Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Universidade Federal de Campina Grande – UFCG Professor: Luis Reyes Disciplina: Eletrotécnica Aluna: Eugênia Telis de Vilela Silva Mat.: 112110562 Instalação Elétrica Trifásica de uma Residência Campina Grande, 02 de junho de 2015. 1. Apresentação do Projeto Proposto O trabalho consiste na elaboração de um projeto referente às instalações elétricas de uma residência. A residência consiste em: uma casa de 1º andar, com quatro quartos (com dimensões mínimas de 4x4), todos devem conter chuveiro elétrico e ar condicionado. Sendo três dos quatro quartos no primeiro andar e um quarto no térreo. A casa deve ter uma piscina (10x5)m, um portão elétrico e caixa de água (para cada um destes três utiliza-se um motor elétrico) e garagem. O tamanho mínimo do terreno é 24x45 metros. 2. Objetivo Geral O trabalho tem como objetivos: Desenhar a planta baixa da residência; Desenvolver o projeto das instalações elétricas de acordo com os modelos apresentados na sala de aula; Calcular a demanda de energia necessária para a residência projetada; Desenvolver o projeto com base na norma NDU001 da Energisa, concessionária responsável pela distribuição de energia elétrica na Paraíba; Deve-se considerar um sistema trifásicos de alimentação, com 3 quadros de distribuição, um para o térreo, um para o primeiro andar e um para a área externa. As potências do chuveiro elétrico e do ar condicionado foram definidas pelo número da matricula de cada aluno. Isso foi feito atribuindo-se o final do número da matricula do aluno a potência para o ar condicionado e chuveiros elétricos que serão instalados em cada quarto inclusive no escritório. Matrícula – 112110562 BTU’s W V Potência do Ar Condicionado 7500 1200 1412 Potência do Chuveiro Elétrico - 4000 4000 3. Memorial Descritivo das Instalações das Instalações Elétricas de uma Residência Neste tópico são descritos os elementos da instalação elétrica de uma residência. A partir do entendimento destes é possível então projetar a distribuição da energia elétrica por toda a residência, em lâmpadas, tomadas, ar condicionados, chuveiros elétricos, bombas, entre outros. Deve-se enfatizar que a carga considerada para um equipamento de utilização é a sua potência nominal absorvida, dada pelo fabricante ou calculada a partir da tensão nominal, da corrente nominal e do fator de potência. 3.1 Iluminação As instalações elétricas serão executadas de acordo com projeto, atendendo as normas e especificações da NBR 5410:2004, sendo que a alimentação será feita através da rede pública. Em cada cômodo ou dependência de unidades residenciais deve ser previsto um ponto de luz no teto, com potência mínima de 100 VA, comandada por interruptor na parede. Em cômodos ou dependências com área igual ou inferior a 6 m² deve ser prevista pelo menos uma carga de 100 VA e 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. Estes valores apurados correspondem à potência destinada à iluminação para efeito de dimensionamento dos circuitos, e não necessariamente à potência nominal das lâmpadas. 3.2 Tomadas Todas as prescrições impostas pelos fabricantes deverão ser seguidas. Nenhuma parte viva dos circuitos poderão ficar avista ou desprotegidas de isolamento. O aterramento dos circuitos deverá ser feito através de hastes terras localizados em local constantemente úmido. Todo e qualquer material colocado na obra pela CONTRATADA que seja considerado imperfeito ou de qualidade inferior pela FISCALIZAÇÃO, será trocado imediatamente por material novo e com a qualidade desejável, conforme especificações a seguir e sem ônus para a CONTRATADA. Mesmo que não especificado, os materiais deverão ser aplicados em conformidade com as especificações fornecidas e instruções dos respectivos fabricantes e/ou fornecedores. Existem dois tipos de tomadas, as tomadas de uso geral e as tomadas de uso específico. Nas unidades residenciais, o número de tomadas de uso geral deve ser fixado de acordo com o seguinte critério: Em banheiros, pelo menos uma tomada junto ao lavatório; Em cozinhas, áreas de serviço e locais análogos, no mínimo uma tomada para cada 3,5 m, ou fração de perímetro, sendo que, acima de cada bancada com largura igual ou superior 0,30 m, deve ser prevista pelo menos uma tomada; Em varandas e garagens, pelo menos uma tomada. Para circuitos de tomadas de uso geral que atendam a esses locais, deve ser atribuída uma potência de no mínimo 1000 VA; Nos demais cômodos ou dependências, se a área for inferior a 6 m², pelo menos uma tomada; se a área for maior que 6 m², pelo menos uma tomada para cada 5 m, ou fração de perímetro, espaçada tão uniformemente quanto possível. Nas unidades residenciais, às tomadas de uso geral devem ser atribuídas as seguintes potências: Em banheiros, cozinhas, áreas de serviços e locais análogos, no mínimo 600 VA por tomada, até três tomadas, e 100 VA por tomada, para as excedentes, considerando cada um desses ambientes separadamente; Nos demais cômodos ou dependências, no mínimo 100 VA por tomada; Para as tomadas de uso específico deve ser atribuída uma potência igual à potência nominal do equipamento a ser alimentado. Quando não for conhecida a potência do equipamento a ser alimentado, deve se atribuir à tomada uma potência igual à potência nominal do equipamento mais potente com possibilidade de ser ligado, ou potência determinada a partir da corrente nominal da tomada e da tensão do respectivo circuito. Tomadas de uso específico devem ser instaladas no máximo a 1,5 m do local previsto para o equipamento a ser alimentado. 3.3 Divisão das instalações Toda a instalação deve ser dividida em vários circuitos, de modo a: Limitar as consequências de uma falta, a qual provocará apenas seccionamento do circuito defeituoso; Facilitar as verificações, os ensaios e a manutenção; Evitar os perigos que possam resultar da falha de um único circuito, como, por exemplo, no caso da iluminação. Chama-se de circuito o conjunto de pontos de consumo, alimentados pelos mesmos condutores e ligados ao mesmo dispositivo de proteção (chave ou disjuntor). Nos sistemas polifásicos, os circuitos devem ser distribuídos de modo a assegurar o melhor equilíbrio de cargas entre as fases. Os circuitos de iluminação devem ser separados dos circuitos de tomadas. Em unidades residenciais são permitidos pontos de iluminação e tomadas em um mesmo circuito. Devem ser observadas as seguintes restrições em unidades residenciais: Circuitos independentes devem ser previstos para os aparelhos de potência igual ou superior a 1500 VA, sendo permitida a alimentação de mais de um aparelho do mesmo tipo através de um só circuito; As proteções dos circuitos de aquecimento ou condicionamento de ar de uma residência podem ser agrupadas no quadro de distribuição da instalação elétrica geral ou em um quadro separado; Quando um mesmo alimentador abastece vários aparelhos individuais de ar- condicionado, deve haver uma proteção para o alimentador geral e uma proteção junto a cada aparelho, caso este não possua proteção interna própria. Cada circuito deve ter seu próprio condutor neutro. Para residências, os circuitos de distribuição devem obedecer à seguinteprescrição mínima: um circuito para cada 60 m² ou fração. 3.4 Quadro de distribuição de circuitos (QDC) Tem-se que o quadro de distribuição de circuitos deve ser instalado em local de fácil acesso e possuir identificação no seu lado externo. A NBR 5410 prescreve que na elaboração do projeto elétrico deve ser prevista em cada quadro de distribuição de circuito uma capacidade de reserva, que possibilite ampliações futuras da instalação elétrica interna, compatível com a quantidade e tipo de circuitos previstos inicialmente, isto é: QDC com até 6 circuitos, prever espaço de reserva para o mínimo 2 circuitos; QDC de 7 a 12 circuitos, prever espaço de reserva para o mínimo 3 circuitos; QDC de 13 a 30 circuitos, prever espaço de reserva para o mínimo de 4 circuitos; QDC acima de 30 circuitos, prever espaço de reserva para o mínimo de 15% dos circuitos. A instalação de dispositivos de proteção no quadro de distribuição de circuitos deve ser feita de modo que se evite que pessoas se acidentem e para a proteção geral de todos os equipamentos envolvidos na instalação. Dessa forma, o quadro de distribuição de circuitos deve conter: Barramentos para os condutores das Fases; Terminal para ligação do condutor Neutro; Terminal para ligação do condutor de Proteção (PE); Disjuntores Termomagnéticos; Dispositivos Diferencial-Residual – DR; Dispositivos contra sobretensões, etc. Recebe os fios que vêm do medidor É no QDC que se encontram os dispositivos de proteção É do QDC que partem os circuitos que vão alimentar diretamente as lâmpadas, tomadas e aparelhos elétricos. 3.5 Dimensionamento de condutores Os condutores utilizados nas instalações residenciais de baixa tensão poderão ser de cobre ou de alumínio, com isolamento de PVC (cloreto de polivinil) ou de outros materiais previstos por normas, como EPR ou XLPE. Inicialmente deve ser escolhida a maneira de instalar os condutores elétricos conforme a Tabela 4.2 (Hélio Creder - 2004, página 146). Com o método de referência já obtido e de posse daTabela 4.4 (Hélio Creder – 2004, página 153), pode-se escolher a bitola do condutor pela capacidade de condução de corrente. Fatores de correção conforme as temperaturas ambientes e o agrupamento de condutores devem ser levados em conta. Para obter o fator de correção devido à temperatura ambiente, utilizar a Tabela 4.8 (Hélio Creder - 2004, página 157). Já para o fator de correção devido ao agrupamento de condutores, utilizar tabela 4.10 (Hélio Creder - 2004, página 158). A norma NBR 5410 prevê a seção mínima dos condutores conforme o tipo de instalação. Para obtenção da seção mínima do condutor, utilizar a tabela 4.16 (Hélio Creder - 2004, página 162). Para obtenção da seção mínima do condutor neutro, utilizar a tabela 4.17 (Hélio Creder - 2004, página 163). Já para obtenção da seção mínima do con dutor de proteção, utilizar a tabela 4.19 (Hélio Creder - 2004, página 163). Depois de escolhido o condutor pelos critérios anteriores, deve-se verificar se o mesmo satisfaz o critério da queda de tensão admissível, conforme tabela 4.18 (Hélio Creder - 2004, página 163). O condutor a ser escolhido é o de maior seção. Os condutores de baixa tensão são normalmente comercializados em rolos de 100 m e em diversas cores, que na instalação devem ser as seguintes: condutor fase: preto, branco, vermelho ou cinza; condutor neutro: azul-claro; condutor de proteção: verde ou verde e amarelo. Com relação à seção mínima dos condutores, a NBR 5410 prescreve a seção mínima do condutor conforme o tipo de instalação, o material utilizado e a utilização do circuito. Com relação ao critério de queda de pressão admissível, tem-se que as quedas de tensão ocorrem em função da distância entre a carga e o medidor e a potência da carga. A NBR 5410 prescreve que a queda de tensão admissível para instalações alimentadas diretamente por um ramal de baixa tensão, a partir da rede de distribuição pública de baixa tensão é de 4%. A queda de tensão parcial nos circuitos terminais para iluminação deve ser igual ou inferior a 2%. Os valores utilizados para os diâmetros dos fios utilizados foram com base na NBR 5410 que estabelece as seções mínimas para os condutores existentes nos circuitos terminais para os diversos pontos de consumo ativos, isto é: CIRCUITOS SEÇÕES MÍNIMAS Iluminação 1,5 mm² Tomadas de corrente em quartos, salas ou similares. 2,5 mm² Tomadas de corrente em cozinhas, áreas de serviço, garagens e similares. 2,5 mm² Aquecedores de água em geral 2,5 mm² Máquinas de lavar roupa 2,5 mm² Fogões elétricos 2,5 mm² 3.6 Dimensionamento do alimentador O alimentador, assim como os demais condutos, deve ser dimensionado pelo critério da capacidade da corrente e pela queda de tensão admissível. Com relação à proteção dos circuitos a NBR 5410 estabelece as seguintes prescrições fundamentais destinadas a garantir a segurança das pessoas, de animais domésticos e de bens, contra os perigos e danos que possam resultar da utilização das instalações elétricas: Proteção contra choques elétricos: Proteção contra contatos diretos; Proteção contra contatos indiretos. Proteção contra efeitos térmicos: Proteção contra os riscos de incêndio em materiais e proteção contra queimaduras em pessoas e animais domésticos, em consequência de temperaturas elevadas e/ ou arcos elétricos. Proteção contra sobrecorrentes: Proteção contra correntes de sobrecargas; Proteção contra correntes de curtos-circuitos. Proteção contra sobretensões: Sobretensões oriundas te fenômenos atmosféricos; Sobretensões resultantes de manobras de instalação, do sistema elétrico, etc. 3.7 Dimensionamento do eletroduto Os eletrodutos foram calculados por fase, considerando o maior diâmetro de fio e a quantidade que passa pelo eletroduto. A partir disto, consultou-se uma tabela e determinou-se o diâmetro dos eletrodutos. A tabela consultada encontra-se abaixo. 3.8 Disjuntores Numa instalação elétrica residencial, deve-se garantir o bom funcionamento do sistema de quaisquer condições de operação, protegendo as pessoas, os equipamentos e a rede elétrica de acidentes provocados por alteração de correntes (sobrecorrentes ou curto-circuito). Os disjuntores termomagnéticos em caixa moldada (Unic) são construídos de modo a atender a essas exigências da norma NBR 5361, através de um disparador térmico, bimetálico de sobrecargas ou de um disparador magnético de alta precisão. Pode ser instalado em quadros de distribuição através de garras ou trilhos. Um sistema elétrico completo necessita de um completo sistema de proteção que proteja as pessoas, os equipamentos e a rede elétrica de acidentes provocados por alteração de correntes de um modo eficaz. Dessa forma, nesta instalação, a proteção geral deverá ser feita com disjuntor DTM e, além dos fios terra, dispositivos DR ligados a cada circuito terminal, com as devidas especificações, conforme projeto. As correntes nominais dos disjuntores foram dimensionados de acordo com a corrente que passa em cada circuito. O interruptor IDR foi projetado de acordo com a corrente nominal dos disjuntores termomagnéticos ligados a ele. A partir disto consultou-se a tabela abaixo. 