Instalacoes Eletricas Industriais Slides Parte II

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Fatores de Projeto ElétricoFatores de Projeto Elétrico• Para a realizar um projeto Elétrico Industrial, énecessário a aplicação de alguns fatores de projeto.São eles:1) Fator de Demanda2) Fator de Carga3) Fator de Perda4) Fator de simultaneidade5) Fator de Utilização
68INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Fatores de Projeto ElétricoFatores de Projeto Elétrico1) Fator de Demanda (Fd)É a relação entre a demanda máxima (D.máx.) dosistema e a carga total conectada (P.inst.)(potência Instalada).
69
.
.
DmáxFd
Pinst

INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
7075
8085
9095
100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Demanda demanda média = 87,6Pot. Instal. 125 kV
Fatores de Projeto ElétricoFatores de Projeto Elétrico2) Fator de Carga(Fc)É a razão entre a demanda média, durante umintervalo de tempo e a demanda máximaregistrada no mesmo período.
70
.
.
DmédFc
Dmáx

INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
7075
8085
9095
100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Demanda demanda média = 87,6Pot. Instal. 125 kV
Fatores de Projeto ElétricoFatores de Projeto Elétrico3) Fator de Perda (Fpr)É a relação entre a perda de potência nademanda média e a perda de potência nademanda máxima, ou seja, o fator perda deenergia do sistema.
71
20,30* 0,7*Fpr Fc Fc 
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Fatores de Projeto ElétricoFatores de Projeto Elétrico4) Fator de simultaneidade (Fs)É a relação entre a demanda máxima do grupo deaparelho pela soma das demandas individuaisdos aparelhos do mesmo grupo.
72INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Fatores de Projeto ElétricoFatores de Projeto Elétrico5) Fator de Utilização (Fu)É o fator aplicado a potência nominal do aparelhopara se obter a potência média absorvida pelomesmo nas condições de utilização.
73INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
A potência e a demanda de cargas podem sercalculadas a partir das seguintes equações:Potência da Carga (W):
Potência para motores (W):
74
* *cos
* * * *cos
P S Fp S
P V I Fp V I


 
 
Onde:P= Potência em WattsS= Potência Aparente em VAV=Tensão do sistema em VoltsI= Corrente elétrica do sistema em Àmpere.Fp=cosϕ=Fator de potência
η = rendimento
736* ( )P P CV
Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas
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Demanda da Carga (VA):
Demanda em Motores (VA):
Demanda para conjunto de motores iguais (VA):
75
( )
*
P WD
Fp

Onde:P= Potência em WattsS= Potência Aparente em VAV=Tensão do sistema em VoltsI= Corrente elétrica do sistema em Àmpere.Fp = cosϕ = Fator de potência
η = rendimentoFu= Fator de UtilizaçãoFs= Fator de simultaneidadeNm= número de equipamentos( )*736*P CVD Fp
( )* * *
*
P WD Nm Fu Fs
Fp

Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas
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Demanda para conjunto de motores iguais (VA):
Demanda para Iluminação (VA):
76
( )*736* * *
*
P CVD Nm Fu Fs
Fp

Onde:P(CV)= Potência do motor em CVFp=cosϕ=Fator de potência
η = rendimentoFu= Fator de UtilizaçãoFs= Fator de simultaneidadeNm= número de motores
Pr* PlDl Nl
Fp
 
  
 

Onde:= Quant. de Luminárias (Lâmpadas)Pl=Potência da LâmpadaPr=Potência do ReatorFp= Fator de potência do reator
Nl
Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas
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Demanda Total do Quadro de motores - DTM (CCM – Centrode Controle de Motores e/ou QDF -Quadro deDistribuição de Força)
77
1 2 ...
1( )*7361 1* * 1* 1
*
2( )*7362 2* * 2* 2
*
( )*736* * *
*
DTM D D Dn
P CVD Nm Fu Fs
Fp
P CVD Nm Fu Fs
Fp
Pn CVDn Nmn Fun Fsn
Fp



  



Onde:P(CV)= Potência do motor em CVFp=cosϕ=Fator de potência
η = rendimentoFu= Fator de UtilizaçãoFs= Fator de simultaneidadeD(1, 2, n)= Demandas dos motores de mesma potência 1, 2 e nNm (1, 2, n)= Número de motores do grupo1, 2 e n
Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas
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Demanda de Iluminação- DL no Quadro de Luz +Tomadas(Quadro de Distribuição de Força e Luz - QDFL):
78
1 2
1 1
1 1
2 2
2 2
...
Pr*
Pr*
ln Prln *
n
n
DL Dl Dl Dl
PlDl Nl
Fp
PlDl Nl
Fp
PD Nln
Fp
  
 
  
 
 
  
 
 
  
 



Onde:= Quant. de Luminárias (Lâmpadas)Pl(1, 2, n)=Potência da Lâmpada 1, 2 e nPr(1, 2, n)=Perda no Reator 1, 2 e nDl(1, 2, n )= Demanda de Iluminação de luminária 1, 2 e nFp=cosϕ=Fator de potência médio (lâmpada + Reator)
Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas
Nl
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Demanda de Tomadas - DT no Quadro de Luz + Tomadas(Quadro de Distribuição de Força e Luz - QDFL):
79
1 2
1
1 1
2
2 2
n
...
*
*
n *
n
n
DT Dt Dt Dt
PtDt Nt
Fp
PtDt Nt
Fp
PtDt Nt
Fp
  
 
  
 
 
  
 
 
  
 
Onde: = número de Tomadas tipo 1, 2 e n Fp=cosϕ=Fator de potênciaDt(1, 2, n)= Demanda de tomadas do tipo 1, 2 e n
Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas
(1,2 )enNt
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Demanda Total de Iluminação + Tomadas – DTL ( Quadro deDistribuição de Força e Luz - QDFL):
80
DTL DL DT 
Onde: DL= Demanda de IluminaçãoDT= Demanda de Tomadas
Demanda e Potência de CargasDemanda e Potência de Cargas
Para determinar a Demanda do Quadro de Distribuição de Força e Luz (QDFL), temos que observar o fator de demanda que segue:
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Demanda Total da IndústriaDemanda Total da Indústria
81
Fator de Demanda para Iluminação e tomadas. 
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Disjuntor reserva Disjuntor reserva -- Quadros de Quadros de DistribDistrib..
Quadro de Distribuição – Espaço Reserva conforme tabela 59da NBR 5410
82
Quantidade de circuitos (N)efetivos no Quadro de Distribuição Espaço mínimo destinado àcircuitos reservasAté 6 circuitos 27 a 12 circuitos 313 a 30 circuitos 4N>Acima de 30 circuitos 0,15*N
Nota: A capacidade de circuitos reserva deve ser considerado no cálculo do alimentador do respectivo quadro de distribuição
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Exemplo de AplicaçãoExemplo de Aplicação1) Considere uma industria representada pela figura quesegue, sendo os motores do grupo 1 de 75CV, os motoresdo grupo 2 de 30CV e os motores do grupo 3 de 50CV , ailuminação da administração e subestação é compostapor 50 lâmpadas incandescentes de 100W e a Fábrica de160 lâmpadas fluorescentes de 40W, o total de TUG é de54 tomadas com 200VA cada. Determine as demandasdos CCM1, CCM2 QDL e QDF e a potência necessária dotransformador da Subestação, considere os motorescomo IV pólos. O total de circuitos de Iluminação etomadas no QDFL é de 25circuitos, sendo 9 circuitos detomadas e 10 circuitos de iluminação fluorescente e 5circuitos de iluminação incandescente. O QDFL está sendoalimentado pelo CCM1 e o CCM’salimentados pelo QDG.
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Planta Baixa de Tomadas da InstalaçãoPlanta Baixa de Tomadas da Instalação
84INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Cálculo de Demanda de IluminaçãoCálculo de Demanda de Iluminação
No quadro de Luz e Tomadas QDFL, temos:
• 160 Lâmpada fluorescentes de 40W com reator duplo (2x40)
• 50 lâmpadas incandescente de 100W.
• 54 Tomadas TUG de 200VADivisão dos circuitos para realizar o equilíbrio nas fases:
• Lâmpadas Fluorescentes = 10 circuitos
• Lâmpadas Incandescentes = 5 circuitos
• Tomadas monofásicas = 9 circuitosNúmero de dispositivos por circuito:
• Fluorescentes = 16 lâmpadas fluorescentes por circuito
• Incandescentes = 10 lâmpadas incandescentes por circuito
• Tomadas = 6 tomadas por circuito 85INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
6 200 6,81
220 0,8
T
FT
F
PNI A
V Fp
   
       
  
1 Pr 8 2 40 12 3,52
220 0,95FL F
PlNI A
V Fp
    
       
  
Cálculo de Demanda de IluminaçãoCálculo de Demanda de Iluminação
Corrente por circuito de iluminação Fluorescente (IFL):
Corrente por circuito de iluminação incandescente (IFI):
Corrente por circuito de tomadas (IFT):
86INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
1 Pr 10 100 0 4,54
220 1FI F
PlNI A
V Fp
          
