Capitulo_2__Fornecimento_De_Energia

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2 – FORNECIMENTO DE ENERGIA 
 
 
 
2.1 – INTRODUÇÃO 
 
 A energia elétrica oferece vantagens sobre as demais modalidades de energia, 
pelo seu baixo custo, eficiência de controle, transmissão, distribuição e geração ou 
conversão. Esta última contribui para que a energia elétrica seja considerada 
intermediária entre as demais modalidades. Por exemplo, a energia química é convertida 
em mecânica graças à intermediação da elétrica. 
 
O aproveitamento da energia potencial hidráulica, convertida em elétrica por meio de 
geradores instalados em usinas afastadas dos centros de consumo, só é possível graças 
aos transformadores elétricos. Os transformadores permitem a elevação da tensão de 
geração (#10kV) para a tensão de transmissão (#500kV), onde as perdas são 
reduzidíssimas e após é abaixada para a tensão de distribuição primária (#20kV). E por 
último temos os transformadores de distribuição, que permitem obter as tensões de 
distribuição secundária (#220V), que alimentam, por exemplo, as residências. 
 
 
 
2.2 – TENSÕES E DIAGRAMAS DE SUPRIMENTO 
 
Conexão v (Volts) V (Volts) 
 
 
 
110 
 
 
 
115 
 
 
220 
 
 
 
230 
 
 
 
120 
127 
220 
2.200 
3.800 
7.620 
13.200 
19.900 
50.800 
79.600 
208 
220 
380 
3.800 
6.600 
13.200 
23.000 
34.500 
88.000 
138.000 
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2.3 – DEFINIÇÕES 
 
 
2.3.1 – Potência Instalada (PI) 
 
É a soma das potências nominais dos equipamentos elétricos de uma unidade 
consumidora, em condições de entrar em funcionamento, incluindo seus acessórios 
(reatores, reguladores, etc) e as tomadas de corrente. 
 
 
a) Tomadas: 
 
Em dependências habitacionais e nas acomodações de hotéis, motéis e similares, o 
número de tomadas de uso geral deve ser fixado de acordo com o seguinte critério: 
 
- Banheiros: pelo menos uma tomada junto ao lavatório. 
 
- Copas e cozinhas: pelo menos uma tomada para cada 3,5 metros ou fração de 
perímetro. 
 
- Sub-solos, varandas e sótãos: no mínimo uma tomada. 
 
- Demais dependências: uma tomada para áreas até 6m2, sendo que para áreas 
superiores a 6m2 deve ser instalada uma tomada para cada 5 metros ou fração de 
perímetro, espaçadas tão uniformemente quanto possível. 
 
Às tomadas devem ser atribuídas as seguintes potências: 
 
- para utilização geral: 100VA para uso residencial e 200VA para uso comercial. 
 
- para utilização específica: carga nominal de utilização. 
 
- para copas-cozinhas, banheiros, áreas de serviço, lavanderias e locais análogos: 
600VA para as 3 primeiras e 100VA para as demais. 
 
 
b) Pontos de Luz: 
 
Em cada cômodo ou dependência e unidades residenciais e nas acomodações de 
hotéis, motéis e similares, deve-se prever pelo menos um ponto de luz fixo no teto, com 
potência mínima de 100VA, comandado por interruptor de parede. 
 
Para a determinação das cargas de iluminação em residências, pode ser adotado o 
seguinte critério: 
 
- em dependências com área menor ou igual a 6 m2, prever carga mínima de 100VA. 
 
- em dependências com área superior a 6m2, prever carga mínima de 100VA para os 
primeiros 6m2, acrescida de 60VA para cada aumento de 4m2 inteiros. 
 
É possível fazer-se uma estimativa inicial da carga instalada, através da densidade 
da carga em kW/m2, em função do uso de cada recinto ou unidade (existem várias 
referências bibliográficas). 
 
 
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c) Potências Nominais Típicas de Alguns Aparelhos Eletrodomésticos: 
 
Aparelhos Potência (W) 
Aquecedor de água por acúmulo de 50 a 200 litros 1.000 a 1.250 
Aquecedor de água por acúmulo de 250 litros 1.500 
Aquecedor de água por acúmulo de 300 a 350 litros 2.000 
Aquecedor de água por acúmulo de 400 litros 2.500 
Aquecedor de água em passagem 4.000 a 7.500 
Aspirador de pó 250 a 800 
Cafeteira 1.000 
Chuveiro 2.500 a 5.500 
Condicionador de ar tipo janela de 2.125 a 2.500 kCal/h 1.500 a 1.650 
Condicionador de ar tipo janela de 3.000 a 3.500 kCal/h 1.900 a 2.100 
Condicionador de ar tipo janela de 4.500 a 5.250 kCal/h 2.900 a 3.100 
Condicionador de ar tipo janela de 7.500 kCal/h 4.000 
Ferro de passar roupa 400 a 1.600 
Fogão elétrico residencial 4.000 a 12.000 
Forno elétrico residencial 1.500 
Forno de microondas 1.500 
Freezer 350 a 500 
Geladeira doméstica 150 a 400 
Lavadora de pratos residencial 1.200 a 2.700 
Lavadora de roupas residencial 2.500 
Secadora de roupas residencial 1.500 a 2.500 
Secador de cabelo portátil 500 a 1.500 
Televisor 70 a 100 
Torneira elétrica 2.200 a 3.200 
Torradeira 700 a 1.200 
 
 
 
2.3.2 – Potência de Demanda (D) 
 
É a potência média ativa solicitada por uma carga ao sistema elétrico, num instante e 
com uma duração dt, geralmente de 15 minutos. 
 
 _ t + dt 
 1 / 
D = --------- / P.dt 
 dt / 
 / t 
 
 
2.3.3 – Demanda Máxima (Dmáx) 
 
É a maior das demandas (D) de um sistema, verificado num período T, geralmente 
de 730 horas (01 mês), expressa em quilowatts (kW). 
 
O alimentador geral de um prédio de apartamentos, não deve ser dimensionado em 
função de sua potência instalada (PI) e sim de sua demanda máxima (Dmáx), pois este é 
o valor máximo verificado num período, que por sua vez, é o valor médio com duração de 
15 minutos. A corrente oriunda da demanda máxima é chamada de corrente de demanda 
máxima ou corrente de projeto (IB). 
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2.3.4 – Demanda Média (DM) 
 
É a potência média ativa demandada por uma carga ao sistema elétrico, num 
período de consumo T, geralmente de 730 horas. 
 
 
 _ T 
 1 / Consumo de Energia Mensal 
DM = ----- / P.dt = ---------------------------------------- 
 T / Horas do Mês de Consumo 
 _ / 0 
 
 
 
 
 
 
 
2.3.4 – Demanda Contratada (Dc) 
 
Demanda de potência ativa a ser obrigatória e contínuamente disponibilizada pela 
concessionária, conforme valor e período de vigência fixados em contrato de 
fornecimento e que deverá ser integralmente paga, seja ou não utilizada durante o 
período de faturamento, expressa em quilowatts (kW). 
 
 
 
2.3.5 – Demanda Faturável (Df) 
 
Maior valor entre a Demanda Contratada (Dc) e a Demanda Registrada (Dr), a ser 
considerada para fins de faturamento, com aplicação da respectiva tarifa, expressa em 
quilowatts (kW). 
 
 
 
2.3.6 – Demanda de Ultrapassagem (Du) 
 
Parcela da demanda medida que excede o valor da demanda contratada, expressa 
em quilowatts (kW). 
 
 20 
2.4 – CLASSIFICAÇÃO DO SUPRIMENTO 
 
 
 
Tarifa 
 
Distribuição 
Grupo 
e Sub-
Grupo 
Tensão 
de 
Suprimento 
 
Consumidor 
Potência 
Instalada
(kW) 
Demanda 
Máxima 
(kW) 
 B – 1 Residencial < 4 ----- 
 
 
Monomial 
 
 
Secundária 
 
B – 2 
 
 
< 2,3kV 
Rural; Cooperativa de 
Eletrificação Rural ou 
Serviço Publico Irrigação 
 
< 75 (*) 
 
----- 
 B – 3 Demais Classes < 75 (*) ----- 
 B – 4 Iluminação Pública < 75 (*) ----- 
 A – 4 2,3 a 25kV Comercial / Industrial > 75 (*) < 2.500 
Binomial Primária A – 3a 30 a 44kV Comercial / Industrial > 75 (*) < 2.500 
 ou A – 3 69kV Comercial / Industrial > 75 (*) > 2.500 
Horo-sazonal Transmissão A – 2 88 a 138kV Industrial > 75 (*) > 2.500 
 A – 1 > 230kV Industrial > 75 (*) > 2.500 
 
(*) Em qualquer edifício residencial com PI > 75kW ou mesmo para outra finalidade, situado em zona atual ou 
futura subterrânea, o suprimento poderá ser feito no grupo B. 
 
 
 
 
2.5 – TARIFAS DO SUPRIMENTO DE ENERGIA 
 
 
 
2.5.1 – Tarifa Monomial 
 
Destinada aos consumidores de baixa tensão (grupo B), dependem apenas da 
energia ativa consumida num período (geralmente um mês). 
 
 
 
2.5.2 – Tarifa Binomial ou Convencional 
 
Destinada aos Consumidores de alta tensão (grupo A), com tensão de suprimento 
inferior a 69kV e demanda contratada inferior a 300kW. Dependem do consumo de 
energia ativa e da demanda no período. 
 
 
Fatura de Energia = Ca x TC + Df x TD + Du x TDu + SF + V onde: 
 
 
Ca = Consumo de energia ativa (medidor de kWh) 
 
TC = Tarifa de consumo (R$/1000 kWh) 
 
Df = Demanda faturávelTD = tarifa de demanda (R$/kW). 
 
SF = sobretaxa para fator de potência inferior a 0,92. 
 
V = impostos. 
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2.5.3 – Tarifa Verde 
 
Destinada aos consumidores de alta tensão (grupo A), com tensão de suprimento 
superior a 69kV e demanda contratada superior a 300kW Dependem do consumo de 
energia ativa (que varia com os períodos de suprimento) e da demanda faturável no 
período. 
 
 
Períodos de Suprimento: 
 
p = horário de PONTA: 3 horas diárias consecutivas e contratuais, definido pela 
concessionária, nos dias úteis. 
 
f = horário FORA DE PONTA: restante do período não incluso no horário de ponta. 
 
s = período SECO: suprimento nos meses de maio a novembro. 
 
u = período ÚMIDO: suprimento nos meses de dezembro a abril. 
 
 
Fatura de Energia: CC + CD + SF + V 
 
 
Faturamento Relativo ao Consumo: CC = Csp x Tsp + Csf x Tsf + Cup x Tup + Cuf x Tuf 
 
onde: 
 
Csp = Consumo ativo no período seco em horário de ponta. 
 
Csf = Consumo ativo no período seco em horário fora de ponta. 
 
Cup = Consumo ativo no período úmido em horário de ponta. 
 
Cat = Consumo ativo total no mês. 
 
Crt = Consumo reativo total no mês. 
. 
Tsp = Tarifa de consumo no período seco em horário de ponta. 
 
Tsf = Tarifa de consumo no período seco em horário fora de ponta. 
 
Tup = Tarifa de consumo no período úmido em horário de ponta. 
 
Tuf = Tarifa de consumo no período úmido em horário fora de ponta. 
 
Todas as tarifas acima são expressas em R$/1.000 kWh. 
 
 
Faturamento Relativo à Demanda: CD = Df x TD + Du x TDu (Idem a Tarifa Binomial) 
 
 
V: Impostos 
 
 
SF: Sobretaxa para Fator de Potencia Inferior a 0,92: 
 22 
2.5.4 – Tarifa Azul 
 
Destinada aos grandes consumidores de alta tensão (grupo A), com tensão de 
suprimento superior a 69kV e demanda contratada superior a 300kW. Dependem do 
consumo de energia ativa e da demanda. Nesse caso, tanto o consumo como a 
demanda variam com os períodos de suprimento. 
 
 
Fatura de Energia = CC + CD + SF + V onde: 
 
 
Faturamento Relativo ao Consumo: Idem Tarifa Verde. 
 
 
Faturamento Relativo à Demanda: 
 
 
CD = DcpxDbp + (Dcf-Dfp)xDbf + (Dmp-Dcp)xDup + (Dmf-Dcf)xDuf sendo: 
 
 
Dcp = Demanda contratada em horário de ponta (kW). 
 
Dcf = Demanda contratada em horário fora de ponta (kW). 
 
Dmp = Demanda medida em horário de ponta (kW). 
 
Dmf = Demanda medida em horário fora de ponta (kW). 
 
Dfp = Demanda faturável em horário de ponta: maior valor Dmp ou Dcp. 
 
Dbp = Tarifa de demanda básica em horário de ponta (R$/kW). 
 
Dbf = Tarifa de demanda básica em horário fora de ponta (R$/kW). 
 
Dup = Tarifa de demanda na ultrapassagem em horário de ponta (R$/kW). 
 
Duf = Tarifa de demanda na ultrapassagem fora do horário de ponta (R$/kW). 
 
 
V: Impostos 
 
 
SF: Sobretaxa para fator de potência inferior a 0,92. 
 
 
 
 
2.6 – FATORES DE CONSUMO 
 
 
2.6.1 – Fator de Carga (FC) 
 
É a relação entre a demanda média e a demanda máxima de um sistema. 
 
DM 
FC = ------------- (como DM é sempre menor ou igual a Dmáx; logo FC ≤ 1,0) 
Dmáx 
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2.6.2 – Fator de Utilização (FU) 
 
É a relação entre a demanda média e a potência instalada de um sistema. 
 
DM 
FU = ------------ (como DM é sempre menor ou igual a PI; logo FU ≤ 1,0) 
PI 
 
 
 
2.6.3 – Fator de Demanda (FD) 
 
É a relação entre a demanda máxima e a potência instalada de um sistema. 
 
 
Dmáx 
FD = ---------- (como Dmáx é sempre menor ou igual a PI; logo FD ≤ 1,0) 
PI 
 
 
Os fatores de demanda são tabelados e dependem de: 
- Localidade geográfica: hemisfério, país, região. O fator de demanda de um 
apartamento médio é bem diferente em São Paulo, New York e Moscou. 
 
- Classe econômica: O fator de demanda de uma casa com 4 pessoas de classe 
média é bem diferente da classe alta. 
 
- Tipo de carga: Industrias iguais, com fornos de aquecimento por indução e a arco, 
tem fatores de demanda diferentes. 
 
- Época: Um mesmo escritório apresenta fatores de demanda diferentes na década 
1960 ou 1980 ou 2000. 
 
- Outros: Área utilizada, quantidade de cargas unitárias, potência instalada, etc. 
 
 
Na prática, têm-se vários fatores de demanda, dependendo das variáveis e 
metodologia empregadas pelas normas (ABNT, IEC, NEC, etc), concessionárias 
(Eletropaulo, Cesp, CPFL, Cemig, etc) e outros órgãos. 
 
 
Podemos também, adotar metodologia própria como, por exemplo: Para dimensionar 
o alimentador geral de uma nova Faculdade de Engenharia, podemos adotar os fatores 
de demanda das Faculdades da UFU, UNIUBE, FPU, UNIMINAS, etc. 
 
 
Analogamente, o fator de demanda de uma indústria de macarrão, pode ser avaliado 
se levarmos em conta o fator de indústrias semelhantes. 
 
 
Como os fatores de demanda são tabelados e conhecendo-se a potência 
instalada(PI) de determinada instalação, podemos facilmente calcular a demanda 
máxima (Dmáx) e daí calcular a corrente de projeto (IB). 
 
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2.6.4 – Fatores de Demanda Tabelados 
 
 
 
Fatores de Demanda Para Cargas de Iluminação e Tomadas de Unidades 
Consumidoras Residenciais 
 
Carga Instalada (kW) Fator de Demanda 
0<C≤1 0,86 
1<C≤2 0,81 
2<C≤3 0,76 
3<C≤4 0,72 
4<C≤5 0,68 
5<C≤6 0,64 
6<C≤7 0,60 
7<C≤8 0,57 
8<C≤9 0,54 
9<C≤10 0,52 
 C>10 0,45 
 
Fonte: ND-5.1 (Tabela 15 – CEMIG) 
 
Notas: 
 
a) Para lâmpadas incandescentes, considerar kVA = kW (fator de potência unitário); 
b) Para lâmpadas de descarga e tomadas, considerar kVA = kW/0,92. 
 
