demanda - elétrica

DETERMINAÇÃO DA CARGA INSTALADA E DA DEMANDA

3

Determinação da carga instalada: Define o tipo de fornecimento; Somatório das potências (kW) dos aparelhos

ligados a unidade consumidora; Os cálculos devem considerar aparelhos com

previsão de serem adquiridos e conectados em instalações futuras;

Pode considerar valores médios presentes em tabelas das concessionárias;

Unidades rurais tem o tipo de fornecimento definido pela concessionária;

Unidades urbanas com carga acima de 20 kW, o fornecimento deve ser a 4 fios.


4

Expressão geral para cálculo de demanda

Onde: d1 = demanda de iluminação e tomadas; d2 = demanda dos aparelhos para

aquecimento de água; d3 = demanda dos aparelhos de ar

condicionado tipo janela; d4 = demanda das unidades centrais de ar

condicionado; d5 = demanda dos motores elétricos e

máquinas de solda à motor gerador; d6 = demanda das máquinas de solda a

transformador e aparelhos de raios x

1 2 3 4 5 6( ) 1,5D kVA d d d d d d


Fator de demanda Rela entre a demanda máxima e a carga total

conectada ao sistema; Usualmente menor do que a unidade; Matematicamente, é calculado pela fórmula:

Onde Dmax = demanda máxima da instalação, em

kW ou kVA; Pinst = potência instalada, em kW ou kVA.

5

maxd

inst

DF

P


Fatores de demanda de iluminação + TUG e TUE em função da carga instalada.

6


EXEMPLO 7 Seja uma residência com a seguinte divisão de

circuitos e suas respectivas cargas:

A carga total instalada é igual a 22300 W, considerando que o fator de potência da instalação é unitário. Todos os circuitos são monofásicos, exceto 4, 5 e 8 que são bifásicos.

7


SOLUÇÃO: O somatório da carga instalada de Iluminação + TUG

é:

Dessa forma, uma vez que o fator de demanda é igual a 0,57; a demanda de Iluminação + TUG será:

A demanda das TUE’s considera os 2 chuveiros e o forno elétrico e micro-ondas, logo:

Finalmente: 8

1100 1400 1500 2000 1800

7800Ilum TUGC

W

0,57 7800 4446ilum TUGD W

0,92 5000 5000 3000 1500 13700TUED W

4446 13700

18146ilum TUG TUED D D W

D W


Classificação dos consumidores segundo o tipo de carga instalada/demandada:

9

DETERMINAÇÃO DA CARGA INSTALADA E DA DEMANDA Método de avaliação e aplicação – Seção A

Campo de aplicação Entrada de serviços individuais:1. Entra de serviços individual (res., com. e ind.);2. Unidade de consumo individual (apartamento, loja...); Entrada de serviços coletivas:1. em entrada coletiva residencial, com até 3 unidades 3φ;2. Circuitos 3φ em entra coletiva não-residencial;3. Circuitos 3φ dedicado às cargas não residenciais;4. Uso comum em vilas. Circuitos de serviço dedicados a condomínios:1. Em entrada coletiva residencial com até 3 unidades;2. Em entrada coletiva não-residencial;3. Em entrada coletiva mista (circ. de serviço independente);4. Entrada coletiva mista, com um único sistema de serviço.

10


Caso de entrada de serviços individuais Determina-se a carga instalada; Verifica-se se a carga instalada calculada se encontra

dentro de limites mínimos (valores de tabelas); Determina-se a previsão mínima de carga

Motores; Ar condicionado tipo janela:

Para residências isoladas – 1 x 1 cv/unid. Para residências derivadas de ramal de entrada

(apartamentos):1. 1 x 1 cv/unid de consumo com área até 70,0 m2;2. 2 x 1 cv/unid de consumo com área de 70,0 m2 até 100

m2;3. 2 x 1 cv/unid de consumo com área de 70,0 m2 até 100

m2.11


Casos de entradas coletivas Com único agrupamento de medidores:

A demanda do agrupamento de medidores (DAG) é determinada através da carga total instalada das unidades de consumo;

Dimensionamento da proteção do circuito do agrupamento;

A demanda da proteção geral (DPG) será dada por:

A demanda do ramal de entrada é a soma da carga total instalada das unidades de consumo, de serviço e uso do condomínio, e será dada por:

12

PG AGD D

(unidades de consumo/serviço) 0,90RD D


Com mais de um agrupamento de medidores: DPG - demanda da proteção geral de

entrada; DAG - demanda de cada agrupamento de

medidores; DR - demanda do ramal de entrada; DS - demanda do circuito de serviço; Nota: a principal diferença se da em cargas similares

com expressão geral diferenciada, com fatores de demanda distintos.

