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DETALHAMENTO DE SUBESTAÇÃO CONSUMIDORA
INDUSTRIAL COM TENSÃO DE ENTRADA DE 13,8 kV
Domingo Savio Piombini Junior
Projeto de Graduação apresentado ao
Curso de Engenharia Elétrica da Escola
Politécnica, Universidade Federal do Rio
de Janeiro, como parte dos requisitos
necessários à obtenção do título de
Engenheiro Eletricista.
Orientador: Antonio Carlos Sequeira de
Lima, PhD.
RIO DE JANEIRO
Agosto de 2017
iii
Piombini Junior, Domingo Savio
Detalhamento de subestação consumidora industrial com tensão de
entrada de 13,8 kV/Domingo Savio Piombini Junior – Rio de Janeiro:
UFRJ/Escola Politécnica, 2017.
XIV, 77 p.; il.: 29,7cm.
Orientador: Antonio Carlos Sequeira de Lima
Projeto de Graduação – UFRJ/Escola Politécnica/Curso de
Engenharia Elétrica, 2017.
Referências Bibliográficas: p. 50-53
1. Introdução. 2. Fundamentos Teóricos. 3. Aplicação a um Caso
Industrial. 4. Conclusão. Siqueira de Lima, Antonio Carlos. II.
Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola Politécnica, Curso de
Engenharia Elétrica. III. Título
iv
AGRADECIMENTOS
À minha família, por todo amor e apoio concedido. Meus pais, Domingo e Maria
das Graças, por toda contribuição feita em função de minha formação, não apenas como
Engenheiro Eletricista, mas como pessoa. Por todo apoio, tanto psicológico quanto
financeiro ao longo de toda minha formação. À minha irmã, pela amizade e auxílio em
todos os momentos.
À Kamila, minha companheira de longa caminhada, desde muito antes do pré-
vestibular, por sempre me apoiar e incentivar nos momentos mais difíceis durante
minha formação, assim como me felicitando nos momentos de conquistas. Sem você,
certamente seria muito mais difícil. Agradeço também à sua família, por sempre me
tratarem como parte de vocês e por todo acolhimento e auxílio recebido. Vocês fazem
parte de minha formação.
Aos amigos que a universidade me trouxe, principalmente Bruno Chamma, Camilla
Gonçalves, Guilherme Guimarães e Raphael Napoli. Obrigado por fazer o curso se
tornar mais fluido, por todo o companheirismo e noites estudando juntos por meios
eletrônicos. Que nossa amizade se mantenha por longos anos.
Um agradecimento especial a André Arpon Marandino. Se não fosse você, com toda
sua pronta ajuda desde o ciclo básico, certamente a conclusão desse curso seria mais
difícil.
Ao professor Antonio Carlos Siqueira Lima, por toda disponibilidade oferecida,
conselhos para elaboração deste projeto, oportunidade por me orientar nesse trabalho e
pelo grande conhecimento que adquiri em suas aulas. Foram de grande utilidade em
minha formação como Engenheiro.
Ao professor Jorge Nemésio Sousa por aceitar fazer parte da banca avaliadora e por
fazer suas considerações a esse trabalho, tornando-o mais rico de informações. Seus
comentários foram importantíssimos para esse projeto e para meu conhecimento pessoal
sobre o assunto.
Ao Engenheiro Eletricista Raphael Santos Baptista e à Hineltec Assessoria e
Serviços, assim como todos os seus colaboradores. Obrigado pela oportunidade única da
minha primeira experiência profissional, possibilitando conhecer a engenharia elétrica
v
na prática e por todos os ensinamentos e conselhos que recebi. Farão parte eterna da
minha carreira como Engenheiro.
À Vanda Maia, mãe de minha colega de classe Stephanie Carolina. Sem seu
incentivo em que eu me inscrevesse no curso de Engenharia Elétrica da Universidade
Federal do Rio de Janeiro e cancelasse a matricula na CEFET-RJ, não estaria sendo
formado por esse grande Centro de Tecnologia de referência.
