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Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 1 Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca Campus Angra dos Reis Curso de graduação em Engenharia Elétrica E-mail: ruan.ferraz@cefet-rj.br Instalações Elétricas II Prof. Ruan Moreira Ferraz Aula 03 – Elementos de Projeto Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 2 Conteúdo Programático ❑ Elementos de projeto ❑ Iluminação industrial ❑ Determinação dos condutores ❑ Determinação e correção do FP ❑ Determinação das correntes de curto-circuito ❑ Determinação dos valores de partida dos motores e fornos elétricos ❑ Determinação dos dispositivos de proteção e comando ❑ Subestações industriais de média tensão ❑ Cálculo da malha de terra ❑ Proteção contra descarga atmosférica ❑ Desenvolvimento do projeto elétrico industrial Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 3 Formulação de um Projeto Elétrico ❑ O projetista deve planejar suas ações cuidadosamente para evitar retrabalho e desperdício de tempo e dinheiro. Orientações técnicas e didáticas serão formuladas para o desenvolvimento racional do projeto. São elas: ❑ Fatores de projeto ❑ Determinação de demanda de potência ❑ Formação das curvas de carga ❑ Tensão de fornecimento de energia ❑ Sistema tarifário brasileiro Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 4 Tensão de fornecimento de energia A distribuidora de energia local é responsável por informar a tensão de fornecimento, com base nos seguintes requisitos: ❑ Fornecimento em tensão secundária (rede aérea): Quando a carga instalada for igual ou inferior a 75 kW. ❑ Fornecimento em tensão primária de distribuição inferior a 69 kV: Quando a carga instalada for superior a 75 kW e a demanda contratada for igual ou inferior a 2.500 kW. ❑ Fornecimento em tensão primária de distribuição igual ou superior a 69 kV: Quando a demanda contratada for superior a 2500 kW. Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 5 Tensão de fornecimento de energia A distribuidora de energia local é responsável por informar a tensão de fornecimento, com base nos seguintes requisitos: ❑ Fornecimento em tensão secundária (rede aérea): Quando a carga instalada for igual ou inferior a 75 kW. ❑ Fornecimento em tensão primária de distribuição inferior a 69 kV: Quando a carga instalada for superior a 75 kW e a demanda contratada for igual ou inferior a 2.500 kW. ❑ Fornecimento em tensão primária de distribuição igual ou superior a 69 kV: Quando a demanda contratada for superior a 2500 kW. A distribuidora pode alterar a tensão de fornecimento em duas situações: ❑ Se a unidade consumidora operar equipamentos que prejudiquem a qualidade do fornecimento a outros consumidores. ❑ Por conveniência técnica e econômica para o subsistema da distribuidora, com a anuência do consumidor. Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 6 Modalidades Tarifárias ❑ Para a aplicação das modalidades tarifárias horárias é necessária a definição dos postos tarifários. ❑ Horário (posto) de ponta: período diário de 3h consecutivas, com exceção feita aos sábados, domingos e feriados nacionais (normalmente de 18h às 21h); ❑ Horário (posto) intermediário: período de horas conjugadas ao horário de ponta (exclusivo da Tarifa Branca). Pode variar de 1h a 1h30 antes e depois do horário de ponta; ❑ Horário (posto) fora de ponta: período diário composto pelas horas consecutivas e complementares ao horário de ponta e intermediário; Exemplo com valores Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 7 Modalidades Tarifárias ❑ As modalidades tarifárias são um conjunto de tarifas aplicáveis ao consumo de energia elétrica e à demanda de potência ativa. ❑ Elas são definidas de acordo com o Grupo Tarifário, segundo as opções de contratação definidas na Resolução Normativa ANEEL nº 1.000/2021 e no Módulo 7 dos Procedimentos de Regulação Tarifária – Proret ❑ As modalidades são: ❑ Convencional Monômia; ❑ Horária Branca; ❑ Horária Verde; ❑ Horária Azul; Grupo Tarifário B Grupo Tarifário A Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 8 Grupo Tarifário B ❑ Grupamento composto de unidades consumidoras com conexão em tensão menor que 2,3 kV. ❑ Unidades consumidoras da Baixa Tensão, das Classes Residencial (Subgrupo B1), Rural (B2), Demais Classes (B3) e Iluminação Pública (B4). Opções de Modalidades Tarifárias: ❑ Convencional Monômia: tarifa única de consumo de energia elétrica, independentemente das horas de utilização do dia. Em outras palavras, faturamento mensal com um único preço por kWh. ❑ Horária Branca: tarifa diferenciada de consumo de energia elétrica, de acordo com as horas de utilização do dia (Faturamento mensal com 3 preços de energia elétrica ao longo do dia: período fora da ponta; intermediário e ponta). Não está disponível para o subgrupo B4 e para a subclasse Baixa Renda do subgrupo B1. Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 9 TE e TUSD ❑ TE: Tarifa referente a energia consumida + encargos. ❑ TUSD: Tarifa referente ao transporte de energia desde a transmissão até a distribuição + encargos. ❑ Depois, aplica-se os impostos PIS, Confins e ICMS sobre as componentes TE e TUSD; ❑ Contribuição para iluminação pública; ❑ Adicionais de bandeiras amarela ou vermelha Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 10 Grupo Tarifário A ❑ grupamento composto de unidades consumidoras com conexão em tensão maior ou igual a 2,3 kV, ou atendidas a partir de sistema subterrâneo de distribuição em tensão menor que 2,3 kV. ❑ Unidades consumidoras da Alta Tensão (Subgrupos A1, A2 e A3), Média Tensão (Subgrupos A3a e A4), e de sistemas subterrâneos (Subgrupo AS). Opções de Modalidades Tarifárias: ❑ Horária Azul: tarifas diferenciadas de consumo de energia elétrica e de demanda de potência, de acordo com as horas de utilização do dia (postos tarifários)*. Disponibilizada para todos os subgrupos do grupo A; ❑ Horária Verde: tarifas diferenciadas de consumo de energia elétrica, de acordo com as horas de utilização do dia (postos tarifários)*, e de uma única tarifa de demanda de potência. Disponível para os subgrupos A3a, A4 e AS. *(período fora da ponta; e ponta) Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 11 Grupo Tarifário A ❑ O Valor da demanda faturada é o maior entre os valores: ❑ Demanda Contratada; ❑ Demanda Medida; ❑ Na energia consumida entram as parcelas TE e TUSDenergia em R$/kWh; ❑ Na demanda contratada paga-se apenas a TUSDdemanda em R$/kW; Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 12 Grupo Tarifário A ❑ Para se escolher a tarifa adequada (verde ou azul) para o empreendimento é necessário realizar um estudo da curva de demanda: ❑ fator de carga da instalação (consumo) ❑ identificar os horários durante o dia do uso da energia elétrica. De forma geral, ao observar o custo no horário de ponta: ❑ Perfil de consumo elevado na ponta (e baixa demanda contratada): ❑ Perfil de elevada demanda contratada na ponta (e baixo consumo): Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 13 Grupo Tarifário A ❑ Para se escolher a tarifa adequada (verde ou azul) para o empreendimento é necessário realizar um estudo da curva de demanda: ❑ fator de carga da instalação (consumo) ❑ identificar os horários durante o dia do uso da energia elétrica. De forma geral, ao observar o custo no horário de ponta: ❑ Perfil de consumo elevado na ponta (e baixa demanda contratada): Tarifa Azul. ❑ Perfil de elevada demanda contratada na ponta (e baixo consumo): Tarifa Verde. Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 14 Exemplo 3 Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 15 Exemplo 3 Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 16 Exemplo 4 As Figuras representam a situação operativa diária de um consumidor industrial em 13,8 kV, respectivamente, antes e depois da aplicação de um estudo de melhoria do fator de carga, conservando o mesmo nível de produção, durante os 30 diasde operação mensal. O consumo em ambos os casos é de 126.000 KWh/mês. A demanda máxima medida será a contratada. Determinar a economia mensal com a energia elétrica com a tarifa AZUL. Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 17 Exemplo 4 Antes da melhoria do fator de carga ▪ os motores (1) de 75 cv, (2) de 30 cv e (3) de 50 Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 18 Exemplo 4 Depois da melhoria do fator de carga ▪ os motores (1) de 75 cv, (2) de 30 cv e (3) de 50 Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 19 Diagrama Unifilar Representar os seguintes elementos: ❑ Chaves fusíveis, seccionadores e disjuntores com as suas respectivas capacidades nominais e de interrupção, bem como os transformadores de corrente e cabos. ❑ Indicação da seção dos condutores dos circuitos terminais e de distribuição e dos respectivos tipos (monofásico, bifásico e trifásico). ❑ Dimensão da seção dos barramentos dos Quadros de Distribuição. ❑ Indicação da corrente nominal dos fusíveis. ❑ Indicação das correntes de ajuste dos relés, da faixa de ajuste e do ponto de atuação. ❑ Potência, tensões primária e secundária, tapes e impedância dos transformadores da subestação. ❑ Para-raios, muflas, buchas de passagem etc. ❑ Transformadores de corrente e potencial com as respectivas indicações de relação de transformação. ❑ Posição da medição de tensão e correntes indicativas com as respectivas chaves comutadoras, caso haja. ❑ Lâmpadas de sinalização. Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 20 Diagrama Unifilar Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 21 Memorial Descritivo ❑ Finalidade do projeto. ❑ Endereço comercial da indústria e o endereço do ponto de entrega de energia. ❑ Carga prevista e demanda justificadamente adotada. ❑ Tipo de subestação (abrigado em alvenaria, blindado, ao tempo). ❑ Proteção e comando de todos os aparelhos utilizados, desde o ponto de entrega de energia até o ❑ ponto de consumo. ❑ Características completas de todos os equipamentos de proteção e comando, transformadores, cabos, ❑ quadros etc. ❑ Memorial de cálculo. ❑ Relação completa de material ❑ Planilha orçamentária. Instalações Elétricas IIProf. Ruan Moreira Ferraz 22 Simbologia ❑ Todo projeto de instalação elétrica requer a adoção de uma simbologia que represente os diversos materiais envolvidos; ❑ Simbologia sugerida: Slide 1: Instalações Elétricas II Slide 2: Conteúdo Programático Slide 3: Formulação de um Projeto Elétrico Slide 4: Tensão de fornecimento de energia Slide 5: Tensão de fornecimento de energia Slide 6: Modalidades Tarifárias Slide 7: Modalidades Tarifárias Slide 8: Grupo Tarifário B Slide 9: TE e TUSD Slide 10: Grupo Tarifário A Slide 11: Grupo Tarifário A Slide 12: Grupo Tarifário A Slide 13: Grupo Tarifário A Slide 14: Exemplo 3 Slide 15: Exemplo 3 Slide 16: Exemplo 4 Slide 17: Exemplo 4 Slide 18: Exemplo 4 Slide 19: Diagrama Unifilar Slide 20: Diagrama Unifilar Slide 21: Memorial Descritivo Slide 22: Simbologia