trifásicos 22

23 23 EXEMPLO Residência isolada, área útil de 300 m2, com fornecimento de energia através de ramal de ligação independente, tensão V. Característica da carga instalada Iluminação e tomadas Chuveiros elétricos Torneiras elétricas Aparelhos de ar condicionado Motores Sauna W 3 x W 2 x W 3 x 1 cv 2 x ¾ cv 2 x 1 cv (1 reserva) M 1 x ½ cv (1 reserva) M 2 x ¼ cv (1 reserva) M W

24 SOLUÇÃO: a) Determinação da carga instalada e da categoria de atendimento: b) Carga instalada com as previsões mínimas. CI (3 x 4.400) (2 x 2.500) x (3 x 1) 2 x (2 x 1) 1 x + 2 x CI 44,45kW Iluminação e tomadas previsão mínima residencial é de 30 W/m 2, logo: 30 W/m 2 x 300 m 2 = 9.000W. Como 9.000W > 6.000W, a carga será de 9.000W. Aparelhos de aquecimento nao possui previsão mínima Carga a ser considerada = 3 chuveiros x 4.400W = 2 torneiras x W = 1 sauna x W

25 Aparelhos de ar condicionado tipo janela previsão mínima = 1 x 1 cv. Como 1 cv < 4,5 vc, considera-se 4,5 cv. Motores não é feita nenhuma exigencia. Carga a ser considerada = 1 x 1 cv c) Avaliação das demandas parciais Iluminação e tomadas c 9,0kW 1 d = 1 x 1 cv 2 = 2 x 1 cv 4 (0,86 1) (0,811) (0,76 1) (0,72 1) (0,68 1) (0,64 1) (0,60 1) (0,57 1) (0,54 1) d 6,18kVA

26 c d d Aparelhos de aquecimento (34.400) (22.500) (19.000) 27, 2kW 26 (34.400) 0,84 (22.500) 0,92 (19.000) 1 24,7kVA Aparelhos de ar condicionado tipo janela c (31cv) (2 cv) 4,5cv d d d (31cv) (2 cv) 0,70 3,15cv 3,151,5kVA 4,72kVA 3 4

27 Motores c cv cv 2 4cv 1 cv 1,10kVA cv 0,66kVA cv 0,39kVA Nº de motores = 5 a) Determinação da demanda total da instalação ,04 1 0,64 2 0,39 d4 kva kva kva d 3,5kVA D d d d d D D total total total ,18 24,7 4,72 3,5 39,1kVA kva

28 28 Equilíbrio de fases: As cargas e correntes elétricas nas fases devem ser aproximadamente iguais; A diferença recomendável entre as fases de maior e menor potência é de 10%; O procedimento começa dividindo-se a carga total por 3; Depois, basta distribuir os circuitos de modo a obter uma distribuição bem uniforme das cargas nas 3 fases

29 29 EXEMPLO Considerando a carga instalada de VA, deseja-se que cada uma das três fases que compõem o alimentador desta instalação seja responsável pelo fornecimento de 1/3 da carga.

30 30 SOLUÇÃO São inúmeras as combinações possíveis entre os circuitos de 1 a 9 de forma a obter valores de potência/fase próximos ao desejado. Uma das alternativas é dada pela seguinte divisão: A diferença percentual entre as fases de maior potência (A ou B) e a de menor potência (C) é de 2,7%.

31 31 Dimensionamento do alimentador Alimentador: conjunto constituído pelos condutores, eletrodutos e acessórios, instalados a partir do ramal de entrada até o quadro de distribuição; O procedimento de dimensionamento é o mesmo usado para o dimensionamento dos circuitos.

32 32 EXEMPLO 10 Para o exemplo anterior, utilizando a carga demandada, determina-se a potência que VAflui em cada fase: P fase Pelo critério de capacidade de corrente: Pelo critério de queda de tensão: ,7VA 6.048,7VA I fase 47,63A10mm 127V 2 Conflui-se que a bitola do alimentador deve ser de 10mm 2. S d Pfased 6.048,7VA10m VAm10mm 2

33 33 Diagrama unifilar Representação do circuito a partir do ramal de entrada até o quadro de distribuição; Simbologia recomendada pela NBR 5444

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35 35 TRABALHO Projeto divido em 4 partes (60 pts.): 1. Levantamento de carga e traçado de pontos de luz, tomadas, comandos de iluminação; 2. Divisão de circuitos e traçado dos eletrodutos, condutores e QDC; 3. Dimensionamento dos circuitos, disjuntores e eletrodutos; 4. Cálculo da demanda e dimensionamento dos alimentadores dos apartamentos. Levantamento da demanda e determinação dos alimentadores do edifício. Diagramas unifilares do edifício.

36 36 TRABALHO DE DUPLA EXERCÍCIO 1 (3 ptos). Faça o levantamento de cargas de iluminação e tomadas da residência do exercício passado. Fique atento à utilização da escala para determinar as dimensões reais dos cômodos; Lance na planta os pontos de luz, comandos de iluminação e pontos de tomada. Lembre-se do padrão de simbologia. Dividir o circuito e lançar Data final para entrega 28/05/2012.

37 37 Dimensões Tabela de cargas DEPENDÊNCIA 1 SUÍTE ST 2 QUARTO 1 Q1 3 QUARTO 2 Q2 4 CORREDOR CR 5 BANHEIRO 1 B1 6 BANHEIRO 2 B2 7 SALA ESTAR/JANTAR SEJ 8 COZINHA CZ 9 LAVANDERIA/ÁRE LS ÁREA (m2) QUADRO DE CARGAS INSTALADAS ILUMINAÇ TUG ÃO PERÍMETRO (m) POTENCIA (W=VA) QUANTIDADE POTÊNCIA (W=VA) APARELHO TUE POTÊNCIA (W) POTÊNCIA (VA) A S POTÊNCIA TOTAL: LUZ KW TUG'S kw TUE'S kw kva CARGA TOTAL TIPO DE CONSUMIDOR = FAIXA DE TENSÃO = kw kva INSTALADA

38 38 Circuito (listar os cômodos alimentados por cada um deles) POTÊNCIA TOTAL (kva) Iluminação TUG's TUE's Carga total Tabela de circuitos Condutor mm 2 I CIRC I PROJ I FIO I FIO (FCNC x FCT) I DISJUNTOR (VA) (VA) (VA) (VA) (A) (A) (A) (A) (A) FIO TERRA mm 2

39 39 TRABALHO Exercício 2 (3 ptos) 1. Preencimento da tabela de circuitos a) Divisão dos circuitos Dividir as cargas de iluminação e tomadas de acordo com as normas; b) Dimensionamento dos condutores Dimensionar os condutores pelos métodos de capacidade de corrente (CCC) e queda de tensão admissível (CQT). Determinar as bitolas dos condutores utilizando os critérios da norma 2. Lançar o circuito na planta Lançar o QDC de acordo com o centro de cargas. Lançar eletrodutos e condutores dos circuitos, além dos condutores dos comandos de iluminação.