Por último, mas longe de ser menos importante, agradeço eternamente à minha avó
Amélia, por sempre afirmar que estava rezando por mim enquanto eu estava estudando
durante dias para alguma prova, e por sempre estar ao meu lado em todos os momentos.
Onde quer que esteja, saiba que suas preces deram certo e que é um exemplo para todos
nós.
vi
À minha família:
minha mãe Maria das Graças;
meu pai Domingo;
minha irmã Carolinne;
minha avó Amélia;
meu amor Kamila.
vii
Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/UFRJ como
parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Eletricista.
DETALHAMENTO DE SUBESTAÇÃO CONSUMIDORA INDUSTRIAL COM
TENSÃO DE ENTRADA DE 13,8 kV.
Domingo Savio Piombini Junior
Agosto de 2017
Orientador: Antonio Carlos Sequeira de Lima, DSc
Curso: Engenharia Elétrica
Este trabalho consiste em um projeto de subestação consumidora de uma indústria
de produtos de limpeza localizada em Parada de Lucas, Rio de Janeiro, objetivando
suprir o aumento de carga e demanda da mesma, de forma eficiente e de acordo com as
normas vigentes.
Inicialmente foi abordado na introdução o objetivo e motivação deste trabalho,
seguido de um capítulo dedicado à explicitação dos conceitos básicos dos equipamentos
utilizados para a construção da subestação. O terceiro capítulo é dedicado ao projeto em
si, com dimensionamento e detalhamento dos principais equipamentos da subestação.
Para que o projeto da subestação consumidora fosse aceito pela concessionária, toda
documentação exigida pela mesma foi entregue e aprovada após análise.
Palavras-chave: Subestação Industrial, Subestação Consumidora, Aumento de Carga e
Demanda.
viii
SUMÁRIO
Capítulo 1 – Introdução .............................................................................................. 1
1.1. Objetivo ........................................................................................................ 1
1.2. Motivação ..................................................................................................... 1
1.3. Estrutura ........................................................................................................ 2
Capítulo 2 – Fundamentos Teóricos ........................................................................... 3
2.1. Classificação da Subestação ............................................................................... 3
2.2. Tipo de Subestação ............................................................................................. 4
2.3. Níveis de Tensões de Subestações ...................................................................... 4
2.4. Funcionalidade da Subestação ............................................................................ 4
2.5. Arranjo de Barramentos...................................................................................... 5
2.6. Principais Equipamentos da Subestação.............................................................. 7
1) Para-raios .......................................................................................................... 7
2) Transformadores de Corrente ............................................................................ 8
3) Transformadores de Potencial ......................................................................... 11
4) Chave Secionadora .......................................................................................... 13
5) Condutores de Baixa e Média Tensão .............................................................. 15
6) Disjuntores de Baixa e Média Tensão .............................................................. 16
7) Transformador de Potência .............................................................................. 21
8) Grupo Motor Gerador (GMG) ......................................................................... 22
Capítulo 3 – Aplicação a um Caso Industrial .......................................................... 28
3.1. Dimensionamento............................................................................................. 29
1) Transformadores de Potência ......................................................................... 29
2) Condutores de Baixa Tensão .......................................................................... 31
3) Condutores de Média Tensão ......................................................................... 36
4) Barramento de Média Tensão ......................................................................... 37
5) Disjuntores dos Quadros Gerais de Baixa Tensão ........................................... 38
6) Chave Secionadora ......................................................................................... 39
7) Para-raios ....................................................................................................... 40
8) Cabine Blindada ............................................................................................. 41
ix
9) Grupo Motor Gerador (GMG) ........................................................................ 45
10) Sistema de Aterramento ............................................................................... 45
3.2. Documentação para Processos .......................................................................... 47
Capítulo 4 – Conclusão ............................................................................................. 47
4.1. Trabalhos Futuros ............................................................................................. 48
Referências Bibliográficas ........................................................................................ 50
x
