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Disciplina: Instalações Elétricas II UNIDADE II : QUADRO DE FORÇA
Professor: Marcelino Vieira Lopes, Me.Eng.
Objetivos
• GERAL:
O objetivo desta disciplina é avançar com os conhecimentos mais aprofundados de eletricidade.
• ESPECÍFICO:
Mostrar aos alunos a necessidade do engenheiro conhecer um pouco mais de eletricidade e suas aplicações, como também os equipamentos.
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EMENTA
Para atingir os objetivos, a seguinte ementa será seguida:
• Noções de Produção, Transmissão e Distribuição de Energia;
• Quadros de Força;
• Motores;
• Transformadores;
• Turbo-Geradores, Turbo-Bomba e Turbo-Compressor; Subestação;
• Para-raios;
• Luminotécnica;.
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Programa
UNIDADE I : NOÇÕES DE PRODUÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO 1.1 – A produção de energia elétrica 1.2 – A transmissão de energia elétrica 1.3 – A distribuição de energia elétrica
UNIDADE II : QUADRO DE FORÇA 2.1 – Introdução e conceitos 2.2 – Função do quadro 2.3 – Equipamentos componentes UNIDADE III : MOTORES ELÉTRICOS 2.1 – Introdução e conceitos 2.2 – Tipos de motores 2.3 – Funcionamento dos motores 2.4 – Regras práticas para escolha de um motor
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Programa
UNIDADE IV : TRANSFORMADORES 4.1 – Introdução e conceitos 4.2 – Tipos de transformadores 4.3 – Funcionamento dos transformadores UNIDADE V : TUBO-GERADORES, TURBO-BOMBA E TURBO-COMPRESSOR 5.1 – Introdução e conceitos 5.2 – Tipos de máquinas 5.3 – Funcionamento das máquinas 5.4 – Funções de cada máquina UNIDADE VI : SUBSTAÇÃO 6.1 – Introdução e conceitos 6.2 – Tipos de subestação 6.3 – Equipamentos componentes da subestação
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Programa
UNIDADE VII : PARA-RAIOS
7.1 – Introdução e conceitos
7.2 – Tipos de para-raios
7.3 - Aplicações
UNIDADE VIII : LUMINOTÉCNICA
8.1 – Introdução e conceitos
8.2 – Lâmpadas e luminárias
8.3 – Iluminação incandecente
8.4 – Iluminação fluorescente
8.5 – Método dos lumens
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Bibliografia
BÁSICA:
CREDER, Helio. Instalações Elétricas, revista e atualizada. Rio de Janeiro: LTC, 14 ed, 2002.
COTRIM, Ademaro A. M. B. Instalações Elétricas. São Paulo: Makron Books, 1992.
NISKIE, J e MACINTYRE, A. J. Instalações Elétricas. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1986.
COMPLEMENTAR:
GUSSOW, Milton. Eletricidade Básica – 247 Problemas Resolvidos, 379 Problemas Propostos. 2 ed. São Paulo: Makron Books, 1997.
RAMALHO, F, NICOLAU, G e TOLEDO, P. Os fundamentos da Física Vol. 3. São Paulo: Moderna, 1995.
HALLIDAY D. & RESNICK R. – Física 3, Rio de Janeiro: LTC, 2004.
SEARS, ZEMANSKY et al. Física, Vol. 3, São Paulo: Pearson, 2004.
FRIAS, Fernando; GONZAGA, Henrique Oswald Monzo. Eletricidade 2. Rio de Janeiro: MIGUEL COUTO, s.d. 75p. Leão, Ruth. GTD – Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica. Universidade Federal do Ceará, 2009, Disponível em www.dee.ufc.br/~rleao , acessado em 01/07/2014.
Moreno, Hilton. INSTALACOES ELETRICAS RESIDENCIAIS. São Paulo: Pirelli, 2003.
BASOTTI, Marcio Rogerio. Eletricidade-instalacoes industriais. Sapucaia do Sul: SENAI, 2001.
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Unidade 2: Quadro de Força
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1. Introdução e Conceitos
2. Função do Quadro
3. Equipamentos Componentes
Unidade 2: Quadro de Força
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2 – Quadros de Distribuição
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2 – Quadros de Distribuição
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2 – Quadros de Distribuição
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1. Introdução e Conceitos De acordo com a NBR IEC 60050 (826), quadro de distribuição é o equipamento elétrico destinado a receber energia elétrica através de uma ou mais alimentações, e distribuí-la a um ou mais circuitos, podendo também desempenhar funções de proteção, seccionamento, controle e/ou medição.
2 – Quadros de Distribuição
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• Disjuntor Termomagnético (DTM): sao dispositivos que:
• Oferecem proteção aos fios do circuito.
• Desligando-o automaticamente quando da ocorrência de uma sobrecorrente provocada por um curto-circuito ou sobrecarga.
• Permitem manobra manual.
• Operando-o como um interruptor, secciona somente o circuito necessário numa eventual manutenção.
21: Introdução e Conceitos
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• Interruptor diferencial residual: são dispositivos que protegem as pessoas contra choques elétricos.
2 – Quadros de Distribuição
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• Interruptor diferencial residual
• Conceito de atuaçãoAs correntes de fuga que provocam riscos às pessoas são causadas por duas circunstâncias:
• Contato direto: Falha de isolação ou remoção das partes isolantes, com toque acidental da pessoa em parte energizada (fase / terra).
• Contato indireto: Através do contato da pessoa com a parte metálica (carcaça do aparelho), que estará energizada por falha de isolação, com interrupção ou inexistência do condutor de proteção (terra).
2 – Quadros de Distribuição
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• Interruptor diferencial residual
• Conceito de atuação: A somatória vetorial das correntes que passam pelos condutores ativos no núcleo toroidal é praticamente igual a zero (Lei de Kirchhoff). Existem correntes de fuga naturais não relevantes. Quando houver uma falha à terra (corrente de fuga) a somatória será diferente de zero, o que irá induzir no secundário uma corrente residual que provocará, por eletromagnetismo, o disparo do Dispositivo DR (desligamento do circuito).
2 – Quadros de Distribuição
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• Tipos de Montagem
Tipos de Circuito
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• Circuito Elétrico:
E o conjunto de equipamentos e fios, ligados ao mesmo dispositivo de proteção.
• Circuito de Distribuição:
Liga o quadro do medidor ao quadro de distribuição.
• Circuito Terminal:
Partem do quadro de distribuição e alimentam diretamente lâmpadas, tomadas de uso geral e tomadas de uso específico.
2 – Quadros de Distribuição
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2 – Quadros de Distribuição
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2 – Quadros de Distribuição
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2 – Quadros de Distribuição
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DIMENSIONAMENTO DE CIRCUITOS TERMINAIS
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Quantidade de circuitos terminais
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• Dimensionamento de Circuitos Terminais:
1. Prever circuitos de iluminação separados dos circuitos de tomadas de uso geral (TUG’s).
• Na prática estes circuito deve ficar limitado a 10 A (cada um), para facilitar a instalação.
2. Prever circuitos independentes, exclusivos para cada equipamento com corrente nominal superior a 10A.
• Por exemplo, equipamentos ligados em 127V com potencias acima de 1270VA (127V x 10A) devem ter um circuito exclusivo para si.
Exercício
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• Dimensionamento de Circuitos Terminais:
• Uma residência onde há um chuveiro de 5600W e uma torneira de 5.000W, responda:
1. Qual o número mínimo de circuitos terminais?
2. Descreva cada um deles?
Circuito de Iluminação: Quantidade e Carga Mínimas
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RECOMENDACOES DA NBR 5410 PARA O LEVANTAMENTO DA CARGA DE ILUMINACAO
1. Condições para se estabelecer a quantidade mínima de pontos de luz.
• prever pelo menos um ponto de luz no teto, comandado por um interruptor de parede.
• arandelas no banheiro devem estar distantes, no mínimo, 60cm do limite do boxe
2. Condições para se estabelecer a potencia mínima de iluminação.
• A carga de iluminação e feita em função da área do cômodo da residência.
• Atribuir um mínimo de 100VA para os primeiros 6m2, acrescido de 60VA para cada aumento de 4 m2 inteiros;
2 – Dimensionamento do quadro de distribuição
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Circuito de Iluminação: Quantidade e Carga Mínimas
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Exercicício:
Baseado na planta baixa apresentada no slide anterior, levante a quantidade e carga mínimas para a ILUMINAÇÃO.
Circuito de Iluminação: Quantidade e Carga Mínimas
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Exercicício:
Baseado na planta baixa apresentada no slide anterior, dimensione o(s) circuito(s) para iluminação.
Circuito Área Potência de Iluminação (VA)
Área de Serviço
Cozinha
Banheiro
Sala
Copa
Dormitório 1
Dormitório 2
Circulação
Área externa
TOTAL
Tomadas de Uso Geral: Quantidade Mínimas
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RECOMENDACOES DA NBR 5410 PARA O LEVANTAMENTO DA CARGA DE TOMADAS
Condição / Local Quantidade Mínima de Tomadas de Uso Geral (TUG)
Comodos ou dependencias com area igual ou inferior a 6m2
No minimo uma tomada
Cômodos ou dependências com mais de 6m2
No minimo uma tomada para cada 5m ou fracao de perimetro, espacadas tao uniformemente quanto possivel
cozinhas, copas, copas-cozinhas Uma tomada para cada 3,5m ou fracao de perimetro, independente da area
Banheiros No minimo uma tomada junto ao lavatorio com uma distancia minima de 60cm do limite do boxe
Subsolos, varandas, garagens ou sotaos No mínimo uma tomada.
NOTA: em diversas aplicações, e recomendável prever uma quantidade de tomadas de uso geral maior do que o mínimo calculado.
Tomadas de Uso Geral: Carga Mínimas
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• Banheiros, cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais semelhantes:
• atribuir, no mínimo, 600VA por tomada, ate 3 tomadas.
• atribuir 100VA para os excedentes.
• Demais cômodos ou dependências
• atribuir, no mínimo, 100VA por tomada.
Tomadas de Uso Específico: Quantidade e Carga
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Quantidade de tomadas de uso específico (TUE’s).
• A quantidade de TUE’s e estabelecida de acordo com o número de aparelhos de utilização que sabidamente vão estar fixos em uma dada posição no ambiente.
• . O projetista deve levantar a quantidade de chuveiros, torneiras elétricas e equipamentos similares (potência elevada) que serão instalados, bem como a respectiva potência.
Circuito de TUG: Quantidade e Carga Mínimas
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Exercicício:
Baseado na planta baixa apresentada anterioriormente, levante a quantidade e carga mínimas para as TUGs.
Considerando que há um chuveiro de 5600W e uma torneira de 5.000W, determine as TUEs.
TUGs e TUEs: Quantidade e Carga Mínimas
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Exercicício:
Circuito Área (m2) Perímetro (m) TUG n x S (VA)
TUE N x P (W)
Área de Serviço
Cozinha
Banheiro
Sala
Copa
Dormitório 1
Dormitório 2
Circulação
Área externa
TOTAL
Iluminação, TUGs e TUEs: Resumo
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Dependência
Dimensões Potência de Iluminação
(VA)
TUGs TUEs
L C Área Perímetro Potência
(VA) QTD
Pot. Total (VA)
Potência (W)
QTD Pot. Total
(W) Descricão
Cozinha 3,05 3,75 11,44 13,60 160 100 0 0 5000 1 5000 Torneira
600 3 1800 0 0 0
Área Serviço 3,4 1,75 5,95 10,30 100 100 0 0 0 0 0
600 2 1200 0 0 0
Banheiro 1,8 2,3 4,14 8,20 100 100 0 0 5800 1 5800 Chuveiro
600 1 600 0 0 0
Sala 3,25 3,05 9,91 12,60 100 100 3 300 0 0 0
600 0 0 0 0 0
Copa 3,1 3,05 9,46 12,30 100 100 0 0 0 0 0
600 3 1800 0 0 0
Dormitório 1 3,25 3,4 11,05 13,30 160 100 3 300 0 0 0
600 0 0 0 0 0
Dormitório 2 3,15 3,4 10,71 13,10 160 100 3 300 0 0 0
600 0 0 0 0 0
Circulação 2,1 1,8 3,78 7,80 100 100 1 100 0 0 0
600 0 0 0 0 0
Área externa 0 0 0,00 0,00 100 100 1 100 0 0 0
600 0 0 0 0 0
TOTAL 1080 20 6500 2 10800
Divisão dos circuitos
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Dimensionamento de fiação e disjuntores DTM
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Dimensionamento de IDR
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Divisão dos circuitos
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Circuito
Tensão (V)
Local
Potência
corrente (A)
Nr. Circuitos agrupados
Seção dos condutores
(mm2)
Proteção
Nr. Tipo Potência
(VA) QTD
Pot. Total (VA)
Tipo Nr. Polos Corrente Nominal
1 Iluminação
Social 127
Sala 100 1
620 4,88 3 1,5 DTM 1 10
Dormitório 1 160 1 Dormitório 2 160 1
Hall 100 1 Banheiro 100 1
2 Iluminação
Serviços 127
Cozinha 160 1
460 3,62 3 1,5 DTM+IDR 1 + 2 10 e 25 Copa 100 1
Área Serviço 100 1 Área
externa 100 1
3 TUG 127
Sala 100 3
900 7,09 3 2,5 DTM+IDR 1 + 2 10 e 25 Dormitório 1 100 3 Hall 100 3
4 TUG 127
Dormitório 2 100 3
900 7,09 3 2,5 DTM+IDR 1 + 2 10 e 25 Banheiro 600 1
5 TUG 127
Cozinha 100 0
1800 14,17 3 2,5 DTM+IDR 1 + 2 15 e 25 600 3
6 TUG 127
Copa 100 0
1800 14,17 3 2,5 DTM+IDR 1 + 2 15 e 25 600 3
7 TUG 127
Área Serviço 100 0
1300 10,24 3 2,5 DTM+IDR 1 + 2 15 e 25 Área Serviço 600 2
Área externa
100 1
8 TUE 220
Chuveiro 5800 1
5800 26,36 1 4 DTM+IDR 1 + 2 30 e 40
9 TUE 220
Torneira 5000 1 5000 22,73 2 4 DTM+IDR 1 + 2 25 e 25
Potência Ativa, Reativa e Aparente
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Nos projetos elétricos residenciais, desejando-se saber o quanto
da potência aparente foi transformada em potência ativa, aplica-se
os seguintes valores de fator de potência:
• 1,0 para iluminação
• 0,8 para tomadas de uso geral;
Fator de Demanda
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Nem todos os equipamentos são ligados ao mesmo tempo.
Para circuito de iluminação (FP=1) e TUG (FP=0,8) usa-se a tabela
abaixo.
Fator de Demanda
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Para TUE usa-se a seguinte tabela:
Eletrodutos
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2 – Dimensionamento do quadro de distribuição
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