  
Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas
87INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
D
is
tri
bu
iç
ão
 d
as
 c
or
re
nt
es
 d
os
 c
irc
ui
to
s
re
al
iz
an
do
 o
 e
qu
ilí
br
io
 p
or
 fa
se
Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas
88INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Determinando o número de circuitos reserva no QDFL:• Pela tabela 59 da NBR 5410, temos 24 circuitos, logo:• Número de circuitos reserva = 4Determinado o valor da corrente dos circuitos reserva:
Por uma questão de escolha : utilizaremos 6 circuitos reserva.(lembrando que o valor mínimo de circuitos reserva é 4)
.
.
( )
º
40,07 5,0
8
FASE
circ reserva
circ reserva
I
I maior valor decorrente de fase
N decircuito na fase
I A

 

Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas
89INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
D
is
tri
bu
iç
ão
 d
as
 c
or
re
nt
es
 d
os
 c
irc
ui
to
s
co
m
 a
 im
pl
em
en
ta
çã
o 
do
s 
ci
rc
ui
to
s 
re
se
rv
as
Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas
90INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Assim temos que a potência do QDFL será:
Realizando o fator de demanda para o QDFL conforme tabela doFator de Demanda para Iluminação e tomadas temos:
3 3 380 50,07
32.955 32.955 0,9 29.659,5
L LS V I S
S VA P S Fp W
     
      
Adotando uma 
valor médio para 
o FP = 0,9.
Potência = 29.659,5 W Valor Nominal Valor com Fator de demanda100% Para os Primeiros 20kW 20000 2000070% Para o excedente 9.659,5 6.761,65Valor da potência aplicando o fator de demanda 26.761,65
Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção
91INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
O cálculo do Fator de demanda para o QDFL é realizado paradimensionar o disjuntor geral do QDFL:
O valor comercial do disjuntor será: 50A• Especificação pelo catálogo da Siemens : 5SX1 350-7• Especificação pelo catálogo da WEG: MBW-C50-3• Especificação dos disjuntores de 6A :Siemens : 5SX1 106-7 WEG: MBW-C6• Especificação dos disjuntores de 10A :Siemens : 5SX1 110-7 WEG: MBW-C10Todos os disjuntores pertencem a classe C (curva de disparo - C)
( ) 26.761,65 45,18
3 3 380 0,9QDFL L
P WI A
V Fp
  
   
Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas
92INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
D
is
tri
bu
iç
ão
 d
as
 c
or
re
nt
es
 d
os
 c
irc
ui
to
s
co
m
 a
 im
pl
em
en
ta
çã
o 
do
s 
ci
rc
ui
to
s 
re
se
rv
as
Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas
93INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Dimensionamento dos Barramentos do Quadro:Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 50ABarramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 10AConforme catálogo temos:Tabela I(AC~DC) (A)Barramento Primário 73Barramento Secundário 48 318 81 1
8 4
Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos Motores
 Os motores do grupo 1 está sendo alimentado pelo Centrode Controle de Motores 1 – CCM1, assim temos:
A demanda do CCM1=381,42kVA
94
1 1
1( )*7361 * * *
*
75*7361 10* *0,87*0,65
0,93*0,88
1 381.422, 28
1 381,42
P CVD Nm Fu Fs
Fp
D
D VA
D kVA





Onde: P1=75CVNm=10 motores
η =0,93, tabela motores Fp=0,88, tabela motoresFu=0,87, tabela de Fator de utilização.Fs=0,65 , tabela de Fator de Simultaneidade.
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Nota = Este Quadro também está alimentando o QDFL.
Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção
Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM 1Disjuntor reserva: 3 disjuntores (7 A 12 disjuntores)
95INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
1 ( 32,96 )Considerando que o CCM está alimentando também o QDFL S kVA
1
1
CCM1
1 Circ.Reserva
381,42 3 38,18 32,96 528,92
( ) 528,92I 803,61
3 3 380
1250 810 (3VL77 10-1 )
L
D D
CCM CCM QDFL
CCM kVA
D VA k A
V
Corrente do disjuntor I A térmico ajustado I A Siemens
  
    
  
 
 
L
1
( ) 75*736I 102,47 ( )
3 3 380 0,93 0,88
160 110 (3 27 12 1 )
381,82381,42 / 10circuitos, logo temos : 38,18 por circuito
10
L
D D
P W A corrente do motor
V Fp
Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A VL Siemens
CCM kVA p kVA

  
     
  
 
Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos Motores
 Os motores do grupo 2 e grupo 3 estão sendo alimentadopelo Centro de Controle de Motores 2 – CCM2, assimtemos:• Motores do grupo 2:
96
Onde: P2=30CVNm=10 motores
η =0,91, tabela motores Fp=0,84, tabela motoresFu=0,85, tabela de Fator de utilização.Fs=0,65 , tabela de Fator de Simultaneidade.
2 2
2( )*7362 * * *
*
30*7362 10* *0,85*0,65
0,91*0,84
2 159.591,83
P CVD Nm Fu Fs
Fp
D
D VA




INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos Motores• Motores do grupo 3:
• A demanda Total do CCM2 é:
• A demanda do CCM2=300,61kVA
97
3 3
3( )*7363 * * *
*
50*7363 5* *0,87*0,70
0,924*0,86
3 141.014,79
P CVD Nm Fu Fs
Fp
D
D VA




Onde: P3=50CVNm=5 motores
η =0,924 tabela motores Fp=0,86, tabela motoresFu=0,87 tabela de Fator de utilização.Fs=0,70 tabela de Fator de Simultaneidade.
2 3 159.591,83 141.014,79
300.606,62
DT D D
DT VA
   

INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof.Carlos T. Matsumi
Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção
Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM2Disjuntor reserva: 4 disjuntores (13 a 30 disjuntores)
98INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
L
L
( ) 30*736I 49,31 ( 30 )
3 3 380 0,91 0,84
63 50 (3RV10 41-4JA10 )
( ) 50*736I 70,36 ( 50
3 3 380 0,924 0,86
L
D D
L
P W A corrente domotor CV
V Fp
Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens
P W A corrente domotor C
V Fp


  
     
 
  
     
2
)
90 72 (3RV10 41-4LA10 )
300,61300,61 / 15circuitos, logo temos : 20,04 por circuito 
15
D D
V
Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens
kCCM kVA p kVA
 
 
2 2
2
2
4 CircuitoReserva
300,61 4 20,04 380,77
( ) 380,77I 578,52
3 3 380
630 580 (3VL57 63 -1 )
CCM
L
D D
CCM CCM
CCM kVA kVA kVA
D VA k A
V
Correntedo disjuntor I A térmico ajustado I A Siemens
  
   
  
 
 
Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção
Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM2Disjuntor reserva: 4 disjuntores (13 a 30 disjuntores)
99INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Demanda Total da IndústriaDemanda Total da Indústria
Demanda Total no QDF (Quadro de Distribuição Geral)DT=Demanda dos CCM´s + a Demanda de Iluminação +TomadasDT=D_CCM1+D_CCM2DT=528,92+380,77 (kVA)DT=909,69kVADemanda do QDG=909,69kVA
Será considerado dois circuitos reservas (trifásicos) com potênciamáxima de 50kVA por circuito.O transformador necessário deverá ter uma potência maior que904,04kVA, assim comercialmente temos o transformador com1000kVA. 100INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
( ) ( ) 909,69I 1.382,13
3 3 3 380
1600 1400 (3VL87 16- 2 )
QDG
L L
D D
P W D VA k A
V Fp V
Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens

   
    
 
Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas
101INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Dimensionamento dos Barramentos do Quadro:
 CCM1Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 1250ABarramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 160A
 CCM2Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 630ABarramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 90ATabela I(AC~DC) Barramento Primário (A) Barramento Secundário (A)CCM1 1420 179CCM2 774 112 1 14 2 51
4 16
3 11.8 2
3 32.8 4
Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas
102INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Dimensionamento dos Barramentos do QDG:Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 1600ABarramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 1250AConforme catálogo temos:Tabela I(AC~DC) (A)Barramento Primário 1968Barramento Secundário 1476 1 32 1 12.2 4
Diagrama dos Disjuntores e QuadrosDiagrama dos Disjuntores e Quadros
103INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Quadro de Distribuição Geral - QDG
Diagrama dos Disjuntores e QuadrosDiagrama dos Disjuntores e Quadros
104INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
CCM 1
Diagrama dos Disjuntores e QuadrosDiagrama dos Disjuntores e Quadros
105INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
CCM 2
Identificação dos Circuitos no QuadroIdentificação dos Circuitos no Quadro
106INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Circuito Nº Identificação do Circuito Sigla01 Quadro de Força e Iluminação - 01 QDFL - 0102 Quadro de Força e Iluminação – 02 QDFL – 0203 Quadro de Força e Iluminação – 03 QDFL – 0304 Quadro de Força e Iluminação – 04 QDFL – 0405 Centro de Controle de Motores 01 CCM106 Centro de Controle de Motores 02 CCM207 Centro de Controle de Motores 03 CCM308 Centro de Controle de Motores 04 CCM409 Centro de Controle de Motores 05 CCM5
Quadro de Distribuição Geral Nº 01
Ex
em
pl
o 
de
 Id
en
tif
ic
aç
ão
 d
e 
Q
ua
dr
os
Identificação dos Circuitos no QuadroIdentificação dos Circuitos no Quadro
107INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Circuito Nº Identificação do Circuito Sigla01 Iluminação Escrit. Desenho 001 ILU -ED/00102 Iluminação Escrit. Projetos 005 ILU -EP/00503 Iluminação Diretoria - 003 ILU -DR/00304 Iluminação Gerência - 002 ILU - GR/00205 Tomada Escrit. Desenho - 001 TOM – ED/00106 Tomada Escrit. Projetos - 005 TOM – EP/00507 Tomada Gerência - 002 TOM – GR/00208 Tomada Diretoria - 003 TOM – DR/003
Quadro de Força e Iluminação Nº 01 – QDFL 01
Ex
em
pl
o 
de
 Id
en
tif
ic
aç
ão
 d
e 
Q
ua
dr
os
Identificação dos Circuitos no QuadroIdentificação dos Circuitos no Quadro
108INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Circuito Nº Identificação do Circuito Sigla01 Fresadora 001 FRD-00102 Fresadora 002 FRD-00203 Torno Mecânico 001 TNM - 00104 Torno Mecânico 002 TNM - 00205 Torno CNC 001 TCN - 00106 Torno CNC 0012 TCN - 00107 Injetora - 001 INJ - 00108 Injetora – 002 INJ - 00209 Injetora - 003 INJ – 003
Centro de Controle de Motores Nº 01 - CCM 1
Ex
em
pl
o 
de
 Id
en
tif
ic
aç
ão
 d
e 
Q
ua
dr
os
Dados de CatálogoDados de Catálogo
109
Características dos Transformadores Comerciais
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Dados de CatálogoDados de Catálogo
110INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Dados de CatálogoDados de Catálogo
111INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Planta Baixa de Tomadas da InstalaçãoPlanta Baixa de Tomadas da Instalação
112INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Exercício de Cálculo de DemandaExercício de Cálculo de Demanda1) Considere uma industria representada pela figura abaixo, sendoos motores do grupo 1 de 10CV, os do grupo 2 de 15CV, os dogrupo 3 de 50CV, os do grupo 4 de 100CV e os do grupo 5 de30CV, a iluminação da administração e subestação é compostapor 70 luminárias de 2x40W e a Fábrica de 45 luminárias comlâmpadas de vapor de mercúrio de 250W , o total de TUG é de55 tomadas com 200VA cada, e o de TUE’s são 3 tomadas 32A5pólos. Determine as demandas dos CCM1, CCM2, QDL e QDF ea potência necessária do transformador da Subestação,considere os motores como IV pólos O total de circuitos deIluminação e tomadas no QDFL é de 30 circuitos, sendo 3circuitos de tomadas TUE’s, 11 circuitos de tomada TUG, 7circuitos de luminária fluorescente e 9 circuitos de lumináriade lâmpada de Vapor de Mercúrio. . O QDFL está sendoalimentado pelo CCM1 e o CCM’s alimentados pelo QDG.
113INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Cálculo de Demanda de IluminaçãoCálculo de Demanda de Iluminação
No quadro de Luz e Tomadas QDFL, temos:
• 140 Lâmpada fluorescentes de 40W com reator duplo (2x40)
• 45 luminárias lâmpada de Vapor de Mercúrio de 250W.
• 55 Tomadas TUG de 200VA
• 3 Tomadas TUE de 32ADivisão dos circuitos para realizar o equilíbrio nas fases:
• Lâmpadas Fluorescentes = 7 circuitos
• Lâmpadas Vapor de Mercúrio = 9 circuitos
• Tomadas monofásicas TUG = 11 circuitos
• Tomadas trifásicas TUE = 3 circuitosNúmero de dispositivospor circuito:
• Fluorescentes = 20 lâmpadas fluorescentes por circuito
• Vapor de Mercúrio = 5 lâmpadas Vapor de Mercúrio por circuito
• Tomadas TUG= 5 tomadas por circuito
• Tomadas TUE = 1 tomada por circuito 114INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
5 200 4,78
220 0,8
T
FTUG
F
N PI A
V Fp
          
  
1 Pr 10 2 40 12 4,40
220 0,95FL F
N PlI A
V Fp
    
       
  
Cálculo de Demanda de IluminaçãoCálculo de Demanda de Iluminação
Corrente por circuito de iluminação Fluorescente (IFL):
Corrente por circuito de iluminação Vapor de Mercúrio(IFI):
Corrente por circuito de tomadas (IFTUG):
Corrente por circuito de Tomadas TUE (IFTUE):
115INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
1 Pr 5 250 30 6,70
220 0,95MG F
N PlI A
V Fp
   
       
  
