Instalações Elétricas Industriais ENG 1480 Professor: Rodrigo Mendonça de Carvalho
Instalações Elétricas Industriais CAPÍTULO 01
INTRODUÇÃO Flexibilidade: admitir mudanças nas localizações dos equipamentos, sem comprometer as instalações; Acessibilidade: facilidade de acesso a todas as máquinas e equipamentos de manobra; Confiabilidade: proteção à integridade física de quem opera e garantia do desempenho do sistema quanto às interrupções (temporárias ou permanentes). Continuidade: mínimo de interrupção nos circuitos.
NORMAS RECOMENDADAS ABNT NBR 5410 2004: Instalações Elétricas Baseada na norma internacional IEC 60364, aplicada em todas as instalações elétricas cuja tensão nominal é igual ou inferior a 1000 V CA ou 1500 V CC. Obs: Complementada pelas normas NBR 13570 Instalações Élétricas em Locais de Afluência de Público: Requisitos Específicos e NBR 13534 Instalações Elétricas de Baixa Tensão Requisitos Específicos para Instalação em Estabelecimentos Assistenciais de Saúde e NR10 do Ministério do Trabalho e Emprego (MTE). Goiás (CELG): NTC 04 Fornecimento de Energia Elétrica em Tensão Secundária e NTC 05 Fornecimento de Energia Elétrica em Tensão Primária
DADOS PARA ELABORAÇÃO DO PROJETO Condições de Fornecimento de Energia Elétrica (responsabilidade da Concessionária): Garantia de suprimento de carga dentro de condições satisfatórias; Variação da tensão de suprimento; Tensão de fornecimento; Tipo de sistema de suprimento: radial, radial com recurso; Capacidade de curto-circuito atual e futuro do sistema; Impedância reduzida no ponto de suprimento. Características das Cargas: Motores: potência, tensão, corrente, frequência, número de polos, número de fases, ligações possíveis, regime de funcionamento; Fornos a arco: potência do forno, potência e curto-circuito do forno, potência do transformador do forno, tensão, frequência, fator de severidade; Outras cargas: máquinas acionadas por sistemas computadorizados com variação de tensão mínima, aparelhos de raio X industrial, e outras cargas tidas como especiais devem merecer estudo particularizado por parte do projetista.
CONCEPÇÃO DO PROJETO Divisão da Carga em Blocos: Cada bloco de carga deve corresponder a um quadro de distribuição terminal com alimentação e proteção individualizadas; A escolha dos blocos é feita considerando-se os setores individuais de produção, bem como a grandeza de cada carga (queda de tensão); Exemplo: Indústria de fiação batedores, filatórios, cardas, etc. Localização dos Quadros de Distribuição de Circuitos Terminais: No centro do conjunto de cargas; Próximo a linha de alimentação; Em locais de fácil acesso; Em locais com condições climáticas e físicas favoráveis. CCM (Centro de Controle de Motores) e QDL (Quadro de Distribuição de Luz). Localização do Quadro de Distribuição Geral (QGF): Devem ficar próximos às unidades de transformação nas quais serão conectados. Estes quadros contém os componentes para seccionamento, proteção e medição dos circuitos;
CONCEPÇÃO DO PROJETO Localização da Subestação (SE): Projetada em função do arranjo arquitetônico da construção, segurança e critérios técnicos (cálculo do centro de carga);
CONCEPÇÃO DO PROJETO Localização da Subestação (SE): Cálculo da localização do Centro de Carga X = 235,8 m Y = 89,8 m
CONCEPÇÃO DO PROJETO Localização da Subestação (SE): Quanto menor a potência da SE, maior o custo do kva instalado; Quanto maior é o número de SE s unitárias, maior a quantidade de condutores primários; Quanto menor é o número de SE s unitárias, maior é a quantidade de condutores secundários dos circuitos de distribuição. Obs.: estudos indicam que SE s unitárias com potências compreendidas entre 750 e 1000 kva são economicamente mais convenientes.
CONCEPÇÃO DO PROJETO Definição dos Sistemas: SISTEMA PRIMÁRIO DE SUPRIMENTO Radial Simples Radial com Recurso
CONCEPÇÃO DO PROJETO Definição dos Sistemas: SISTEMA PRIMÁRIO DE SUPRIMENTO INTERNO Radial Simples Radial com Recurso
CONCEPÇÃO DO PROJETO Definição dos Sistemas: SISTEMA SECUNDÁRIO DE SUPRIMENTO
CONCEPÇÃO DO PROJETO Definição dos Sistemas: SISTEMA SECUNDÁRIO DE SUPRIMENTO Circuitos Terminais de Motores dispositivo de seccionamento na sua origem para fins de manutenção (desligar comando e força); dispositivo de proteção contra curto-circuito na sua origem; dispositivo de comando capaz de impedir uma partida automática do motor devido à alguma falha; dispositivo de acionamento do motor (reduzir a queda de tensão na partida do motor para menor ou igual a 10%); Preferencialmente, alimentar cada motor com um circuito terminal individual (por exemplo quando a potência do motor alimentado por um circuito individual é elevada); OBS: no caso de um circuito terminal alimentar mais de um motor ou outras cargas, os motores devem receber proteção de sobrecarga individuais e dispositivo único de proteção contra curtocircuito (deve ser dimensionado para proteger o motor de menor corrente nominal e não atue indevidamente com o funcionamento normal do circuito).
