Projeto de Instalações Elétricas

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
FACULDADE DE ENGENHARIA
Engenharia Elétrica
Allan marcus vale
Projeto de Instalações Elétricas
Rio de Janeiro
12/03/2013
Allan marcus vale
Turma: 01
	
Projeto de Instalações Elétricas
Trabalho desenvolvido durante a disciplina de Instalações Elétricas, como parte da avaliação referente ao primeiro semestre de 2012.
Professor: RODOLFO
Sumário
Objetivo	4
Conhecimento da planta	4
Estimativa da Carga	4
Cálculo da Demanda	6
Divisão dos circuitos	10
Corrente de projeto	11
Dimensionamento dos eletrodutos, condutores e disjuntores de proteção.	12
Referências:	16
Objetivo
Este projeto de instalações elétricas tem como principal objetivo o aprendizado, para isso será realizado, basicamente, todo processo de uma instalação elétrica.
Será utilizada uma planta baixa com apenas um pavimento e três quartos, com todas suas cotas e dimensões necessárias para se realizar um projeto. O projeto seguirá os preceitos abordados pela NBR 5410 (Instalações elétricas de baixa tensão) e pelo livro texto utilizados, Instalações Elétricas Prediais – Cavalin e Cervelin.
Conhecimento da planta 
Para iniciar-se o projeto foi necessária a aquisição de uma planta arquitetônica, pois com a mesma tem-se um conhecimento prévio das posições dos móveis, e determinados equipamentos, como refrigeradores de ar e chuveiros, além disso, a planta arquitetônica nos facilita no momento da distribuição dos pontos de tomadas. 
Para a realização do projeto em si faz-se muito mais necessário a planta baixa. Nela encontramos informações de grande importância para realização do projeto, na verdade essenciais, pois através da planta baixa obtemos as cotas necessárias para os cálculos elétricos. A planta baixa pode ser encontrada no Anexo 1.
Estimativa da Carga
Antes mesmo da elaboração do projeto, há necessidade de se proceder a uma estimativa preliminar da carga, isto é, da potência que será instalada, como base para cálculo da demanda máxima e para a consulta previa a concessionária de energia elétrica local.
Para a determinação das cargas de iluminação pode ser adotado o seguinte critério:
a) Em cômodos ou dependências com área igual ou inferior a 6 m2 deve ser prevista uma carga mínima de 100 VA. 
b) Em cômodos ou dependências com área superior a 6 m2 deve ser prevista uma carga mínima de 100 VA para os primeiros 6 m2 , acrescida de 60 VA para cada aumento de 4 m2 inteiros (NBR 5410/1997).
Para a determinação das tomadas de uso geral (TUG’s), para residências, é adotado o seguinte critério:
a) Cômodo ou dependência com área ≤ 6 m2 , pelo menos 1 ponto de tomada.
b) Cômodo ou dependência com área > 6 m2 , pelo menos 1 ponto de tomada para cada 5 metros, ou fração de perímetro, uniformemente distribuídas.
c) Banheiros: 1 ponto de tomada junto ao lavatório.
d) Em cozinhas, copas, áreas de serviço, lavanderias: 1 ponto de tomada para cada 3,5 m ou fração de perímetro, sendo que acima da pia, com largura igual ou superior a 30 cm, deve ser prevista, pelo menos, 1 ponto de tomada.
Para a determinação das tomadas de uso específico (TUe’s) é adotado o seguinte critério:
A quantidade de TUE’s é estabelecida de acordo com o número de equipamentos de utilização, de corrente nominal maior que 10 A. Exemplo: chuveiro, ar condicionado, motores...etc.
Potências a prever nos pontos de tomadas:
A. TUE’s: Adota-se a potência nominal (de entrada) do equipamento a ser utilizado.
B. TUG’s: 