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Sistema simplificado de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica
..................................................................................................................... 3
Figura 2: Diagrama de intertravamento entre dois disjuntores ....................................... 5
Figura 3: Arranjo de duplo barramento simples ............................................................. 6
Figura 4: Para-raios de corpo polimérico ....................................................................... 8
Figura 5: Transformador de corrente do tipo Janela ..................................................... 10
Figura 6: Transformador de corrente do tipo Enrolado ................................................ 10
Figura 7: Vista geral dos componentes de um transformador de potencial do tipo
indutivo....................................................................................................... 12
Figura 8: Vista geral dos componentes de um transformador de potencial do tipo
capacitivo .................................................................................................... 13
Figura 9: Chave secionadora tripolar de abertura em carga ou interruptor secionador .. 14
Figura 10: Cabos (a) isolados; (b) unipolares; (c) multipolares .................................... 15
Figura 11: Condutor de energia isolado para 15 kV ..................................................... 16
Figura 12: Detalhe construtivo de um disjuntor termomagnético ................................. 18
Figura 13: Componentes de uma câmara de disjuntor a vácuo ..................................... 20
Figura 14: Disjuntor a vácuo ....................................................................................... 21
Figura 15: Transformador a seco WEG ....................................................................... 22
Figura 16: GMG STEMAC, 635 kVA com STR ......................................................... 23
Figura 17: Diagrama de instalação de um GMG com chave reversora ......................... 24
Figura 18: Funcionamento do gerador em condições de emergência ............................ 25
Figura 19: Funcionamento do gerador em horário de ponta ......................................... 26
Figura 20: Controlador Deep Sea DS 8610 .................................................................. 27
Figura 21: Disjuntores WEG modelo DWB................................................................. 39
Figura 22: Chave secionadora de abertura sob carga.................................................... 40
Figura 23: Subestação blindada SBL-01-F Padrão LIGHT BRVAL ............................ 42
Figura 24: Relé de proteção secundária Reyrolle 7SR1102 .......................................... 43
Figura 25: Malha de aterramento da subestação .......................................................... 46
xi
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Relações padronizadas entre Ics e Icu .......................................................... 19
Tabela 2: Tabela de capacidade de condução de corrente ............................................ 32
Tabela 3: Constantes para cálculo de queda de tensão ................................................. 33
Tabela 4: Seção do condutor neutro............................................................................. 35
Tabela 5: Seções mínimas dos condutores de proteção ................................................ 36
Tabela 6: Tabela de capacidade de condução de corrente ............................................ 37
Tabela 7: Dimensionamento do barramento de média tensão para subestação de 13,8 kV
................................................................................................................... 37
xii
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS
𝛀 Ohms
𝛀m Ohms-metro
A Ampère – Unidade de corrente elétrica
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ABRADEE Associação Brasileira de Distribuidores de Energia Elétrica
ANSI American National Standards Institute
ART Anotação de Responsabilidade Técnica
BRVAL Empresa montadora de cabine blindada de média tensão
BT Baixa Tensão
CTC Cadastro de Informações Técnicas para Subestações
Convencionais
GMG Grupo Motor Gerador
Hz Hertz – Unidade de frequência
Icc Corrente de Curto-circuito
Idin Corrente Dinâmica
In Corrente Nominal
Ith Corrente Térmica
Km Quilômetro – Unidade de distância
kV Quilovolt – Unidade de tensão
kVA Quilovolt-ampère – Unidade de potência aparente
kW Quilowatts – Unidade de potência ativa
LIGHT SESA Light Serviços de Eletricidade S.A – Concessionária de energia
elétrica na cidade do Rio de Janeiro
MCOV Maximum Continuous Operating Voltage
Mm² Milímetro quadrado – Unidade de área
MT Média Tensão
MVA Megavolt-ampère – Unidade de potência aparente
MWh Megawatts-hora – Unidade de consumo de potência aparente
NBR Sigla de Norma Brasileira aprovada pela ABNT
PVC Cloreto de Polivinila
PVO Pequeno Volume de Óleo
xiii
PRYSMIAN Empresa especializada na produção de cabos para aplicações em
telecomunicações e energia
PRODIST Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema
Elétrico Nacional
QDA Quadro de Distribuição da Administração
QDP Quadro de Distribuição da Produção
QGBT Quadro Geral de Baixa Tensão
QTA Quadro de Transferência Automática
RECON-MT Regulamentação para Fornecimento de Energia Elétrica a
Consumidores de Média Tensão
SCHNEIDER Especializada em produtos e serviços para distribuição elétrica,
controle e automação industrial
SiC Carboneto de Silício
SIEMENS Especializada em diversos segmentos do mercado, como energia,
transporte, materiais elétricos, entre outros.
