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Disciplina: Instalações de Baixa Tensão Aula 2: Previsão de Cargas em uma Instalação Elétrica de Baixa Tensão Apresentação Nesta aula, compreenderemos a importância da previsão de cargas de iluminação em uma Instalação Elétrica de Baixa Tensão (IBT), conforme a NBR 5410. Também veremos a previsão de tomadas em uma IBT, segundo a NBR 5410, a qual estabelece critérios para o correto dimensionamento da quantidade de tomadas nos ambientes de uma edificação. Veremos ainda o conceito de demanda e dos principais fatores típicos da carga: (demanda e diversidade), os quais se mostram importantes a fim de se evitar prejuízos financeiros com o uso da energia. Objetivos Elaborar a previsão de cargas de iluminação em uma IBT de acordo com a NBR 5410; Elaborar a previsão de cargas de tomadas de uso geral (TUG) e uso específico (TUE) em uma IBT de acordo com a NBR 5410; Reconhecer o conceito de Demanda e os principais fatores típicos da carga. Premissa Vamos começar nossa aula lendo esta reportagem <https://economia.uol.com.br/noticias/redacao /2013/02/15/veja-os-eletrodomesticos-que- gastam-mais-energia.htm> publicada no UOL em 15 de fevereiro de 2013. A matéria anuncia que, baseado em informações da Eletrobrás e do Inmetro, os cooktops elétricos e as geladeiras são os eletrodomésticos que mais consomem energia atualmente em residências, tornando a conta de energia dos consumidores mais elevada. Uma das principais preocupações ao realizar o projeto de instalação de baixa tensão é a eficiência da instalação, ou seja, como a utilização dos aparelhos (cargas) afetará o valor da conta de energia. É preciso usar certos critérios na hora de realizar a previsão de cargas da instalação, para garantir economia e eficiência em sua utilização. Cooktop é uma espécie de fogão de mesa embutido. Previsão de cargas em projeto de instalações de baixa tensão As IBTs (com tensão nominal UN≤ 1000 V em corrente alternada, e UN≤ 1500 V em corrente contínua) são concebidas, basicamente, seguindo etapas descritas a seguir de acordo com a NBR 5410. Previsão de cargas de iluminação Você deve prever, segundo a norma, pontos de luz fixos no teto de acordo com a Tabela 1: Área do Cômodo Quantidade de Pontos Potência do Ponto Inferior a 6m2 1 ponto 100 VA Superior a 6m2 - 100 VA para os primeiros 6 m2 acrescidos de 60 VA para cada acréscimo de 4 m2 inteiros. Tabela 1: Previsão de Cargas de Iluminação. Fonte: Autor. Sempre que for possível, você deve utilizar lâmpadas de alta eficiência luminosa (por exemplo: lâmpadas a LED), pois consomem menos energia e produzem alto nível de iluminamento. Previsão de pontos de tomadas Segundo a norma, você deve prever pontos de Tomadas de Uso Geral (TUG) — potência entre 100 VA e 600 VA — e Tomadas de Uso Específico (TUE) — potência superior a 600 VA — de acordo com a Tabela 2: Cômodo Quantidade de Pontos Potência do Ponto Salas de manutenção, halls de serviço, salas de bombas e locais análogos. 1 ponto de TUG e pontos de TUE de, no mínimo, 1000 VA para os equipamentos a serem utilizados especificamente. 100 VA 1000 VA específico Banheiros Pelo menos 1 ponto de TUE de, no mínimo, 1000 VA para os equipamentos a serem utilizados especificamente. 1000 VA para secador ou prancha de cabelo. 2500 W para chuveiro elétrico Cozinhas, áreas de serviço e locais análogos 1 TUG para cada 3,5 m de perímetro, sendo 3 de 600 VA sobre a bancada. 100 VA 600 VA sobre bancada Demais 1 TUG para cada 5 m de perímetro. Se necessário TUE verificar a especificação de potência do aparelho a ser alimentado. 100 VA ou superior. Tabela 2: Previsão de Pontos de Tomadas. Fonte: Autor. Conceito de Demanda e Diversidade em instalações elétricas Devemos ter em mente que, em instalações de baixa tensão, raramente os pontos de iluminação e as tomadas são utilizados ao mesmo tempo. Quanto menor a edificação, a probabilidade de utilização aumenta, devido aos poucos pontos de força encontrados. Em uma instalação elétrica, devemos considerar a possibilidade de não simultaneidade de utilização de todos os equipamentos, no mesmo instante, bem como a capacidade de reserva de carga para futuras ampliações. Você deve ainda levar em conta que raramente os pontos de iluminação e as tomadas são utilizados ao mesmo tempo na edificação. Quanto menor a edificação, a probabilidade de utilização aumenta, devido aos poucos pontos elétricos presentes. Saiba que, na prática, a potência demandada de uma instalação, ou seja, aquela que é realmente utilizada, é menor que a potência instalada (representa o total de cargas previstas). Assim, a potência instalada (PI) é multiplicada por um Fator de Demanda (FD) para se obter a potência demandada (PD). PD = PI x FD Pela equação, você deve ter concluído que a potência demandada é sempre inferior à instalada. Os cálculos de demanda levam em conta Fatores (FD) que dependem do tipo de equipamento a ser considerado, as Tabelas 3 e 4 a seguir ilustram os principais Fatores de Demanda utilizados: Potência de Iluminação (VA) FD1 (%) 0 a 1000 86 1001 a 2000 75 2001 a 3000 66 Tabela 3: Fatores de demanda para cargas de iluminação e tomadas de uso geral. Fonte: Autor. Número de circuitos TUEs FD2 (%) 1 100 2 100 3 84 4 76 5 70 6 65 7 60 Tabela 4: Fatores de demanda para tomadas de uso específico. Fonte: Autor. A potência demandada é utilizada para a classificação do consumidor nos Padrões de Entrada das Concessionárias de energia elétrica, ou seja, a forma de ligação com a qual será conectado à rede. Atenção Para detalhes do cálculo da potência demandada, é importante que você consulte a concessionária de energia elétrica de sua região. Fator de diversidade Outro fator típico das cargas das instalações elétricas é o da diversidade. Ao longo do tempo (dia, hora, mês) os circuitos de uma instalação apresentam carga variável devido a uma permuta entre os equipamentos utilizados. Você deve ter em mente que, na prática, o fator de diversidade é pouco utilizado nos projetos de instalações elétricas residenciais. Saiba que a utilização dos fatores de demanda e diversidade são importantes, pois reduzem a quantidade de energia que a concessionária deve realmente disponibilizar para um consumidor. Este fato influencia diretamente nos custos de geração, transmissão e distribuição de energia de um país. Fonte: Shutterstock Exemplo de aplicação do fator de demanda em instalações elétricas Ao aplicar as orientações da NBR 5410, você deve calcular o número mínimo de pontos de iluminação, TUGs e TUEs para a seguinte residência, cujos cômodos estão especificados na Tabela 5: Cômodo (Tipo retangular) Comprimento (m) Largura (m) Sala 5 4 Cozinha 3 3 Quarto 3 4 Banheiro 2,5 1,5 Área de Serviço 2,5 2 Tabela 5: Previsão de cargas para uma residência. Fonte: Autor. Solução Cálculo da quantidade de pontos de luz: • Sala: A= 20 m2 (área) ↔ 6 m2 + 4 m2 + 4 m2 + 4 m2 + 2 m2 (desprezado) ↔ 100 VA + 60 VA + 60 VA + 60 VA = 280 VA a serem distribuídos em determinadas quantidades de luminárias e lâmpadas escolhidas pelo projetista. • Cozinha: A= 9 m2 (área) ↔ 6 m2 + 3 m2 (desprezado) ↔ 100 VA • Quarto: A= 12 m2 (área) ↔ 6 m2 + 4 m2 +2 m2 (desprezado) ↔ 100 VA + 60 VA = 160 VA • Banheiro: A= 3,75 m2 (área) ↔ 100 VA (área menor que 6 m2) • Área de Serviço: A= 5 m2 (área) ↔ 100 VA (área menor que 6 m2) Cálculo da quantidade de TUGs e TUEs: • Sala: P (perímetro) = 5 + 5 + 4 + 4 = P = 18 m ↔ TUGs = 18 / 5 m (uma TUG para cada 5 metros de perímetro) = 3,6 ≈ 4 TUGs a serem distribuídas nas paredes do cômodo. • Cozinha: P (perímetro) = 12 m ↔ TUGs = 12 / 3,5 (uma TUG para cada 3,5 metros de perímetro) = 3,43 ≈ 4 TUGs a serem distribuídas nasparedes do cômodo, considerando 02 de 600 VA na bancada. • Quarto: P (perímetro) = 14 m ↔ TUGS = 14 / 5 m = 2,8 ≈ 3 TUGs a serem distribuídas nas paredes do cômodo. Uma TUE para ar- condicionado de 7000 BTUs (1700 W aproximadamente). • Banheiro: Duas TUEs, uma para chuveiro elétrico (2500 W) e outra para secador de cabelos (1500 W) próxima à bancada. • Área de Serviço: Duas TUEs, uma para máquina de lavar (1500 W) e outra para secadora de roupas (1500 W) se houver. Exemplo de previsão de cargas de uma instalação elétrica Uma instalação apresenta as seguintes cargas: Potência de Iluminação e TUGs (VA) Número de circuitos TUEs 1500 3 de 2400 VA Qual a potência demandada PD dessa instalação? Solução Cálculo da potência demandada de iluminação e TUGs: PD = PI x FD PD1 = 1500 x 0,75 (ver Tabela 1) = 1125 VA Cálculo da potência demandada de TUEs: PD2 = (2400+2400+2400) x 0,84 (ver Tabela 2) = 7200 x 0,84 = 6048 VA Cálculo da potência total demandada: PD = PD1 + PD2 = 1125 + 6048 PD = 7173 VA Atividades 1. Para se fazer a previsão do número mínimo de tomadas de uso geral, com potência prevista de 100 VA, em um ambiente residencial, a NBR- 5410/97 determina que esta previsão seja feita em função do perímetro do ambiente. Supondo uma sala de estar retangular com 4,8 metros de comprimento e 3,2 metros de largura, determine o número mínimo de tomadas para esse ambiente conforme NBR-410/97. Assinale a alternativa que ilustra, de acordo com a norma, a quantidade mínima de tomadas de uso geral (TUGs) a serem utilizadas. a) 2 tomadas b) 3 tomadas c) 4 tomadas d) 5 tomadas e) 1 tomada 2. A figura abaixo ilustra parte da planta baixa de uma edificação. Baseado na NBR-5410/97, realize a previsão de cargas de TUGs e marque a alternativa que demonstra corretamente suas quantidades. a) sala de estar 4 TUGs, cozinha 3 TUGs e varanda 2 TUGs. b) sala de estar 1 TUGs, cozinha 3 TUGs e varanda 2 TUGs. c) sala de estar 3 TUGs, cozinha 2 TUGs e varanda 2 TUGs. d) sala de estar 3 TUGs, cozinha 2 TUGs e varanda 1 TUGs. e) sala de estar 4 TUGs, cozinha 3 TUGs e varanda 3 TUGs. 3. A figura abaixo ilustra parte da planta baixa de uma edificação. Baseado na NBR-5410/97, realize a previsão de cargas de iluminação e marque a alternativa que demonstra corretamente suas quantidades. a) sala de estar 100 VA, cozinha 120 VA e varanda 150 VA. b) sala de estar 100 VA, cozinha 120 VA e varanda 120 VA. c) sala de estar 120 VA, cozinha 120 VA e varanda 150 VA. d) sala de estar 100 VA, cozinha 100 VA e varanda 100 VA. e) sala de estar 150 VA, cozinha 150 VA e varanda 150 VA. Referências ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Disponível em: Acesso em: 17 abr. 2018. CAVALIN, Geraldo, CERVELIN, Severino. Instalações elétricas prediais. Teoria e prática. Curitiba: Editora Base Livros Didáticos, 2008. COTRIM, A. A. M. B. Instalações elétricas. 4. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005. CREDER, H. Instalações elétricas. 14. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004. MAMEDE FILHO, João. Instalações elétricas industriais. 7. ed. São Paulo: LTC, 2007. Próximos Passos • Como é realizada a divisão dos circuitos em uma Instalação Elétrica de Baixa Tensão; • Vantagens da divisão de circuitos no ponto de vista de segurança e continuidade de serviço da Instalação Elétrica de Baixa Tensão; • Determinar o ponto ótimo para a localização dos quadros de distribuição geral e terminais. Explore mais Leia o texto: • Conheça os aparelhos com mais e menos consumo de energia. Visite a página do Módulo Energia <www.moduloenergia.com> e saiba mais sobre o assunto. Acesso em: 24 abr. 2018.
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