Condutores Eletricos dimensionamento

Prévia do material em texto

Motivação
� Função dos condutores
� Eficiência
� Custo da baixa eficiência
� Como diminuir esses custos?
� Quando podemos diminuir esses custos?
 
Problema
� Identificar uma seção de condutor que reduza 
os custos da energia desperdiçada, sem 
provocar o aumento excessivo dos custos 
iniciais de compra e instalação.
� Esta abordagem foi inicialmente avaliada em 
1881 por Lord Kelvin e tem sido empregada em 
 casos onde o custo e a eficiência devem ser 
considerados para se obter uma solução ótima.
 
Critérios
� Técnico
� Aplicação da norma para a escolha de um condutor
� Conduz à menor seção possível que não 
comprometa a segurança, qualidade e durabilidade 
de uma instalação elétrica.
� Capacidade de condução, queda de tensão e 
seção mínima.
� Econômico
� Leva em consideração a energia dissipada por 
efeito joule em um condutor e o custo desta energia 
para o proprietário.
 
Considerações
� Energia dissipada em um condutor
 
Custo X Seção Nominal
 
Quando aplicar este critério
� É bastante vantajoso nos seguintes casos de 
circuitos:
� Com seções iguais ou superiores a 25mm2.
� Que funcionam em regime contínuo.
� Onde o critério de capacidade de corrente 
prevaleceu diante do critério de queda de tensão.
� Vantagens:
� Redução do custo operacional da instalação ao 
longo do tempo.
� Aumento da vida útil dos condutores, pois irão 
trabalhar em uma temperatura menor.
 
Procedimento
� Deve-se seguir as recomendações da norma 
IEC 287-3-2 (ainda não há norma NBR sobre o 
assunto)
� Este procedimento traz cálculos simplificados 
baseados nas seguintes hipóteses:
� Custo de instalação constante
� Perdas em blindagens e pelo efeito pelicular 
desprezíveis.
� Considerar custo apenas da energia ativa
� Temperatura de operação média de 50ºC
 
Expressões para o cálculo
 
Determinação do G'
� É preciso consultar um fornecedor de cabos e 
obter a tabela de preços em R$/km.
� E obter o valor médio R$/mm2/km
 
Exemplo de cálculo
� Considerando um circuito que alimenta um 
quadro de distribuição trifásico.
� Comprimento 100m
� Temperatura ambiente 30oC
� Corrente de projeto 220A
� Instalação em eletrocalha aberta em trifólio
� Foi estimado que este circuito funciona 4000h/ano
� Valor da tarifa de energia R$0,257 / kWh
� Anos a serem considerados 10 anos
 
Exemplo de cálculo
� Cálculo das constantes
� Cálculo da seção econômica Adota-se a 
seção mais 
próxima
185mm2
 
Dimensionamento 
pelo critério técnico
� Considerando um agrupamento de 1 circuito
� FCA = 1
� Considerando a temperatura ambiente 30oC
� FCT = 0,94
� Calculando a corrente corrigida
� Utilizando as tabelas da norma....
Icorr=
Iproj
FCAx FCT
=
220
1 x 0,94
=234A
 
Dimensionamento 
pelo critério técnico
� Selecionando o método de instalação
 
Dimensionamento 
pelo critério técnico
Tabela 39 — Capacidades de condução de corrente, em ampères, para os 
métodos de referência E, F e G
Condutores: cobre e alumínio
Isolação: EPR ou XLPE
Temperatura no condutor: 90°C
Temperatura ambiente de referência: 30°C
 
Dimensionamento 
pelo critério técnico
� Utilizando a tabela encontra-se:
� Condutor de 70mm2.
� Com capacidade de condução de 268A
� Preço total apenas dos condutores
� 0,3km x R$ 12.290,00 / km = R$ 3.687,00
� Pelo critério da seção econômica
� Condutor de 185mm2
� Com capacidade de condução de 510A
� Preço total apenas dos condutores
� 0,3km x R$ 31.130,00 / km = R$ 9.339,00
� Onde está a vantagem?
 
Análise comparativa
� Utilizamos a seguintes expressão para o 
cálculo do curto com a perda de energia no 
cabo:
 
Análise comparativa
� Precisa-se calcular a resistência do cabo na 
temperatura de funcionamento
� Calcula-se a carga percentual do cabo pela 
expressão
Iproj
Icapcond
=
220
268
=0,82
 
Análise comparativa
� Encontra-se a temperatura de funcionamento 
pelo gráfico abaixo.
� Aprox. 75oC
 
Análise comparativa
� Com a temperatura de funcionamento, calcula-
se a resistência do cabo através de um fator de 
correção, utilizando a tabela abaixo.
� Utiliza-se o maior mais próximo 1,236
 
Análise comparativa
� Calculando-se a resistência do cabo, utilizando 
o valor de resistência padrão para cada seção.
 
Análise comparativa
� Calculando-se a resistência total, temos:
� Rtot = R/km x distância x Fat corr temp
� Rtot = 0,268 ohms /km x 0,1km x 1,236
� Rtot = 0,0331ohm
 
Análise comparativa
� Calculando-se o custo da energia elétrica por 
ano, temos:
 
Análise comparativa
� Fazendo o mesmo processo para o cabo de 
185mm2, temos:
� A temperatura no gráfico é de 50oC
� O fator de correção da resistência com a 
temperatura é de 1,118.
� Rtot = 0,0991ohm/km x 0,1km x 1,118
� Rtot = 0,0111ohms
Iproj
Icapcond
=
220
510
=0,43
 
Análise comparativa
� Calculando o custo anual da energia elétrica, 
temos:
 
Análise comparativa
� Fazendo-se a comparação:
seção Em 10 anos Percentual
70 R$ 3.687,00 R$ 4.940,70 R$ 49.407,00 R$ 53.094,00 100,00%
185 R$ 9.339,00 R$ 1.656,85 R$ 16.568,50 R$ 25.907,50 48,80%
Custo de 
instalação
Custo energia 
anual
Custo total em 
10 anos