13

1 1(iluminação e tomadas em escritórios) 1(iluminação e tomadas

do serviço do condomínio) 1(iluminação e tomadas em lojas)

D total d d

d


Método de avaliação e aplicação – Seção B Campo de aplicação

Entradas coletivas exclusivamente residenciais (aquecimento individual de água);

Entradas residenciais compostas de 4 a 300 unidades de consumo;

Entradas coletivas exclusivamente residenciais (sem aquecimento de água);

Circuitos de serviço de uso do condomínio, exclusivamente residenciais;

A determinação da demanda relativa é realizada por tabela (demandas em kVA x função da área útil)

14


Demanda de entradas coletivas, exclusivamente residenciais compostas por 4 a 300 unid. Demanda individual das unidades de consumo

residenciais Demanda do circuito de serviço de uso do

condomínio (DS);

Demanda do agrupamento de medidores (DAG);

Demanda da proteção geral (DPG);

Demanda do ramal de entrada (DR):

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0,90RD DPG DS


Demanda de entradas coletivas mistas Demanda individual das unidades de consumo; Demanda do circuito de serviço de uso do

condomínio Circuito de serviço único

Cálculo da demanda considerando a previsão mínima; Circuitos de serviço independentes (cargas residenciais)

Cargas de iluminação: 100% para os primeiros 10 kW; 25% para os demais.

Motores: Aplicação de tabela específica;

Demais cargas devem ser tratadas individualmente (FP = 100%); 16


Demanda de agrupamento de medidores (DAG):

Demanda da proteção geral (DPG):

Demanda do ramal de entrada (DR):

Onde: Dresidencial = carga total residencial (seção B); Dnão-residencial = carga total das unidades de

consumo não residencial (seção A)

17

0,90AG residencial nao residencialD D D

0,90PG residencial nao residencialD D D

0,90R residencial nao residencialD D D


Fatores de demanda para iluminação e tomadas para unidades consumidoras residenciais

18


Fatores de demanda para iluminação e tomadas de unidades consumidoras não-residenciais

19


Fatores de demanda de fornos e fogões elétricos

20


Fatores de demanda de aparelhos eletrodomésticos de aquecimento e de refrigeração

21


Demanda individual – motores monofásicos

22


Demanda individual – motores trifásicos

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EXEMPLO 8Residência isolada, área útil de 300 m2, com fornecimento de energia através de ramal de ligação independente, tensão 220-110V.

24

Característica da carga instalada

Iluminação e tomadas 6.000 W

Chuveiros elétricos 3 x 4.400 W

Torneiras elétricas 2 x 2.500 W

Aparelhos de ar condicionado

3 x 1 cv2 x ¾ cv

Motores

2 x 1 cv (1 reserva) Mφ1 x ½ cv (1 reserva)

Mφ2 x ¼ cv (1 reserva)

Mφ

Sauna 9.000 W


SOLUÇÃO:a) Determinação da carga instalada e da categoria de

atendimento:

b) Carga instalada com as previsões mínimas. Iluminação e tomadas – previsão mínima

residencial é de 30 W/m2, logo: 30 W/m2 x 300 m2 = 9.000W. Como 9.000W > 6.000W, a carga será de 9.000W.

Aparelhos de aquecimento – nao possui previsão mínima

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6.000 (3 x 4.400) (2 x 2.500)

3 1 11.500 x (3 x 1) 2 x (2 x 1) 1 x + 2 x 9.0004 2 4

44,45

CI

CI kW

Carga a ser considerada = 3 chuveiros x 4.400W

= 2 torneiras x 2.500 W

= 1 sauna x 9.000 W


Aparelhos de ar condicionado tipo janela – previsão mínima = 1 x 1 cv. Como 1 cv < 4,5 vc, considera-se 4,5 cv.

Motores – não é feita nenhuma exigencia.

c) Avaliação das demandas parciais Iluminação e tomadas

26

Carga a ser considerada = 1 x 1 cv

1 = 1 x cv21 = 2 x cv4

1

1

1

9,0

(0,86 1) (0,81 1) (0,76 1) (0,72 1) (0,68 1)

(0,64 1) (0,60 1) (0,57 1) (0,54 1)

6,18

c kW

d

d kVA


Aparelhos de aquecimento

Aparelhos de ar condicionado tipo janela

27

2

2

2

(3 4.400) (2 2.500) (1 9.000) 27,2

(3 4.400) 0,84 (2 2.500) 0,92 (1 9.000) 1

24,7

c kW

d

d kVA

3

43

343

3

3

(3 1cv) (2 cv) 4,5cv

(3 1cv) (2 cv) 0,70 3,15cv

3,15 1,5

4,72

c

d

d kVA

d kVA


Motores

a) Determinação da demanda total da instalação

28

1 12 44

12

14

4

4

2 1cv 1 cv 2 cv

1 cv 1,10

cv 0,66

cv 0,39

Nº de motores = 5

2 1,04 1 0,64 2 0,39

3,5

c

kVA

kVA

kVA

d kVA kVA kVA

d kVA

1 2 3 5

6,18 24,7 4,72 3,5

39,1

total

total

total

D d d d d

D kVA

D kVA


Equilíbrio de fases: As cargas e correntes elétricas nas fases devem

ser aproximadamente iguais; A diferença recomendável entre as fases de

maior e menor potência é de 10%; O procedimento começa dividindo-se a carga

total por 3; Depois, basta distribuir os circuitos de modo a

obter uma distribuição bem uniforme das cargas nas 3 fases

29


EXEMPLO 9Considerando a carga instalada de 22.300 VA, deseja-se que cada uma das três fases que compõem o alimentador desta instalação seja responsável pelo fornecimento de 1/3 da carga.