STEMAC Empresa especializada em geradores de energia
STR Sistema de Transferência em Rampa
TC Transformador de Corrente
TP Transformador de Potencial
TSI Tensão Suportável de Impulso
USCA Unidade de Supervisão de Corrente Alternada
V Volts – Unidade de tensão elétrica
VA Volt-ampère – Unidade de potência aparente
VCA Tensão em corrente alternada
VCC Tensão em corrente contínua
W Watts – Unidade de potência ativa
WEG Fabricante de equipamentos elétricos
ZnO Óxido de Zinco
xiv
1
CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO
Independente da função ser geradora, de transmissão ou distribuição, o tema
subestação de energia elétrica continua sendo um campo de desafio na engenharia
elétrica. Com o avanço tecnológico, houve um grande impacto em todos os aspectos
relacionados a projeto e operação de subestações.
A fim de manter o funcionamento eficiente e seguro da subestação, composta por
um conjunto de equipamentos de manobra, proteção, medição e transformação, deve ser
realizado um projeto bem dimensionado e dentro das normas vigentes. Essa ação
possibilita uma diminuição de riscos de acidente, além de interrupções de fornecimento
de energia que, no caso das indústrias, acarretaria em grandes perdas de produção,
afetando seu faturamento.
1.1. Objetivo
Efetuar alterações na subestação de uma indústria de produtos de limpeza,
localizada em Parada de Lucas – Rio de Janeiro, com a finalidade de suprir suas
necessidades de aumento de carga e demanda, obedecendo às normas regulamentadoras,
de modo que a mesma aumente sua capacidade de produção.
1.2. Motivação
A fim de ampliar a produção dos produtos desta indústria, iniciamos um processo de
aumento de carga e demanda junto à concessionária de energia local (LIGHT SESA).
Para isso, foi necessário que desenvolvêssemos um novo projeto para a subestação do
cliente, dentro dos padrões normativos e de acordo com a Regulamentação para
Fornecimento de Energia Elétrica a Consumidores de Média Tensão (RECON-MT
2016) da concessionária.
Esta mesma regulamentação exige a inserção de uma subestação blindada – também
chamada de cabine blindada – na subestação, sendo necessário que, além do aumento de
carga e demanda, seja aberto um processo de modernização de subestação, visto que a
antiga subestação era do tipo convencional – padrão antigo (com postos de proteção,
medição e transformação em alvenaria).
Por se tratar de um projeto prático, realizado pela empresa de engenharia elétrica
Hineltec Assessoria, contemplamos o dimensionamento dos condutores de média
2
tensão, barramentos de média tensão, secionadoras, para-raios, transformadores de
potência, condutores de baixa tensão e sistema de aterramento.
Para estes dimensionamentos, utilizamos principalmente as normas vigentes, como
as Normas Brasileiras NBR 5410/2004, NBR 14039/2005, NBR 15751/2009 e a
RECON-MT.