CONCEPÇÃO DO PROJETO Definição dos Sistemas: SISTEMA SECUNDÁRIO DE SUPRIMENTO Circuitos Terminais de Motores Cargas de Natureza Industrial ou similar Motores de Indução de Gaiola Trifásico (2CV < P nominal < 200 CV), com características normalizadas conforme NBR 7094 Cargas acionadas, em regime S1, com características normalizadas conforme NBR 7094 Cargas Residenciais e Comerciais Motores constituindo parte integrante de aparelhos eletrodomésticos e eletroprofissionais (P incial < 200 CV) Obs: Regime S1 regime de funcionamento continuo com carga constante e com duração suficiente para atingir o equilíbrio térmico.
CONCEPÇÃO DO PROJETO Definição dos Sistemas: SISTEMA SECUNDÁRIO DE SUPRIMENTO Circuitos de Distribuição (alimentadores) derivam do QGF e alimentam um ou mais CCM s ou QDL s; dispositivo de proteção contra sobrecargas na origem (disjuntores e/ou fusíveis).
CONCEPÇÃO DO PROJETO Definição dos Sistemas: QUADROS DE DISTRIBUIÇÃO (QGF/CCM/QDL) Devem ser construídos de modo a satisfazer as condições do ambiente em que serão instalados, apresentar bom acabamento, rigidez mecânica e disposição apropriada;
CONCEPÇÃO DO PROJETO Definição dos Sistemas: QUADROS DE DISTRIBUIÇÃO (QGF/CCM/QDL) Deve-se prever circuito de reserva nos Quadros de Distribuição (QGF, CCM, QDL), de forma a satisfazer os seguintes critérios determinados pela NBR 5410:2004: Quadros de distribuição com até 6 circuitos: espaço para no mínimo 2 circuitos de reserva; Quadros de distribuição contendo de 7 a 12 circuitos: espaço para no mínimo 3 circuitos de reserva; Quadros de distribuição contendo de 13 a 30 circuitos: espaço para no mínimo 4 circuitos de reserva; Quadros de distribuição contendo acima de 30 circuitos: espaço reserva para uso no mínimo 15% dos circuitos existentes.
MEIO AMBIENTE Temperatura Ambiente: AA1 frigorífico (-60 C a +5 C); AA2 muito frio (-40 C a +5 C); AA3 frio (-25 C a +5 C); AA4 temperado (-5 C a +40 C); AA5 quente (+5 C a +40 C); AA6 muito quente (+5 C a +60 C). Altitude: AC1 baixa ( 2000m); AC2 alta (>2000m). Presença de Corpos sólidos: AE1 não há possibilidade; AE2 possíveis corpos sólidos ( 2,5m); AE3 possíveis corpos sólidos ( 1mm); AE4 poeira em quantidade apreciável. Presença de Água: AD1 probabilidade desprezível; AD2 possível queda vertical de água; AD3 possível chuva a 60 com a vertical; AD4 possível projeção de água em diversas direções; AD5 possibilidade de jatos d água em qualquer direção; AD6 possibilidade de ondas d água; AD7 possibilidade de recobrimento de água; AD8 possibilidade de recobrimento total de água, permanentemente.
GRAUS DE PROTEÇÃO Definição: Refletem a proteção de invólucros metálicos quanto à entrada de corpos estranhos e penetração de água pelos orifícios destinados à ventilação ou instalação de instrumentos, pelas junções de chapas, portas, etc.; As normas especificam os graus de proteção através de um código composto pelas letras IP, seguidas de dois números que significam:
FORMULAÇÃO DO PROJETO ELÉTRICO
FORMULAÇÃO DO PROJETO ELÉTRICO
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FORMULAÇÃO DO PROJETO ELÉTRICO
FORMULAÇÃO DO PROJETO ELÉTRICO
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FORMULAÇÃO DO PROJETO ELÉTRICO Exercício de aplicação: Considerando a indústria abaixo, determinar as demandas dos CCM1, CCM2, QDL e QGF, assim como a potência necessária do transformador da SE. Dados: motores (1) são de 75 cv, motores (2) de 30 cv e motores (3) de 50 cv, todos de indução, rotor em gaiola e de IV pólos; todas as lâmpadas são de descarga e os aparelhos da iluminação são compensados (alto fator de potência).
NBR 5031 Máquinas Elétricas Girantes: 30 CV n = 0,90 fp = 0,83 50 CV n = 0,92 fp = 0,86 75 CV n = 0,92 fp = 0,86
FORMULAÇÃO DO PROJETO ELÉTRICO Formação das Curvas de Carga: Localização das cargas na planta de layout Períodos de tempo em que cada setor está em atividade no dia (total ou parcial) Ex.: Levantamento de carga
FORMULAÇÃO DO PROJETO ELÉTRICO Formação das Curvas de Carga: