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CONSUMO INDUSTRIAL E RESIDENCIAL DE ENERGIA ELÉTRICA Prof.º: Paulo Junio Rodrigues Teixeira. Disciplina: Eletrotécnica. INTEGRANTES: Alexandro Diniz; Alicia Emanoele Paim; Araquém Junio Gomide Oliveira; Bruna Goulart; Gabriel Soares; Huagner Rodrigues Rafael Leonel; Rodrigo Barbosa; Vinny Yuri de Oliveira. Piumhi, 14 de junho de 2018 2 1. INTRODUÇÃO ● A eletricidade é um elemento fundamental em todos os ramos de atividades; ● A escolha pelo uso da energia elétrica pode se dar pela facilidade de transformação da mesma em outras energias; 3 1. INTRODUÇÃO ● A maior parte da energia gerada no país é de fonte hidrelétrica; ● O consumo de energia é um dos principais indicadores do desenvolvimento econômico e do nível de qualidade de vida da sociedade; 4 1. INTRODUÇÃO ● A eletricidade está presente de uma forma mais acentuada, devido às novas tecnologias e métodos de fabricação que tornam os eletrodomésticos mais acessíveis à compra; ● Na indústria, o consumo de energia elétrica representa um dos custos mais elevados para o processo de produção; 5 1. INTRODUÇÃO ● Um projeto elétrico é a previsão escrita da instalação com todos os seus detalhes; ● Normalmente uma instalação residencial possui fornecimento monofásico devido à quantidade de potência instalada; ● As cargas têm uma característica resistiva nas residências; 6 1. INTRODUÇÃO ● Em uma instalação industrial, as cargas são representadas principalmente por motores, dando uma característica fortemente indutiva; ● Necessita-se de um projeto de banco de capacitores para compensar o baixo fator de potência; 7 1.1 OBJETIVO ● Geral ○ O foco principal deste trabalho é introduzir conhecimento sobre o consumo de energia elétrica aos discentes do curso de Engenharia Civil; ● Específicos ○ Apresentar o consumo de energia elétrica nos projetos residenciais e industriais; ○ Descrever os dimensionamentos do ambiente e levantamentos de cargas; ○ Expor normas vigentes brasileiras; ○ Apresentar os cálculos necessários deste trabalho; 8 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.1 NORMAS ● Importância na utilização das normas: ○ Qualidade; ○ Confiabilidade; ○ Segurança; ○ Eficiência; ○ Baixo custo. 9 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.1 NORMAS ● Normas Recomendadas ● São quase 300 normas recomendadas pela ABNT para a instalação e execução de projetos elétricos; ○ ABNT NBR 5410 –Trata das instalações elétricas de baixa tensão, ou seja, aquelas que estão abaixo de 1000 volts em tensão alternada. 10 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.1 NORMAS ● ABNT NBR 14039 – Trata das instalações elétricas em média tensão, ou seja, aquelas que os valores de tensão estão entre 1000 Volts e 34,6 mil Volts em tensão alternada. ● ABNT NBR 5419 –Trata do projeto, execução, manutenção e verificação dos sistemas que compõem a proteção contra descargas atmosféricas. 11 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.1 NORMAS ● NR 10 - Estabelece os requisitos e condições mínimas para garantir de forma a segurança e a saúde dos trabalhadores que, direta ou indiretamente, interajam em instalações elétricas e serviços com eletricidade. 12 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.2 DIMENSIONAMENTO ● Para início de projeto deve fazer o dimensionamento dos ambientes, estes dados podem ser obtidos no projeto arquitetônico; 13 Figura 1: Planta baixa Tabela 1: Dimensionamento de demanda 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.2 DIMENSIONAMENTO 14 Tabela 2: Dimensionamento de demanda 2.2 DIMENSIONAMENTO 2.2.1 FATOR DE POTÊNCIA 15 ● É a relação da Potência ativa para potência aparente. ● Ele indica a eficiência do uso da energia. ● Quando o fator de potência é igual a 1 significa que toda potência aparente é transformada em potência ativa. ● Na indústria utiliza-se bancos de capacitores para diminuir a potência reativa. Figura 2: Fator de potência Fonte: https://bit.ly/2LM86si 2.2 DIMENSIONAMENTO 2.2.1 FATOR DE POTÊNCIA 16 ● Na indústria utiliza-se bancos de capacitores para diminuir a potência reativa. ● Devolvendo ela pro sistema o mais próximo da potência ativa. Figura 3: Banco de capacitores Fonte: https://bit.ly/2LM86si 2.2 DIMENSIONAMENTO 2.2.2 TUG E TUE 17 Tabela 3: TUG e TUE 2.2 DIMENSIONAMENTO 2.2.3 CEMIG 18 Tabela 4: CEMIG Carga instalada 2.2 DIMENSIONAMENTO 2.2.3 CEMIG 19 Tabela 5: CEMIG Carga instalada 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.2 DIMENSIONAMENTO ● Projeto elétrico: NBR 5410, cada ambiente deve ter pelo menos 1 ponto fixo de iluminação comandada por um interruptor; ● Utilizando o centro geométrico do ambiente; 20 Figura 4: Planta de projeto de instalação 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.3 SIMBOLOGIA ● NBR 5444 Símbolos gráficos para instalações elétricas prediais. 21 Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=sq43fzNMcSY Fonte: NBR 5444 Figura 6: Simbologia Figura 5: Simbologia NBR 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.4 CARGAS DE USO ESPECÍFICO E TOTAL ● É necessário a determinação da potência de alimentação para a concepção de um projeto elétrico com segurança; ● No cálculo são considerados todos os componentes que serão energizados; ● O cálculo é feito através das potências nominais fornecidas pelo fabricante do produto ou pela tensão nominal; 22 23 Tabela 6 : Tabela de cargas residencial e industrial Fonte: NISKIER & MACINTYRE, 2000; SCHNEIDER ELECTRIC, 2009; GONÇALVES, 2012; CRUZ & ANICETO, 2012. 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.4 CARGAS DE USO ESPECÍFICO E TOTAL 24 Tabela 7 : Tabela de cálculo de cargas específicas e totais. Fonte: http://wiki.foz.ifpr.edu.br/wiki/index.php/Projeto_de_Instala%C3%A7%C3%A3o_El%C3%A9trica_Predial 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.4 CARGAS DE USO ESPECÍFICO E TOTAL 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.4 CARGAS DE USO ESPECÍFICO E TOTAL 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.5 DIVISÃO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA ● A instalação deve ser dividida em tantos circuitos quantos necessários, devendo cada circuito ser concebido de forma a poder ser seccionado sem risco de realimentação inadvertida através de outro circuito. (NBR 5410) ● Uma divisão de instalação elétrica deve ser bem feita para melhorar a: ○ segurança; ○ conservação de energia; ○ funcionalidade; ○ manutenção e; ○ produção. 25 2.5 DIVISÃO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.5.1 RESIDENCIAL ● Critérios de projeto: a. Prever circuitos de iluminação separados dos circuitos de tomadas; b. Prever circuitos independentes exclusivos para cada equipamento com corrente nominal superior a 10 A; c. Os pontos de tomada de cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço,lavanderias e locais análogos devem ser atendidos por circuitos exclusivamente destinados à alimentação de tomadas desses locais. 26 2.5 DIVISÃO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.5.1 RESIDENCIAL ● Para a circuitos de iluminação: A. A corrente de projeto do circuito comum (iluminação mais tomadas) não deve ser superior a 16 A; B. Os pontos de iluminação não sejam alimentados, em sua totalidade, por um só circuito, caso esse circuito seja comum (iluminação mais tomadas); C. Os pontos de tomadas, já excluídos os indicados na alínea “B”, não sejam alimentados, em sua totalidade, por um só circuito, caso esse circuito seja comum (iluminação mais tomadas). 27 2.5 DIVISÃO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.5.1 RESIDENCIAL ● As exceções são para locais de habitação onde, pontos de tomadas, atendem o tópico “b”. ● Recomenda-seque, nos circuitos de iluminação e de tomadas de uso geral, a corrente seja limitada a 10 A. ● É importante o planejamento da distribuição de uso específico no projeto elétrico para não haver sobrecarrega. 28 2.5 DIVISÃO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.5.1 RESIDENCIAL ● A norma diz que deve ter pelo menos 3 circuitos. ● Divisão básica de uma residência: A. Um circuito de iluminação ou tomadas ou iluminação + tomada em ambientes de habitação; B. Um ou mais circuito exclusivo quanto de tomada e de iluminação para cozinha, para banheiro, etc.; C. Um circuito para chuveiro; 29 2.5 DIVISÃO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.5.1 RESIDENCIAL 30 Figura 7: Divisão de instalação elétrica. Fonte:https://www.mundodaeletrica.com.br/divisao-de-circuitos-residenciais-dicas-e-re gras/ 2.5 DIVISÃO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.5.2 INDUSTRIAL ● NBR 5410. ● Maior demanda de carga. ● Divisão em bloco de carga deve corresponder a um quadro de distribuição. ● A escolha dos blocos é feita considerando‐se os setores individuais de produção, bem como a grandeza de cada carga. 31 2.5 DIVISÃO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.5.2 INDUSTRIAL 32 Figura 8: Divisão de instalação industrial. Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=11eglBLnXK4&t=559s 2.6 CÁLCULO CONDUTOR E DISJUNTOR 33 ● Condutor: Fio ou cabo de grande capacidade de condução elétrica, normalmente de cobre ou alumínio; ● Residências: Cobre; ● Revestimento: PVC, ERP ou XLPE. 34 ● Uso comum 2.6 CÁLCULO CONDUTOR E DISJUNTOR 2.6.1 DIMENSIONAMENTO CONDUTOR Secção nominal Uso mais comum 25 mm² Entrada da concessionária 16 mm² Entrada da concessionária 10 mm² Entrada da concessionária 4 mm² Chuveiro elétrico 6 mm² Chuveiro elétrico 2,5 mm² Tomadas 1,5 mm² Iluminação Tabela 8: Divisão de instalação industrial. Fonte:Instalações residenciais básicas 35 ● Secção mínima 2.6 CÁLCULO CONDUTOR E DISJUNTOR 2.6.1 DIMENSIONAMENTO CONDUTOR Tabela 9: Secção mínima dos condutores Fonte:NBR 5410/2004 36 ● Método de referência 2.6 CÁLCULO CONDUTOR E DISJUNTOR 2.6.1 DIMENSIONAMENTO CONDUTOR Tabela 10: Método de referência Fonte:NBR 5410/2004 37 ● Método de referência Exemplo Circuito Iluminação Circuito Tomada Uso Geral 2.6 CÁLCULO CONDUTOR E DISJUNTOR 2.6.1 DIMENSIONAMENTO CONDUTOR Fonte:NBR 5410/2004 Tabela 11: Método de referência 38 ● Queda de tensão admissível 2.6 CÁLCULO CONDUTOR E DISJUNTOR 2.6.1 DIMENSIONAMENTO CONDUTOR 39 ● Queda de tensão admissível Exemplo Circuito Iluminação Circuito Tomada Uso Geral 2.6 CÁLCULO CONDUTOR E DISJUNTOR 2.6.1 DIMENSIONAMENTO CONDUTOR Fonte:NBR 5410/2004 Tabela 12: Método de referência 40 ● Evitar sobrecorrente e curto-circuito; ● Fusível; ● Vantagem: Não se destroem como os fusíveis; 2.6 CÁLCULO CONDUTOR E DISJUNTOR 2.6.1 DIMENSIONAMENTO DISJUNTOR 41 ● Devem ser seguidas as especificações da norma; 2.6 CÁLCULO CONDUTOR E DISJUNTOR 2.6.1 DIMENSIONAMENTO DISJUNTOR 42 Exemplo Circuito Iluminação 2.6 CÁLCULO CONDUTOR E DISJUNTOR 2.6.1 DIMENSIONAMENTO CONDUTOR Fonte:NBR 5410/2004 Tabela 12: Método de referência 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.7 CÁLCULO DO CIRCUITO DE ENTRADA GERAL ● Disjuntor geral alimenta todos os circuitos; ● Conhecimento de todos os aparelhos de aquecimento da residência; ● Cálculo da demanda; ● Exemplo de projeto em Brasília contendo, 2 chuveiros, 2 ar condicionado; 43 ● Análise do fator de demanda de acordo com a quantidade de peças; 44 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.7 CÁLCULO DO CIRCUITO DE ENTRADA GERAL Tabela 13: Fator de demanda para peças. Fonte: http://slideplayer.com.br/slide/8599072/# ● Fator de demanda para ar condicionado; 45 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.7 CÁLCULO DO CIRCUITO DE ENTRADA GERAL Tabela 14: Fator de demanda para ar condicionado. Fonte: http://slideplayer.com.br/slide/8599072/# 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.7 CÁLCULO DO CIRCUITO DE ENTRADA GERAL ● Potência dos aparelhos a serem utilizados: ○ Ar condicionado 3600W e 1600W; ○ Chuveiros 6500W cada; 46 Tabela 15: Fator de demanda iluminação + TUG. Fonte: http://slideplayer.com.br/slide/8599072/# 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.7 CÁLCULO DO CIRCUITO DE ENTRADA GERAL ● Valores obtidos por cálculos anteriores de acordo com a quantidade e dimensões de cômodos da residência: ○ Carga de iluminação = 1720 W ○ Carga de tomada de uso geral (TUG) = 5360 W ○ Carga total instalada = 25040 W ● De acordo com os resultados obtidos, a instalação deverá ser trifásica; ● Trifásico em Brasília é de 380V; 47 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.7 CÁLCULO DO CIRCUITO DE ENTRADA GERAL ● Analisando as tabelas podemos obter: ○ P iluminação+P TUG = 7080 W, logo, FD = 0,35; ○ FD para 2 chuveiros = 0,68; ○ FD para 2 ar condicionado = 1; ● Pt = (0,35x7080)+(0,68x6500x2)+(3600+1600)x1 Pt= 16518 W ● Considerando um fator de potência da residência igual a 0,95; 48 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.7 CÁLCULO DO CIRCUITO DE ENTRADA GERAL ● Logo, esta é a corrente geral de entrada. 49 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.8 DIFERENÇA DE PREÇOS MONO BI TRIFÁSICO • Monofásico até 10.000 watts; • Bifásico de 10.000 até 15.000 watts; • Trifásico acima de 15.000 watts; 50 2. PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA 2.9 CURIOSIDADE 51 3. CONCLUSÃO Pode-se concluir que o correto dimensionamento da rede elétrica residencial ou industrial é de suma importância e possui dois fatores principais. ● Fatores de Segurança; ● Fatores Econômicos; Fatores de segurança, pois em um circuito mal dimensionado, a dissipação de calor pelo condutor pode ser tamanha a ponto de iniciar um processo de combustão e consequente incêndio. Já nos fatores econômicos, o correto dimensionamento é fundamental. Em um sub-dimensionamento, os condutores passam a agir como “resistores” e dissipam energia em forma de calor, gerando consumo excessivo. Em um superdimensionamento, há um gasto desnecessário com a instalação elétrica. Portanto seguir as normas vigentes, assim como realizar um estudo prévio e planejar o consumo é fundamental para uma instalação elétrica segura, econômica e eficaz. 52 REFERÊNCIAS ● Toda matéria. METODOLOGIA PARA PROJETOS DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS. Disponível em: <http://www.dee.ufc.br/anexos/TCCs/2010.1/FELIPE%20NUNES%20DE%20FARIAS. pdf>. Acesso em: 13/06/18. ● PROJETO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS EM BAIXA TENSÃO. Disponível em: <https://monografias.ufrn.br/jspui/bitstream/123456789/4178/9/el%C3%A9trico-baixa-t ensao-C%C3%A2mara-Projeto.pdf>. Acesso em: 13/06/18. ● PROJETO ELÉTRICO BÁSICO INDUSTRIAL E DIRETRIZES PARA AVALIAÇÃO DE DISTORÇÃO HARMÔNICA. Disponível em: <http://monografias.poli.ufrj.br/monografias/monopoli10003847.pdf>. Acesso em: 13/06/18. ● ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, “NBR 5410: Instalações elétricas de baixa tensão”, Rio de Janeiro: ABNT, 2004. Acesso em: 13/06/2018 ● Video. A-176 PROJETO ELÉTRICO INDUSTRIAL: METODOLOGIA PARA DIMENSIONAMENTO DA DEMANDA. Disponivel em: <https://www.youtube.com/watch?v=11eglBLnXK4&t=559s>. Acesso em: 10/06/2018. 53
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