· Em banheiros, cozinhas, áreas de serviço: 600 VA por ponto de tomada ate 3 tomadas, e 100 VA para as demais.
· Outros cômodos ou dependências: 100 VA por ponto de tomada.
Segue abaixo as informações referentes ao levantamento da carga instalada deste projeto, Tabela 1.
Tabela 1: Carga Instalada
Cálculo da Demanda
Nesta etapa é calculada a demanda da instalação, este cálculo serve para especificar a entrada de energia, adequando a um tipo de fornecimento à respectiva carga. Para a realização do cálculo da demanda foi utilizado e método proposto pela RECON – BT (11/2007), utilização a seção A e suas respectivas tabelas, segue abaixo o método.
Expressão geral para cálculo da demanda:
D (kVA) = d 1 + d 2 + d 3 + d 4 + d 5 + d 6
Onde:
d1 (kVA) = demanda de iluminação e tomadas, calculada com base nos fatores de demanda da TABELA 1(RECON), considerando o fator de potência igual a 1,0.
d2 (kVA) = demanda de aparelhos para aquecimento de água (chuveiros, aquecedores, torneiras etc.), calculada conforme TABELA 2(RECON), considerando o fator de potência igual a 1,0.
d3 (kVA) = demanda de aparelhos de ar condicionado tipo janela e similares (Split, Fan-coil), calculada conforme TABELAS 3A e 3B(RECON) respectivamente, para uso residencial e não residencial.
d4 (kVA) = demanda de unidades centrais de condicionamento de ar e similares (Self container) calculada a partir das respectivas correntes máximas e demais dados de placa fornecidos pelos fabricantes, aplicando os fatores de demanda da TABELA 4(RECON).
d5 (kVA) = demanda de motores elétricos e máquinas de solda tipo motor - gerador, calculada conforme TABELAS 5A e 5B(RECON).
d6 (kVA) = demanda de máquinas de solda a transformador e aparelhos de raio X, calculada conforme TABELA 6(RECON).
Obs.: Para o presente projeto, não serão considerados os fatores d4, d5 e d6.
PROJETO:
1) Características da Carga Instalada (CI):
Iluminação e Tomadas = 7,880 kVA
Chuveiros elétricos = 2 x 4,400 kVA
Aparelhos de ar condicionado = 3 x 1,500 kVA
Determinação da carga instalada e da categoria de atendimento:
Previsão mínima de iluminação e tomada pela TABELA 1(RECON) = 0,030 x 100,22m² = 3,007 kVA.
Carga instalada (CI) = (7,880 kVA) + (2 x 4,440 kVA) + (3 x 1,500 kVA)
Carga instalada (CI) total= 21,180 kVA
Carga instalada (CI kW) = 21,180 kVA x 0,92 = 19,486 kW
2) Avaliação das demandas (kVA):
Iluminação e tomadas (TABELA 1):
C1 = 7,880 kVA
d1 =(1 x 0,80) + (1 x 0,75) + (1 x 0,65) + (1 x 0,60) + (1 x 0,50) + (1 x 0,45) + (1 x 0,40) + (1 x 0,35)
d1 = 4,500 kVA
Aparelhos de aquecimento (TABELA 2):
C2 = 2 x 4,400 kVA
d2 = (2 x 4,4) x 0,75
d2 = 6,6 kVA
Aparelhos de ar condicionado tipo janela (TABELA 3A):
C3 = 3 x 1,500 kVA
Nº de aparelhos de ar = 3, logo, FD = 100 %
d3 = 4,500 kVA
d3 = 4,5 kVA
Determinação da demanda total da instalação:
D total = d1 + d2 + d3 = 15,6kVA
Obs 2.: Com o conhecimento da demanda total da instalação, agora é possível determinar o tipo de fornecimento, como a demanda é superior a 8 kVA, de acordo com a legislação da LIGHT será necessária uma entrada energia do tipo trifásica.
Divisão dos circuitos
Para a divisão dos circuitos foram utilizados os seguintes critérios:
· Iluminação e TUG’s em circuitos separados.
· TUE’s em circuitos independentes.
· Potência nominal do circuito de iluminação em torno de 1200 VA e TUG’s em torno de 1800 VA.
A partir dos critérios citados acima foi possível então realizar a divisão dos circuitos, conforme a tabela abaixo:
	CIRCUITO
	LOCAL
	POTÊNCIA
	FASES
	Nº
	TIPO
	