3.9. Sistema de proteção em instalações elétricas Tem-se que, uma instalação elétrica interna está sujeita a defeitos e acidentes de diversas naturezas, sendo, portanto, necessária à existência de um sistema de proteção e segurança adequados, a fim de evitar maiores danos. Dessa forma,a NBR 5410 estabelece que em uma instalação elétrica deve-se existir: Proteção contra choques elétricos; Proteção contra sobrecorrentes; Proteção contra sobretensões e subtensões; Proteção contra falta de fase. 3.9.1 Elementos básicos de proteção Em uma instalação elétrica, tem-se que os elementos básicos de proteção são: Aterramento; Condutor de proteção (PE); Condutor Neutro. 3.9.2 Esquemas a aterramento De acordo com a NBR 5410, os esquemas de aterramento são classificados em: TN, TT e IT. O sistema TN tem um ponto diretamente aterrado, sendo as massas ligadas a este ponto através de condutores de proteção. De acordo com a disposição dos condutores, Neutro e de Proteção, este sistema se subdivide em: TN-S onde o condutor Neutro (N) e o de Proteção (condutor PE) são distintos; TN-C no qual as funções de neutro e de proteção são combinadas em um único condutor (condutor PEN); TN-C-S quando somente em parte do sistema as funções de Neutro e Proteção são combinadas em um só condutor. O sistema TT tem um ponto diretamente aterrado, sendo as massas ligadas a eletrodos de aterramento, eletricamente independentes do eletrodo de aterramento da alimentação. O sistema IT não tem nenhum ponto da alimentação diretamente aterrado, estando as massas aterradas. 3.9.3 Dimensionamento do fio terra Tem-se que, a seção do condutor de ligação à terra de um sistema de eletrodutos metálicos deverá ser escolhida em função do circuito de maior capacidade, de acordo com a tabela abaixo: Capacidade do circuito (A) Bitola do condutor (mm²) 30 1,5 40 2,5 60 4 100 6 200 10 400 16 600 25 800 35 Tabela: Seção mínima do condutor de proteção 3.9.4 Condutor de proteção (PE) O Condutor de Proteção (PE) deverá ser ligado junto do “Padrão de Entrada” com conectores apropriados, da seguinte forma: O Condutor de Aterramento (do “Padrão de Entrada”) deverá interligar a primeira haste de aterramento ao Parafuso de Aterramento situado na caixa de medição e/ou proteção. A partir do Parafuso de Aterramento, deverá ser ligado um condutor, que é o Condutor de Proteção (PE). Este Condutor de Proteção (PE) deverá ser levado (e ligado) até ao barramento apropriado no Quadro de Distribuição de Circuitos – QDC da residência. Sedo assim, a partir do QDC, o Condutor de Proteção (PE), deverá ser derivado para os circuitos elétricos da instalação ou outro circuito elétrico que seja necessário o aterramento de equipamentos. 3.9.5 Condutor Neutro Tem-se que o condutor Neutro é o elemento do circuito que estabelece o equilíbrio de todo o sistema da instalação elétrica. Para cada circuito elétrico é necessário que se tenha um condutor Neutro partindo do QDC. O mesmo deve ser sempre aterrado junto ao “Padrão de Entrada” para o fornecimento de energia elétrica. Nunca deverá ser interligado ao longo da instalação elétrica interna, ao Condutor de Proteção (PE) e nem usado para tal finalidade. 4 Memorial de Cálculo das Instalações Elétricas Neste tópico são apresentados todos os cálculos realizados para se determinar quantas lâmpadas, tomadas devem existir em cada cômodo da casa com base nas dimensões da mesma e nas normas apresentadas acima. Como também, a demanda de energia necessária para o funcionamento destas lâmpadas e tomadas, bem como para o funcionamento do ar condicionado, chuveiros elétricos, motobombas, entre outros que foram acrescidos ao projeto elétrico da residência em análise. A planta da residência considerada, com base nas condições impostas pelo Professor da disciplina segue abaixo. A seguir está a tabela ilustrando os cômodos e as áreas existentes em cada piso da residência. 1º Andar Aréa (m2) Sala de Estudo 40 Sala de TV 32 Suíte 2 60 Suíte 3 56 Suíte 4 42 WC Suíte 2 4,8 WC Suíte 3 4,8 WC Suíte 4 4,8 Área de circulação 27 Varanda 3 89 Total 360,4 4.1 Lâmpadas A partir da área de cada cômodo pode-se determinar a potência requerida para a iluminação de toda a residência. A tabela abaixo ilustra a distribuição realizada da Térreo Aréa (m2) Sala 105 Suíte 1 23 WC Suíte 1 4,8 Cozinha 40 WC Social 2,8 Área de Serviço 30 Despensa 8,2 Dependência 26 WC dependência 4,8 Sala de Jantar 47 Varanda 89 Total 380,6 Área Externa Área (m2) Banheiro Externo 4,8 Piscina 84 Jardim 300 Garagem 37 Área de lazer 107 Total 532,8 potência de iluminação de cada pavimento. Considerou-se a utilização de lâmpadas fluorescentes de 160 e 100 (W). Térreo Aréa (m2) Lâmpadas P(VA) Quant. De Lâmpadas P(VA) Sala 105 1 x 100 + 24 x 60 1540 8 200 Suíte 1 23 1 x 100 + 4 x 60 340 2 160 WC Suíte 1 4,8 1 x 100 100 1 100 Cozinha 40 1 x 100 + 8 x 60 580 3 200 WC Social 2,8 1 x 100 100 1 100 Área de Serviço 30 1 x 100 + 6 x 60 460 3 160 Despensa 8,2 1 x 100 100 1 100 Dependência 26 1 x 100 + 5 x 60 400 2 200 WC dependência 4,8 1 x 100 100 1 100 Sala de Jantar 47 1 x 100 + 10 x 60 700 4 160 Varanda 89 1 x 100 + 20 x 60 1300 7 200 Total 380,6 5720 1º Andar Aréa (m2) Lâmpadas P(VA) Quant. De Lâmpadas P (VA) Sala de Estudo 40 1 x 100 + 8 x 60 580 3 200 Sala de TV 32 1 x 100 + 6 x 60 460 3 160 Suíte 2 60 1 x 100 + 13 x 60 880 4 200 Suíte 3 56 1 x 100 + 12 x 60 820 4 200 Suíte 4 42 1 x 100 + 9 x 60 640 3 200 WC Suíte 2 4,8 1 x 100 100 1 100 WC Suíte 3 4,8 1 x 100 100 1 100 WC Suíte 4 4,8 1 x 100 100 1 100 Área de circulação 27 1 x 100 + 5 x 60 400 2 200 Escada 1x100 100 1 100 Varanda 89 1 x 100 + 20 x 60 1300 7 200 Total 360,4 5480 Área Externa Aréa (m2) Lâmpadas P(VA) Quant. De Lâmpadas P (VA) WC Externo 4,8 1 x 100 100 1 100 Piscina 84 8 x 100 800 4 200 Garagem 37 9 x 100 900 5 200 Área de lazer 107 10x100 1000 5 200 Jardim 220 22x100 2200 11 200 Total 452,8 5000 A iluminação da área externa não segue critérios como os da área interna. A distribuição da iluminação da área externa fica, então, a critério do projetista e do cliente. Na área externa referente à piscina, garagem e jardim utilizou-se a relação de 100 VA para cada 10 m², isto devido não ser necessário uma iluminação tão intensa nessa área. 4.2 Tomadas A distribuição de tomadas seguiu as normas e critérios estabelecidos para projetos residenciais. Considerando a existência de tomadas de uso geral (TUG’s) e as tomadas de uso específico (TUE’s) obteve-se a seguinte distribuição para cada pavimento desta residência. Térreo Aréa (m2) Perimetro (m) PTUG’s P(VA) PTUE’s P(VA) Quant. Min. Quant. Usada Discriminação Quant. Sala 105 46,73 9 10 1000 Suíte 1 23 20,89 4 6 600 Ar cond. 1 1412 WC Suíte 1 4,8 9,2 1 2 700 Chuv Elét. 1 4000 Cozinha 40 24 7 7 2200 Geladeira 1 167 Microondas 1 1239 Fogão elétrico 1 2000 WC Social 2,8 7,4 1 2 700 Área de Serviço 30 22 4 5 2000 Maq. Lavar 1 1111 Despensa 8,2 11,79 2 5 500 Dependência 26 20,95 4 5 500 WC dependência 4,8 9,2 1 2 700 Chuv Elét. 1 4000 Sala de Jantar 47 27,4 5 5 500 Varanda 89 40,42 1 1000 Total 172,8 10400 13929 1º Andar Aréa (m2) Perimetro (m) PTUG’s P (VA) PTUE’s P (VA) Quant. Min. Quant. UsadaDiscriminação Quant. Sala de Estudo 40 28,9 5 6 600 Ar cond. 1 1412 Sala de TV 32 23,8 4 5 500 Suíte 2 60 31,3 6 8 1300 Ar cond. 1 1412 4.3 Cálculos da Potência Ativa – Levantamento da Potência Total Sendo a parcela ativa uma parcela da potência aparente, pode-se dizer que ela representa uma porcentagem da potência aparente que é transformada em potência mecânica, térmica ou luminosa. A esta porcentagem dar-se o nome de potência ativa. Nos projetos elétricos residenciais, desejando-se saber o quanto da potência aparente foi transformada em potência ativa, aplicam-se os seguintes valores de fator de potência: Fator de potência para iluminação = 0,95 Fator de potência para tomadas de uso geral = 0,8 Nas tabelas a seguir são apresentadas as potências aparentes obtidas anteriormente para a iluminação e tomadas de uso geral, e sua conversão para potência ativa, multiplicando-se pelo fator de potência adequado. Cálculo da potência ativa da iluminação Pavimento Potência de Iluminação (VA) Fator de Potência Potência de Iluminação (W) Térreo 5720 0,95 5434 Suíte 3 56 32,3 6 8 1300 Ar cond. 1 1412 Suíte 4 42 24,3 4 6 1100 Ar cond. 1 1412 WC Suíte 2 4,8 9,2 1 2 700 Chuv Elét. 1 4000 WC Suíte 3 4,8 9,2 1 2 700 Chuv Elét. 1 4000 WC Suíte 4 4,8 9,2 1 2 700 Chuv Elét. 1 4000 Área de circulação 27 25,5 5 5 500 Varanda 89 40,42 1 1000 Total 360,4 8400 17648 Aréa Externa Aréa (m2) Perimetro (m) PTUG’s P(VA) PTUE’s P (VA) Quant. Min. Quant. Usada Discriminação Quant. Banheiro Externo 4,8 9,2 1 2 700 Chuv Elét. 1 4000 Garagem 37 24,4 1 1 1000 Motor de Piscina 1 613 Área de lazer 107 41,42 8 10 1000 Bomba d’água 1 460 Motor do Portão 1 204 Frezzer Horizontal 480 L 1 833 Total 148,8 2700 6110 1º Andar 5480 0,95 5206 Área Externa 5000 0,95 4750 Total Casa 16200 15390 Cálculo da potência ativa das tomadas de uso geral Pavimento Potência de PTUG’s (VA) Fator de Potência Potência de PTUG’s (W) Térreo 10400 0,8 8320 1º Andar 8400 0,8 6720 Área Externa 2700 0,8 2160 Total Casa 21500 17200 As potências das tomadas de uso específico já são as potências ativas. A tabela abaixo representa apenas o resumo destas potências, que já foram ilustradas acima. Logo, a potência ativa (PA) total será a soma das potências ativas referentes à iluminação, tomadas especiais e tomadas específicas de toda a residência, isto é, Potência Ativa Total = PA Iluminação + PA PTUG’s + PA PTUE’s Potência Ativa Total = 15380(W) + 17200(W) + 32854(W) Potência Ativa Total = 65444(W) 4.4 Cálculos da demanda De acordo com as Normas da Energisa ndu001 a demanda provável do consumidor, em kW, é calculada pela seguinte expressão: D(kW) = D(kVA) x 0,92 D (kVA) = (d1 + d2 + d3 + d4 + d5 + d6 = d7) Onde, cada di representa: Pavimento Potência de PTUE’s (VA) Potência de Iluminação (W) Térreo 13929 13929 1º Andar 17648 17648 Área Externa 6110 1277 Total Casa 37687 32854 d1(kVA) = Demanda de iluminação e tomadas, calculada conforme fatores de demanda da tabela 2; d2(kVA) = Demanda dos aparelhos para aquecimento de água(chuveiros, aquecedores, torneiras etc.) calculada conforme tabela 3; d3(kVA) = Demanda secador de roupa, forno de micro-ondas máquina de lavar louça e hidro massagem calculada conforme tabela 4; d4(kVA) = Demanda de fogão e forno elétrico calculada conforme tabela 5; d5(kVA) = Demanda dos aparelhos de ar-condicionado tipo janela ou centrais individuais, calculada conforme tabelas 6, 7 e 8, respectivamente, para as residências e não residências; Demanda das unidades centrais de ar- condicionado, calculadas a partir das respectivas correntes máximas totais , valores a serem fornecidos pelos fabricantes e considerando-se o fator de demanda de 100%; d6(kVA) = Demanda dos motores elétricos e máquinas de solda tipo motor gerador, conforme tabelas 9 e 10. Não serão permitidos, motores com potência maior que 30CV, os métodos de partidas dos motores trifásicos, conforme tabela 12; d7(kVA) = Demanda de máquinas de solda a transformador e aparelhos de raio X, calculadas conforme tabela 11; As tabelas referenciadas acima se encontram todas na ndu001. O cálculo da demanda deve ser feito por fase, somando-se a demanda da fase 1 de cada um dos três quadros de distribuição existentes na residência. Os diagramas unifilares são apresentados logo a seguir para ilustrar esta distribuição. Tabelas também são apresentadas com o intuito de melhor visualiza quais e quantos equipamentos estão recebendo alimentação elétrica da respectiva fase. Esta divisão de fases para finalidades diferentes objetiva o balanceamento das potências, para que não ocorra sobrecarga e isso acarrete problemas na distribuição de eletricidade em toda a residência. A eletricidade é distribuída por toda a residência através de quadros de distribuição, estes são alimentados pelos postes públicos. A ligação entre os fostes e os quadros de distribuição é feita no através do medidor. A figura abaixo ilustra essa distribuição. O sistema de distribuição é considerado trifásico, ou seja, do medidor saem três fazer e cada uma dessas fases vai para um quadro de distribuição. Do quadro de distribuição para a residência essa fase é dividida em três novas fases, visando balancear a distribuição de energia elétrica na residência e alcançar um bom funcionamento de toda a rede elétrica instalada. Quadros de Distribuição Para cada pavimento da residência considerou-se um quadro de distribuição, também visando a não sobrecarga e consequentemente problemas na distribuição de eletricidade. Térreo: Fase 1 Fase 2 Fase 3 1º andar: Área externa: Fase 1 Fase 2 Fase 3 Potência(VA) Potência(VA) Potência(VA) Área de lazer 1000 Bomba da Piscina 613 Portão Elétrico 204 1000 Bomba C. D’água 460 Garagem 900 Potência(VA) Potência(VA) Potência(VA) Suíte 1, WC1. 340 Sala de Jantar, Iluminação Cozinha 700 Varanda 1300 100 500 1000 600 580 Sala 1540 700 Cozinha TUG's 2200 580 Dependência, WC dependência. 400 Microondas 1239 100 Fogão elétrico 2000 500 WC Social, Despensa. 100 700 500 Área de serviço 460 100 2000 700 Chuveiro WC 1 4000 Ar. Suíte 1 1412 Chuveiro WC D. 4000 Máquina de Lavar 1111 Total 16423 8619 4420 Fase 1 Fase 2 Fase 3 Potência(VA) Potência(VA) Potência(VA) Suíte 2 880 Suite 4 640 Sala de TV, Escada 460 1300 1100 100 WC 2 100 WC 4 100 500 800 800 Varanda 1300 Ar Suíte 2 1412 Sala de Estudo, Circulação 580 1000 Chuveiro WC 2 4000 400 Suíte 3 820 600 1300 500 WC 3 100 Ar Sala de Estudo 1412 800 Chuveiro WC 4 4000 Ar Suíte 3 1412 Ar Suíte 4 1412 Chuveiro WC 3 4000 Total 16924 11544 3360 Chuveiro WC 4000 Jardim 2200 1000 Frezzer H. 500 Piscina 800 WC externo 100 800 Total 7400 4073 2104 Cálculo da demanda da FASE : Demanda da FASE = Demanda da FASE no QUADRO 1 + Demanda da FASE no QUADRO 2 + Demanda da FASE no QUADRO 3 Demanda da FASE 1 D (kVA) = d1 + d2+ d3 + d4 + d5 +d6 d1 = (300 + 100 + 600 + 700 + 400 + 100 + 500 + 700 + 460 + 2000 + 800 + 1300 + 100 + 800 + 820 + 1300 + 100 + 800 +1000 + 1000 + 100 + 800) * (0,24) = 3,54 (kVA) d2 = (4000 + 4000 + 4000 + 4000 + 4000) * (0,7) = 14 (kVA) d3 = 0 d4 = 0 d5 = (1412 + 1412 + 1412) * (0,88) = 3,73 (kVA) Logo, a Demanda na FASE 1, será: D (kVA) = (3,54 + 14 + 3,73) D (kVA) = 21,27 (kVA) Sabe-se que, D (kW) = D(kVA) x 0,92, então fazendo a conversão, temos: D (kW) = 21,27 x 0,92 Demanda da FASE 1 = D (kW) = 19,57 (kW) Demanda da FASE 2 D (kVA) = d1 + d2+ d3 + d4 + d5 +d6 d1 = (700 + 500 + 580 + 2200 + 100 + 500 + 100 + 700 + 640 + 1100 + 100 + 800 + 580 + 400 + 600 + 500 + 2200 + 800) * (0,24) = 3,14 (kVA) d2 = (4000) * (1) = 4 (kVA) d3= (1239) * (1) = 1,24 (kVA) d4 = (2000) * (1) = 2 (kVA) d5 = (1412 + 1412) * (0,88) = 2,49 (kVA) d6 = (0,91) * (460) = 0,418 (kVA) (613) * (0,91) = 0,558 (kVA) Logo, a Demanda na FASE 2, será: D (kVA) FASE 2 = (3,14 + 4 + 1,24 + 2 + 2,49 + 0,418 + 0,558) D (kVA) FASE 2 = 13,816 Sabe-se que, D (kW) = D(kVA)*0,92, então fazendo a conversão, temos: D (kW) = 13,816*0,92 Demanda da FASE 2 = D (kW) = 12,71 (kW) Demanda da FASE 3 D (kVA) = d1 + d2+ d3 + d4 + d5 +d6 d1 = (1300 + 1000 + 1540 + 580 + 400 + 100 + 500 + 1300 + 1000 + 900 + 1000) * (0,24) = 2,31 (kVA) d2= 0 d5= 0 d6 = (204) * (0,91) = 0,185 (kVA) Logo, a Demanda na FASE 3, será: D (kVA) = (2,31 + 0,185) D (kVA) = 2,495 Sabe-se que, D (kW) = D(kVA) x 0,92, então fazendo a conversão, temos: D (kW) = 2,495 x 0,92 Demanda da FASE 3 = D (kW) = 2,30 (kW) Demanda total = 19,57 + 12,71 + 2,3 = 34,58 kW Dimensionamento da categoria de atendimento Sendo a instalação provida de uma demanda total de 34,58 KW, pela NDU001 tem-se que a mesma se enquadra na categoria T3 (30,0 < D < 42,0). Assim, temos: Dimensionamento do quadro de distribuição geral: A partir das demandas calculou-se os disjuntores DTM de cada fase. FASE P total (VA) i (A) i disjuntor F1 19570 89 100 F2 12710 58 60 F3 2300 11 20 4.5 Distribuição dos circuitos e Resultados Gerais Os circuitos foram divididos em circuitos de iluminação e tomadas de uso geral e circuitos de tomadas para uso específico, levando em consideração a localização dos cômodos. De acordo com as normas e critérios de instalação dos circuitos uma boa recomendação é que nos circuitos de iluminação e pontos de tomadas de uso geral, CONDUTORES (mm 2 ) HASTE PARA ATERRAMENTO AÇO COBRE DISJUNTOR TERMOMAGNÉTICO (LIMITE MÁXIMO (A)) ELETRODUTO DE PVC RÍGIDO (mm) RAMAL DE LIGAÇÃO MULTIPLEX (ALUMÍNIO) ATERRAMENTO (COBRE) 3 X 1 X 25+25 10 1H 16 X 2400 70 40 deve-se limitar a corrente a 10 A, ou seja, a potência máxima transportada naquele circuito deve ser 2200 VA. Para a fase 1 foi calculado o numero mínimo de circuitos para que a corrente não seja superior a 10A. A distribuição dos circuitos e suas respectivas fases seguem nas tabelas a seguir: Resultados do Térreo Circuito E Fase Tensão (V) Cômodos Potência Corrente (A) Secção dos Condutore s (mm²) Proteção N° e Fase Tipo Potência por cômodo (VA) Total (VA) Tipo Nº de polos Corrente nominal (A) 1F1 Iluminação , TGU's 220 Suíte 1, WC1. 340 1740 7,91 2,5 DTM 1 10 100 600 700 2F1 Iluminação , TGU's 220 Dependência , WC dependência . 400 1700 7,73 2,5 DTM 1 10 100 500 700 3F1 Iluminação , TGU's 220 Area de serviço 460 2460 11,18 2,5 DTM 1 10 2000 4F1 TUE 220 Chuveiro WC 1 4000 4000 18,18 4 DTM 1 25 5F1 TUE 220 Ar. Suíte 1 1412 1412 6,42 2,5 DTM 1 10 6F1 TUE 220 Chuveiro WC D. 4000 4000 18,18 4 DTM 1 25 7F1 TUE 220 Máquina de Lavar 1111 1111 5,05 2,5 DTM 1 10 1F2 Iluminação, TGU's 220 Sala de Jantar, Iluminação Cozinha 700 1780 8,09 2,5 DTM 1 10 500 580 2F2 TGU's 220 Cozinha 2200 2200 10,00 2,5 DTM 1 2 10 25 3F2 TUE 220 Microondas 1239 1239 5,63 2,5 DTM 1 10 4F2 TUE 220 Fogão elétrico 2000 2000 9,09 2,5 DTM 1 10 5F2 Iluminação , TGU's 220 WC Social, Despensa. 