 
 
Fatores de Demanda Para Cargas de Iluminação e Tomadas de Unidades 
Consumidoras Não Residenciais 
 
Descrição Fator de Demanda (%) 
Auditórios, salões para exposições, cinemas e semelhantes 100 
Bancos e semelhantes 100 
Barbearias, salões de beleza e semelhantes 100 
Clínicas, hospitais e semelhantes 40 para os primeiros 50kVA 
20 para o que exceder 50kVA 
Clubes e semelhantes 100 
Escolas e semelhantes 100 para os primeiros 12kVA 
50 para o que exceder 12kVA 
Escritório, lojas e salas comerciais 100 para os primeiros 20kVA 
70 para o que exceder 20kVA 
Garagens comerciais e semelhantes 100 
Hotéis, motéis e semelhantes 50 para os primeiros 20kVA 
40 para o que exceder 20kVA 
Igrejas, templos e semelhantes 100 
Oficinas, indústrias e semelhantes 100 para os primeiros 20kVA 
80 para o que exceder 20kVA 
Restaurantes, bares, padarias e semelhantes 100 
 
Fonte: ND-5.1 (Tabela 16 – CEMIG) 
 
Notas: 
 
a) Para lâmpadas incandescentes, considerar kVA = kW (fator de potência unitário); 
b) Para lâmpadas de descarga e tomadas, considerar kVA = kW/0,92. 
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Fatores de Demanda de Fornos e Fogões Elétricos 
 
Número de Fator de Demanda (%) 
Aparelhos Potência até 3.5kW Potência Superior a 3,5kW 
1 80 80 
2 75 65 
3 70 55 
4 66 50 
5 62 45 
6 59 43 
7 56 40 
8 53 36 
9 51 35 
10 49 34 
 
Fonte: ND-5.1 (Tabela 17 – CEMIG) 
 
 
Nota: Considerar para a potência dessas cargas kVA = kW (fator de potência unitário); 
 
 
 
 
 
Fatores de Demanda de Aparelhos Eletrodomésticos, Aparelhos de 
Aquecimento, Aparelhos de Refrigeração e Condicionadores de Ar 
 
 Qtde. de Aparelhos Fator de Demanda (%) Qtde. de Aparelhos Fator de Demanda (%) 
1 100 16 43 
2 92 17 42 
3 84 18 41 
4 76 19 40 
5 70 20 40 
6 65 21 39 
7 60 22 39 
8 57 23 39 
9 54 24 38 
10 52 25 38 
11 49 26 a 30 37 
12 48 31 a 40 36 
13 46 41 a 50 35 
14 45 51 a 60 34 
15 44 61 ou mais 33 
 
Fonte: ND-5.1 (Tabela 18 – CEMIG) 
 
 
Notas: 
 
a) Aplicar os fatores de demanda à carga instalada determinada por grupo de 
aparelhos, separadamente; 
b) Considerar kW = kVA (fator de potência unitário) para os aparelhos de aquecimento, 
para os demais, considerar kVA = kW / 0,92; 
c) No caso de hotéis, o consumidor deve verificar a conveniência de aplicação desta 
tabela ou de fator de demanda igual 100%. 
 
 
 26 
2.7 – EXERCÍCIOS SOBRE FORNECIMENTO DE ENERGIA 
 
 
2.7.1 
 
Qual é a definição de demanda contratada? 
 
 
2.7.2 
 
Qual é a definição de demanda faturável? 
 
 
2.7.3 
 
Qual é a definição de demanda de ultrapassagem?2.7.4 
 
As cargas instaladas em uma indústria totalizam 500 kW, o seu consumo mensal é de 
73.000 kWh e a demanda máxima registrada é de 200 kW. Pede-se: 
 
- A demanda média (DM). 
- O fator de utilização (FU). 
- O fator de carga (FC). 
- O fator de demanda (FD). 
 
 
2.7.5 
 
Uma residência tem instalado as seguintes cargas: 
 
- 15 pontos de luz. 
- 23 pontos de tomada de uso geral (TUG). 
- 04 pontos de tomada para uso em copa-cozinha. 
- 02 pontos de tomada em banheiros. 
- 03 pontos de tomada em área de serviço. 
 
E as seguintes cargas específicas (TUE): 
 
- 02 chuveiros elétricos (médios). 
- 01 torneira elétrica (pequena). 
- 01 ferro de passar roupas (médio). 
- 01 forno de microondas. 
- 01 lavadora de pratos grande. 
- 01 aparelho de ar condicionado tipo janela de 3.500 kCal/h. 
 
Pede-se: 
 
- A potência instalada de iluminação e tomadas. 
- A potência total instalada. 
- A potência de demanda máxima (Dmáx). 
- A corrente de projeto IB, para fornecimento em 2F+N / 220-127V / 60HZ / cos ϕ = 0,85.