	QUANTIDADE x POTÊNCIA (VA)
	TOTAL (VA)
	A
	B
	C
	1
	ILUMINAÇÃO
	Quarto 1 
Quarto 2
 Sala 
Suite 
	160 
160 
280 
160
	760
	 
	760,00
	 
	2
	ILUMINAÇÃO
	Banheiro 
Banho Suite
Cozinha
 Área de Serviço Corredor
	100 
100 
160 
220 
100
	680
	 
	 
	680,00
	3
	TUG
	Quarto 1 Quarto 2 
Suite 
Sala 
	3 x 100 
3 x 100 
3 x 100 
4 x 100
	1300
	 
	 
	1300,00
	4
	TUG
	Banheiro 
Banho Suite
	1 x 600 
1 x 600
	1200
	1200,00
	 
	 
	5
	TUG
	Área de Serviço
	2 x 600
	1200
	 
	1200,00
	 
	6
	TUG
	Área de Serviço
	1 x 600 + 2 x 100
	800
	 
	 
	800,00
	7
	TUG
	Cozinha
	3 x 600 + 1 x 100
	1900
	1900,00
	 
	 
	8
	TUE ( AR 1)
	Quarto 1
	1500
	1500
	750,00
	 
	750,00
	9
	TUE ( AR 2)
	Quarto 2
	1500
	1500
	750,00
	 
	750,00
	10
	TUE ( AR 3)
	Suite
	1500
	1500
	 
	750,00
	750,00
	11
	TUE (Chuveiro)
	Banheiro
	4400
	4400
	2200,00
	2200,00
	 
	12
	TUE (Chuveiro)
	Banho Suite
	4400
	4400
	 
	2200,00
	2200,00
	Carga Instalada (VA)
	21140
	6800
	71107230
Tabela 2 – Divisão de circuitos
Obs.: Para a verificação do equilíbrio entre as fases foi utilizado o seguinte critério: 
Corrente de projeto
Para o calculo da corrente de projeto, basta dividir a potência aparente do circuito por sua respectiva tensão de alimentação.
Com este conceito de eletricidade foi possível montar a tabela a seguir:
	CIRCUITO
	POTÊNCIA TOTAL (VA)
	TENSÃO (V)
	Ip (A)
	Nº
	TIPO
	
	
	