100 1400 6,36 2,5 DTM 1 10 500 100 700 1F3 Iluminação e TGU's 220 Varanda 1300 2300 10,45 2,5 DTM 1 10 1000 Resultados do 1º andar Circuito e fase Tensão (V) Cômodos Potência Corrente (A) Secção dos Condutore s (mm²) Proteção N° e Fase Tipo Potência por cômodo (VA) Total (VA) Tipo Nº de polos Corrente nominal (A) 1F1 Iluminação , TGU's 220 Suíte 2 880 2180 9,91 2,5 DTM 1 10 1300 2F1 Iluminação , TGU's 220 WC 2 100 900 4,09 2,5 DTM 1 10 800 3F1 TUE 220 Ar Suíte 2 1412 1412 6,42 2,5 DTM 1 10 4F1 TUE 220 Chuveiro WC 2 4000 4000 18,18 4 DTM 1 25 5F1 Iluminação , TGU's 220 Suíte 3 820 2120 9,64 2,5 DTM 1 10 1300 6F1 Iluminação , TGU's 220 WC 3 100 900 4,09 2,5 DTM 1 10 800 7F1 TUE 220 Ar Suíte 3 1412 1412 6,42 2,5 DTM 1 10 8F1 TUE 220 Chuveiro WC 3 4000 4000 18,18 4 DTM 1 25 1F2 Iluminação , TGU's 220 Suite 4 640 1740 7,91 2,5 DTM 1 10 1100 2F2 Iluminação , TGU's 220 WC 3 100 900 4,09 2,5 DTM 1 10 800 3F2 Iluminação , TGU's 220 Sala de Estudo, Circulação 580 2080 9,45 2,5 DTM 1 10 400 600 500 4F2 TUE 220 Ar Sala de Estudo 1412 1412 6,42 2,5 DTM 1 10 2F3 Iluminação e TGU's 220 Sala 1540 2120 9,64 2,5 DTM 1 10 580 Quadro de distribuição F1 (Q1) 220 1642 3 74,65 25 DTM 4 100 Quadro de distribuição F2 (Q2) 220 8619 39,18 25 DTM 4 100 Quadro de distribuição F3 (Q3) 220 4420 20,09 25 DTM 4 100 DTM = disjuntor termomagnético 5F2 TUE 220 Chuveiro WC 4 4000 4000 18,18 4 DTM 1 25 6F2 TUE 220 Ar Suíte 4 1412 1412 6,42 2,5 DTM 1 10 25 1F3 Iluminação , TGU's 220 Sala de TV, Escada 460 1060 4,82 2,5 DTM 1 10 100 500 2F3 Iluminação e TGU's 220 Varanda 1300 2300 10,45 2,5 DTM 1 10 1000 Disjuntor F1 (D1) 220 1292 4 58,75 25 DTM 4 100 Disjuntor F2 (D2) 220 1154 4 52,47 25 DTM 4 100 Disjuntor F3 (D3) 220 3360 15,27 25 DTM 4 100 DTM = disjuntor termomagnético Resultados Área externa Circuito Tensão (V) Cômodos Potência Corrente (A) Secção dos Condutore s (mm²) Proteção N° Tipo Potência por cômodo (VA) Total (VA) Tipo Nº de polos Corrente nominal (A) 1F1 Iluminação , TGU's 220 Área de lazer 1000 2000 9,09 2,5 DTM 1 10 1000 2F1 TUE 220 Chuveiro WC 4000 4000 18,18 4 DTM 1 25 3F1 TUE 220 Frezzer H. 500 500 2,27 2,5 DTM 1 10 4F1 Iluminação , TGU's 220 WC 3 100 900 4,09 2,5 DTM 1 10 800 1F2 TUE 220 Bomba da Piscina 613 613 2,79 2,5 DTM 1 10 2F2 TUE 220 Bomba C. D’água 460 2200 10,00 2,5 DTM 1 10 3F2 Iluminação 220 Jardim 2200 2200 10,00 1,5 DTM 1 10 1F3 TUE 220 Portão Elétrico 204 204 0,93 2,5 DTM 1 10 2F3 Iluminação , TGU's 220 Garagem 900 1900 8,64 2,5 DTM 1 10 1000 Disjuntor F1 (D1) 220 5013 22,79 25 DTM 4 100 Disjuntor F2 (D2) 220 2104 9,56 25 DTM 4 100 Disjuntor F3 (D3) 220 6504 29,56 25 DTM 4 100 DTM = disjuntor termomagnéticoDiante destes resultados foram feitas as distribuições dos circuitos e ligações elétricas na planta, conectando-se os condutores aos pontos de luz e tomadas. Toda a distribuição elétrica da residência é ilustrada nas figuras abaixo. 5 Anexos Legendas Planta baixa de LOCALIZAÇÃO da Residência Planta baixa do TÉRREO da Residência Planta baixa do 1º ANDAR da Residência Planta baixa da ÁREA EXTERNA da Residência Distribuição das Lâmpadas e Tomadas – TÉRREO Distribuição das Lâmpadas e Tomadas – 1º ANDAR Distribuição das Lâmpadas e Tomadas – ÁREA EXTERNA Distribuição da eletricidade no TÉRREO Distribuição da eletricidade no 1º ANDAR Distribuição da eletricidade na ÁREA EXTERNA Quadro de Distribuição 1 – Referente ao TÉRREO da Residência. Fase 1 Fase 2 Fase 3 ______________________________________________________________________ Figura representativa do diagrama unifilar referente à distribuição de eletricidade do Quadro 1 para a residência. Quadro de Distribuição 2 – Referente ao 1º ANDAR da Residência. Fase 1 Fase 2 Fase 3 _____________________________________________________________________ Figura representativa do diagrama unifilar referente à distribuição de eletricidade do Quadro 2 para a residência. Quadro de Distribuição 3 – Referente a ÁREA EXTERNA da Residência. Fase 1 Fase 2 Fase 3 _ _________________________________________________________________ Figura representativa do diagrama unifilar referente à distribuição de eletricidade do quadro 3 para a residência. Quadro geral: 6 Referências Bibliográficas ENERGISA – Fornecimento de Energia Elétrica em Tensão Secundária/ Edificações Individuais ou Agrupadas até 3 Unidades Consumidoras – NORMA DE DISTRIBUIÇÃO Notas de aula do Prof. Dr. Luis Reyes Rosales Montero, ministradas no Período 2015.1.
Compartilhar