1 32,0 32FTUE TUEI N I A    
Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas
116INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
D
is
tri
bu
iç
ão
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 c
or
re
nt
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 d
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 c
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ui
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s
re
al
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an
do
 o
 e
qu
ilí
br
io
 p
or
 fa
se
Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas
117INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Determinando o número de circuitos reserva no QDFL:• Pela tabela 59 da NBR 5410, temos 30 circuitos, logo:• Número de circuitos reserva = 4Determinado o valor da corrente dos circuitos reserva:
Por uma questão de escolha : utilizaremos 6 circuitos reserva.(lembrando que o valor mínimo de circuitos reserva é 4)
.
.
( )
º
144,02 12,0 143,64
12
FASE
circ reserva
circ reserva
I
I maior valor decorrentede fase
N decircuito na fase
I A

 

Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas
118INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
D
is
tri
bu
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ão
 d
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 c
or
re
nt
es
 d
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 c
irc
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co
m
 a
 im
pl
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ta
çã
o 
do
s 
ci
rc
ui
to
s 
re
se
rv
as
Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas
119INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Assim temos que a potência do QDFL será:
Realizando o fator de demanda para o QDFL conforme tabela doFator de Demanda para Iluminação e tomadas temos:
3 3 380 168,02
110.587 110587 0,9 99.528,6
L LS V I S
S VA P S Fp W
     
      
Adotando uma 
valor médio para 
o FP = 0,9.
Potência = 29.659,5 W Valor Nominal(W) Aplicando o Fator de demanda (W)100% Para os Primeiros 20kW 20.000 20.00070% Para o excedente 79.528,6 55.670Valor da potência aplicando o fator de demanda 75.670
Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção
120INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
O cálculo do Fator de demanda para o QDFL é realizado paradimensionar o disjuntor geral do QDFL:
O valor comercial do disjuntor será: 160A• Especificação pelo catálogo da Siemens : 3VL 27 16 – 1• Especificação pelo catálogo da WEG: DWM160N-150-3• Especificação dos disjuntores de 6A :Siemens : 5SX1 106-7 WEG: MBW-C6• Especificação dos disjuntores de 10A :Siemens : 5SX1 110-7 WEG: MBW-C10• Especificação dos disjuntores de 32A :Siemens : 5SX1 332-7 WEG: MBW-C32-3
( ) 75.670 127,74
3 3 380 0,9QDFL L
P WI A
V Fp
  
   
OBS. Todos os disjuntores pertencem a classe C (curva de disparo - C)
Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas
121INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
D
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 d
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 d
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ci
rc
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s 
re
se
rv
as
Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas
122INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Dimensionamento dos Barramentos do Quadro:Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 160ABarramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 32AConforme catálogo temos:Tabela I(AC~DC) (A)Barramento Primário 179Barramento Secundário 48 1 1
8 4
1 1
4 2
Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos Motores
 Os motores do grupo 1 e 2 estão sendo alimentado peloCentro de Controle de Motores 1 – CCM1, assim temos:
• Motores do grupo 1:
123
1 1
1( )*7361 * * *
*
10*7361 4* *0,83*0,80
0,89*0,83
1 26.463
1 26,463
P CVD Nm Fu Fs
Fp
D
D VA
D kVA





Onde: P1=10CVNm=4 motores
η =0,89, tabela motores Fp=0,83, tabela motoresFu=0,83, tabela de Fator de utilização.Fs=0,80 , tabela de Fator de Simultaneidade.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos Motores• Motores do grupo 2:
• A demanda Total do CCM1 é:
• A demanda do CCM1=82,6kVA 124
2 2
3( )*7362 * * *
*
15*7362 6* *0,83*0,75
0,885*0,83
2 56,136
P CVD Nm Fu Fs
Fp
D
D kVA




Onde: P2=15CVNm=6 motores
η =0,885 tabela motores Fp=0,83, tabela motoresFu=0,83, tabela de Fator de utilização.Fs=0,75 tabela de Fator de Simultaneidade.
1 2 26.463 56.136
( 1) 82.599
DT D D
DT CCM VA
   

INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos MotoresOs motores do grupo 3, grupo 4 e grupo 5 estão sendoalimentado pelo Centro de Controle de Motores 2 – CCM2,assim temos:• Motores do grupo 3:
• Motores do grupo 4:
125
Onde: P3=50CVNm=6 motores
η =0,924, tabela motores Fp=0,86, tabela motoresFu=0,87, tabela de Fator de utilização.Fs=0,70 , tabela de Fator de Simultan.
3 3
2( )*7363 * * *
*
50*7363 6* *0,87*0,70
0,924*0,86
3 169, 22
P CVD Nm Fu Fs
Fp
D
D kVA




4 4
3( )*7364 * * *
*
100*7364 3* *0,87*0,85
0,935*0,87
4 200,727
P CVD Nm Fu Fs
Fp
D
D kVA




P4=100CVNm=3 motores
η =0,935 tabela motores Fp=0,87, tabela motoresFu=0,87 tabela de Fator de utilização.Fs=0,85 tabela de Fator de Simultan.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Cálculo de Demanda dos MotoresCálculo de Demanda dos Motores• Motores do grupo 5:
• A demanda Total do CCM2 é:
• A demanda do CCM2=488,01kVA
126
Onde: P5=30CVNm=6 motores
η =0,91 tabela motores Fp=0,84, tabela motoresFu=0,85 tabela de Fator de utilização.Fs=0,70 tabela de Fator de Simultan.
5 5
3( )*7365 * * *
*
30*7365 6* *0,87*0,783
0,91*0,84
5 118,062
P CVD Nm Fu Fs
Fp
D
D kVA




( 2) 3 4 5 169.220,00 200.727,00 118.062,00
( 2) 488,01
DT CCM D D D
DT CCM kVA
     

INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção
Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM1Disjuntor reserva: 3 disjuntores (7 A 12 disjuntores)
127INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
L
L
( ) 10*736I 15,71 ( 10 )
3 3 380 0,89 0,80
20 16 (3RV10 31-4BA10 )
( ) 15*736I 25,27 ( 15
3 3 380 0,885 0,75
L
D D
L
P W A corrente domotor CV
V Fp
Correntedodisjuntor I A térmicoajustado IA Siemens
P W A corrente domotor C
V Fp


  
     
 
  
     
1
)
32 26 (3RV10 31-4EA10 )
82,682,6 / 10circuitos, logo temos : 8,26 por circuito 
10
D D
V
Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens
kCCM kVA p kVA
 
 
1 1
1
1
3 Circuito Reserva + QDFL
82,6 3 8,26 110,587 217,96
( ) 217,96I 333,17
3 3 380
400 340 (3VL47 40 -1 )
CCM
L
D D
CCM CCM
CCM k k k kVA
D VA k A
V
Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens
  
    
  
 
 
Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção
Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM1Disjuntor reserva: 3 disjuntores (7 A 12 disjuntores)
128INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção
Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM2Disjuntor reserva: 4 disjuntores (13 A 30 disjuntores)
129INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
L
L
( ) 50*736I 70,36 ( 50 )
3 3 380 0,924 0,86
90 72 (3RV10 41-4LA10 )
( ) 100*736I 137,47 (
3 3 380 0,935 0,87
L
D D
L
P W A corrente domotor CV
V Fp
Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens
P W A corrente domotor
V Fp


  
     
 
  
     
L
100 )
160 140 (3VL27 16 1 )
( ) 30*736I 43,89 ( 30 )
3 3 380 0,91 0,84
50 45 (3RV10 41-4HA10
D D
L
D D
CV
Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens
P W A corrente domotor CV
V Fp
Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A

  
  
     
  )Siemens
Especificação dos Disjuntores de ProteçãoEspecificação dos Disjuntores de Proteção
Disjuntores reserva Quadro de Distribuição: CCM2Disjuntor reserva: 4 disjuntores (13 A 30 disjuntores)
130INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
2
2 2
2
2
488,01488,01 / 15circuitos, logo temos : 32,534 por circuito 
15
4 CircuitoReserva 
488,01 4 32,534 618,146
( ) 618,146I 939,176
3 3 380
1250
CCM
L
D
kCCM kVA p kVA
CCM CCM
CCM k k kVA
D VA k A
V
Correntedodisjuntor I A térmi
 
  
   
  
 
 950 (3VL77 12 -1 )Dcoajustado I A Siemens
Demanda Total da IndústriaDemanda Total da Indústria
Demanda Total no QDF (Quadro de Distribuição Geral)DT=Demanda dos CCM´s + a Demanda de Iluminação +TomadasDT=D_CCM1+D_CCM2DT=217,96+618,146 (kVA)DT=836,11kVADemanda do QDG=836,11kVA
Será considerado dois circuitos reservas (trifásicos) com potênciamáxima de 82kVA por circuito.O transformador necessário deverá ter uma potência maior que836,11kVA, assim comercialmente temos o transformador com1000kVA. 131INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
( ) ( ) 836,11I 1.270,34
3 3 3 380
1600 1300 (3VL87 16- 2 )
QDG
L L
D D
P W D VA k A
V Fp V
Correntedodisjuntor I A térmicoajustado I A Siemens

   
    
 
Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas
132INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Dimensionamento dos Barramentos do Quadro:
 CCM1Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 400ABarramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 160A
 CCM2Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 1250ABarramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 160ATabela I(AC~DC) Barramento Primário (A) Barramento Secundário (A)CCM1 516 179CCM2 1420 179 1 14 23 18  1 1
4 2
3 32.8 4
Cálculo de Demanda de Cálculo de Demanda de IluminIlumin. + Tomadas. + Tomadas
133INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Dimensionamento dos Barramentos do QDG:Barramento Principal: Corrente mínima a ser suportada: 1600ABarramento Secundário: Corrente mínima a ser suportada 1250AConforme catálogo temos:Tabela I(AC~DC) (A)Barramento Primário 1968Barramento Secundário 1476 1 32 1 12.2 4
Diagrama dos Disjuntores e QuadrosDiagrama dos Disjuntores e Quadros
134INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Quadro de Distribuição Geral - QDG
Diagrama dos Disjuntores e QuadrosDiagrama dos Disjuntores e Quadros
135INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
CCM 1
Diagrama dos Disjuntores e QuadrosDiagrama dos Disjuntores e Quadros
136INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
CCM 2
Dados de CatálogoDados de Catálogo
137INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Dados de CatálogoDados de Catálogo
138
Capacidade de Condução de Corrente em Barramento de CobreRelação aproximada de aumento de corrente em barras paralela (espaçamento entre barras na vertical =distância 1 barra e barras na horizontal = distancia de 2 barras. Ex: 15X2, espaçamento vertical mínimo 2mm e na horizontal = 4mm : 
•2 barra paralela multiplicar por 1,58 e 3 barra em paralelo multiplicar por 2
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Largura EspessuraPol. 1/16 3/32 1/8 3/16 1/4 5/16 3/8Pol. mm 1,58 2,38 3,17 4,76 6,35 7,94 9,521/4 6,35 20 30 40 - - - -5/16 7,94 25 38 50 - - - -3/8 9,52 30 45 60 91 121 - -1/2 12,70 40 60 81 121 161 202 2425/8 15,87 50 76 101 151 202 252 302
Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor
139
Em instalações industriais, existe a necessidade de instalardiversos equipamentos cuja as características derendimento e fator de potência não são expressas deforma clara. Com isso podemos adotar uma forma decaracterizar estes valores.Para realizar o cálculo de demanda em equipamento cujainformação está em potência em Watts e não temos osdados de rendimento e fator de potência, utilizamos aconversão da potência em watts para valores em CV(motor IV pólos) para retirar os dados de rendimento efator de potência, utilizando assim as tabelas desimultaneidade e fator de utilização, conforme exemploabaixo:
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor
140INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor
141
Nove PET 1500Potência Total Instalada: 86,3 kWPela tabela de motores temos: motor de 125CVDados da tabela: η=0,938 e Fp=0,86Nove PET 2000Potência Total Instalada: 108,1 kWPela tabela de motores temos: motor de 150CVDados da tabela: η=0,941 e Fp=0,87
*Nota: Não esquecer a área ocupada do equipamento e considerar distância mínimaentre Máquinas de 1500mm. Para corredores laterais utilizar espaço de2000mm e corredores Centrais de 3000mm.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor
142INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor
143
SKY BULL 600Potência motores principais : S1 -7,5kW e S2 -11kWPela tabela de motores temos:Motor de 7,5kW motor 10 CVDados da tabela: η=0,89 e Fp=0,83Motor de 11kW motor 15 CVDados da tabela: η=0,885 e Fp=0,83
*Nota: Não esquecer a área ocupada do equipamento e considerar distância mínimaentre Máquinas de 1500mm. Para corredores laterais utilizar espaço de2000mm e corredores Centrais de 3000mm.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
ConversãoMáquina X MotorConversão Máquina X Motor
144INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor
145
LOGIC 175Potência Total Instalada: 5,5 kWPela tabela de motores temos: motor de 7,5CVDados da tabela: η=0,88 e Fp=0,82
*Nota: Não esquecer a área ocupada do equipamento e considerar distância mínimaentre Máquinas de 1500mm. Para corredores laterais utilizar espaço de2000mm e corredores Centrais de 3000mm.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor
146INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
Conversão Máquina X MotorConversão Máquina X Motor
147
Torno CNC CENTUR 30DPotência Total Instalada: 15 kVA
Pela tabela de motores temos: motor de 15CVDados da tabela: η=0,885 e Fp=0,83
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Prof. Carlos T. Matsumi
 
   
( ) 15.000380 22,79
3 3 380
380 22,79220 39,50
0,577 0,577
L
S VAIp V A
V
Ip V
Ip V A
  
 
  