	1
	ILUMINAÇÃO
	760
	127
	5,98
	2
	ILUMINAÇÃO
	680
	127
	5,35
	3
	TUG
	1300
	127
	10,24
	4
	TUG
	1200
	127
	9,45
	5
	TUG
	1200
	127
	9,45
	6
	TUG
	800
	127
	6,30
	7
	TUG
	1900
	127
	14,96
	8
	TUE ( AR 1)
	1500
	220
	6,82
	9
	TUE ( AR 2)
	1500
	220
	6,82
	10
	TUE ( AR 3)
	1500
	220
	6,82
	11
	TUE (Chuveiro)
	4400
	220
	20,00
	12
	TUE (Chuveiro)
	4400
	220
	20,00
Tabela 3 – Corrente de projeto
Dimensionamento dos eletrodutos, condutores e disjuntores de proteção.
Há a necessidade que o dimensionamento dos três elementos seja feito simultaneamente para cada circuito, como pode haver variações entre os três elementos, deve se considerar a inequação abaixo:
Onde:
: Corrente de projeto corrigida
 Corrente de atuação do disjuntor (Tabela 12.4 da referência [1])
 Corrente relacionada a capacidade do condutor elétrico (Tabela 10.10 da referência [1])
A corrente de projeto corrigida leva em consideração três fatores:
FCT: Fator de Correção de Temperatura.
FRTS: Fator de Resistividade Térmica do Solo (não será utilizado neste projeto).
FCA: Fator de Correção de Agrupamento
Com isso obtemos a corrente de projeto corrigida:
Para o dimensionamento dos eletrodutos usam-se as tabelas 11.3 e 11.4 da referência [1], baseando-se na equação abaixo:
Onde:
 : Seção do condutor (mm2 );
 : Seção externa do condutor (mm2 );
 : Diâmetro externo do condutor (mm );
Sendo assim foi possível calcular a corrente de projeto corrigida para cada circuito:
Tabela 4 – Corrente de projeto corrigida
A partir da tabela 4 agora é possível dimensionar os condutores, disjuntores e eletrodutos.
Dimensionamento da seção dos eletrodutos, condutores elétricos e disjuntores:
Utilizando o circuito 1 como exemplo de cálculo para dimensionar seu condutor, disjuntor e o eletroduto que o comporta.
· Condutor Elétrico:
Considerando agora a nova corrente de projeto, é possível dimensionar a seção do condutor para o circuito em analise, no caso seria 0,75 mm2, porém a norma recomenda um valor mínimo de 1,5 mm2 /17,5 A para circuitos de iluminação.
· Disjuntor:
Considerando que a corrente de projeto corrigida é 8,60 A e a capacidade do condutor é de 17,5 A, respeitando a inequação das correntes, um valor adequado para proteção é de 15 A.
· Eletroduto:
Leva-se em consideração o número de condutores agrupados, o número de condutores carregados e o diâmetro externo do condutor, para seu dimensionamento utiliza-se a formula abaixo:
De forma análoga faz-se o dimensionamento dos parâmetros acima para os demais circuitos, logo a tabela abaixo pode ser montada:
Circuito entre o quadro de medição e o quadro terminal:
De acordo com a tabela 10-A da RECON – BT, o disjuntor adequado é o de 60 A - 3ɸ.
Disjuntor no quadro terminal:
De acordo com a fórmula abaixo:
A corrente nominal corrigida (FCT) é de 47 A, portanto de acordo com a tabela da referência [1], será utilizado um disjuntor tripolar de 50 A.
Por recomendações de aumentar a segurança da instalação optou-se pela utilização de um disjuntor DR (50 A – 30mA) na entrada do barramento do quadro terminal.
Dimensionamento do condutor entre os quadros:
· Método da ampacidade:
Como a corrente nominal corrigida é de 47 A far-se-á uso de um condutor 10 mm2 .
· Método da queda de tensão:
Considerando que a distância entre os quadros de distribuição e terminal é de 15m, ou 0,015 km. Sabendo que a máxima queda de tensão é de 1%.
Podemos calcular a queda de tensão utilizando a seguinte fórmula:
O valor máximo de queda de tensão é 3,1 V/A x Km. De acordo com a tabela 10.22 da referência [1], o valor imediatamente abaixo é de 2,3 V/A x Km que equivale a um condutor de 16 mm2 . Logo o método da queda de tensão será adotado neste caso.
Referências:
1- Cavalin, Cervelin; Instalações Elétricas Prediais, 14ª Edição.
2- Niskier; Instalações Elétricas, 4ª Edição.
3- LIGHT, RECONT – BT.
3
ÁREA 
(m²)
PERÍMETRO 
(m)
Qtde.
POTÊNCIA 
(VA)
TIPO
POTÊNCIA 
(W)
Sala19,3717.616+4+4+4+1.372804400--
Quarto 112,1914.526+4+2.1916033001 Ar condicionado1500
Quarto 212,2414.446+4+2.2416033001 Ar condicionado1500
Suite13,7714.886+4+3.7716033001 Ar condicionado1500
Banheiro5,2710.515.2710016001 Chuveiro4400
Banheiro Suite4,149.304.1410016001 Chuveiro4400
Area de serviço16,6916.526+4+4+2.6922052000--
Cozinha11,713.806+4+1.7016041900--
Corredor4,8512.504.85100----
TOTAL
100,220--1440-6400-13300
DEPENDÊNCIA
DIMENSÕES
POTÊNCIA DE ILUMINAÇÃO 
(VA)
TUG'sTUE's
CIRCUITO
Nº
1400,8720,85,988,60
2400,8720,85,357,69
3400,8720,810,2414,71
4400,8720,89,4513,58
5400,8720,89,4513,58
6400,8720,86,309,05
7400,8720,814,9621,50
8400,8730,76,8211,20
9400,8730,76,8211,20
10400,8730,76,8211,20
11400,871120,0022,99
12400,871120,0022,99
Ip' (A)FCT
Nº DE 
CIRCUITOS 
AGRUPADOS
FCAIp (A)
Temp. 
(°C)
NºTIPO
1ILUMINAÇÃO
Quarto 1 
Quarto 2 
Sala 
Suite 
1,51520
2ILUMINAÇÃO
Banheiro 
Banho Suite 
Cozinha 
Área de Serviço 
Corredor
1,51520
3TUG
Quarto 1 
Quarto 2 
Suite 
Sala 
2,52020
4TUG
Banheiro 
Banho Suite
2,52020
5TUGÁrea de Serviço2,52020
6TUGÁrea de Serviço2,52020
7TUGCozinha42520
8TUE ( AR 1)Quarto 12,52025
9TUE ( AR 2)Quarto 22,52025
10TUE ( AR 3)Suite2,52025
11TUE (Chuveiro)Banheiro42520
12TUE (Chuveiro)Banho Suite42520
ELETRODUTO 
(mm²)
CIRCUITO
LOCAL
SEÇÃO DOS 
CONDUTORES 
(mm²)
DISJUNTOR 
(A)