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SOLUÇÃO São inúmeras as combinações possíveis entre os

circuitos de 1 a 9 de forma a obter valores de potência/fase próximos ao desejado. Uma das alternativas é dada pela seguinte divisão:

A diferença percentual entre as fases de maior potência (A ou B) e a de menor potência (C) é de 2,7%.

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Dimensionamento do alimentador Alimentador: conjunto constituído pelos

condutores, eletrodutos e acessórios, instalados a partir do ramal de entrada até o quadro de distribuição;

O procedimento de dimensionamento é o mesmo usado para o dimensionamento dos circuitos.

32


EXEMPLO 10Para o exemplo anterior, utilizando a carga demandada, determina-se a potência que flui em cada fase:

Pelo critério de capacidade de corrente:

Pelo critério de queda de tensão:

Conflui-se que a bitola do alimentador deve ser de φ10mm2.

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18.1466.048,7

3fase

VAP VA

26.048,747,63 10

127fase

VAI A mm

V

26.048,7 10 60.487 10S d Pfase d VA m VA m mm


Diagrama unifilar Representação do circuito a partir do ramal de

entrada até o quadro de distribuição; Simbologia recomendada pela NBR 5444

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TRABALHO

Projeto divido em 4 partes (60 pts.):1. Levantamento de carga e traçado de pontos de

luz, tomadas, comandos de iluminação;2. Divisão de circuitos e traçado dos eletrodutos,

condutores e QDC;3. Dimensionamento dos circuitos, disjuntores e

eletrodutos;4. Cálculo da demanda e dimensionamento dos

alimentadores dos apartamentos. Levantamento da demanda e determinação dos alimentadores do edifício. Diagramas unifilares do edifício.

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TRABALHO

EXERCÍCIO 1 (de 5) Faça o levantamento de cargas de iluminação e

tomadas do apartamento em anexo. Fique atento à utilização da escala para determinar as dimensões reais dos cômodos;

Lance na planta os pontos de luz, comandos de iluminação e pontos de tomada. Lembre-se do padrão de simbologia. Não é necessário, neste momento, lançar os eletrodutos e condutores na planta;

A tabela de cargas preenchida deve ser enviada por e-mail juntamente com a planta, num arquivo .zip contendo o prefixo ex1 mais o primeiro nome dos componentes;

E-mail: [email protected] Data final para entrega 13/10/2010.

36

TRABALHO

Planta baixa do apartamento:

37

TRABALHO

Tabela de cargas

38

QUADRO DE CARGAS INSTALADAS

DEPENDÊNCIADimensões

ILUMINAÇÃO

TUG TUE

ÁREA (m2)

PERÍMETRO (m)

POTENCIA (W=VA)

QUANTIDADEPOTÊNCIA (W=VA)

APARELHOPOTÊNCIA

(W)POTÊNCIA

(VA)1 SUÍTE ST 2 QUARTO 1 Q1 3 QUARTO 2 Q2 4 CORREDOR CR 5 BANHEIRO 1 B1 6 BANHEIRO 2 B2

7SALA ESTAR/JANTAR

SEJ

8 COZINHA CZ

9LAVANDERIA/ÁREA S.

LS

10

...

11

...

POTÊNCIA TOTAL: LUZ KW TUG'S kW TUE'S kW kVA

TIPO DE CONSUMIDOR = FAIXA DE TENSÃO = CARGA TOTAL

INSTALADAkW kVA

TRABALHO

Tabela de circuitos

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Circuito (listar os cômodos alimentados por cada um

deles)

Iluminação TUG's TUE'sCarga total

Condutormm2

ICIRC IPROJ IFIOIFIO

(FCNC x FCT) IDISJUNTOR

(VA) (VA) (VA) (VA) (A) (A) (A) (A) (A)

1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9 - 10 -

POTÊNCIA TOTAL (kVA)

FIO

TERRAmm2

TRABALHO

Exercício 2 (de 5)1. Preencimento da tabela de circuitos

a) Divisão dos circuitosDividir as cargas de iluminação e tomadas de acordo com as normas;

b) Dimensionamento dos condutoresDimensionar os condutores pelos métodos de capacidade de corrente (CCC) e queda de tensão admissível (CQT). Determinar as bitolas dos condutores utilizando os critérios da norma

2. Lançar o circuito na plantaLançar o QDC de acordo com o centro de cargas. Lançar eletrodutos e condutores dos circuitos, além dos condutores dos comandos de iluminação.

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demanda - elétrica

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