O fornecimento da cabine blindada de entrada foi de responsabilidade de uma
empresa especializada e homologada pela concessionária local, única no Rio de Janeiro
com autorização para fornecer tal equipamento. Já os painéis de baixa tensão foram
projetados e fornecidos por outra empresa especializada em painéis. Ambas as empresas
são parceiras da Hineltec Assessoria. Dessa forma, tais dimensionamentos não fazem
parte deste trabalho, mas serão descritos neste projeto.
1.3. Estrutura
O trabalho é dividido em quatro capítulos e cinco anexos. Inicialmente são
introduzidos os fundamentos teóricos e o contexto do presente projeto.
No segundo capítulo são apresentados os conceitos básicos dos principais
componentes que serão utilizados para a realização do projeto, além dos conceitos
básicos de subestações e suas classificações.
O terceiro capítulo se trata do trabalho em si, com a aplicação dos fundamentos ao
projeto de uma subestação industrial com alimentação em 13,8 quilovolts (kV), além de
um detalhamento sobre a situação inicialmente apresentada na subestação da indústria.
Também são apresentados os dimensionamentos dos principais componentes dessa
subestação, assim como a documentação necessária para aprovação do projeto junto à
concessionária fornecedora de energia elétrica à indústria.
No quarto capítulo é apresentada uma conclusão com os comentários sobre o
trabalho. Além disso, são apresentadas algumas sugestões para futuros trabalhos
referentes à indústria.
Por fim, são apresentadas as referências bibliográficas utilizadas ao longo do
trabalho. A planta baixa da cabine blindada e da sala de transformação, o diagrama
unifilar da subestação e a tabela de cargas são apresentados nos anexos I, II, III e IV,
respectivamente.
3
CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Neste capítulo será apresentada a classificação, tipo e funcionalidade, assim como
os principais equipamentos que irão compor a subestação da qual este trabalho faz
referência.
2.1. Classificação da Subestação
A classificação utilizada no projeto é Subestação de Consumidor, que são
subestações instaladas em propriedade particular, recebendo alimentação por linhas de
subtransmissão, com tensão entre 69 e 138 kV. Tais linhas são de responsabilidade das
concessionárias de energia.
A Figura 1 esquematiza o posicionamento de cada tipo de subestação num contexto
de geração, sistema de transmissão e distribuição de energia elétrica.
Figura 1: Sistema simplificado de geração, transmissão e distribuição de energia
elétrica [MAMEDE FILHO, J., 2005] [21]
O presente trabalho de conclusão de curso tratará somente do projeto de subestação
de consumidor com tensão de 13,8 kV.
Por exigência da atual legislação, consumidores que possuam potência instalada
entre 50 e 2.500 quilowatts (kW) deverão ser atendidos pela concessionária local em
tensão primária de distribuição, ou seja, acima de 2,3 kV, conforme a ABRADEE [8].
4
2.2. Tipo de Subestação
Subestações abrigadas possuem os equipamentos e instrumentos instalados
internamente às dependências da unidade onde estão protegidas de intempéries, sendo
construídas em alvenaria, com utilização de cabine blindada convencional.
Uma cabine blindada convencional, de acordo com LIGHT SESA, é um arranjo
eletromagnético homologado pela concessionária, onde os postos de manobra, proteção
e medição são montados em compartimentos blindados, com sistema de isolamento a ar
[20].
Quanto ao tipo de ramal de entrada, que é o conjunto de condutores e acessórios
instalados pela concessionária entre o ponto de derivação da rede da concessionária e a
caixa de passagem no limite externo da propriedade com a via pública, podem ser
classificadas por alimentação aérea ou subterrânea, sendo esta utilizada no presente
projeto, de acordo com as exigências de LIGHT SESA [20].
2.3. Níveis de Tensões de Subestações
As subestações também podem ser classificadas pelo seu nível de tensão. Segundo
publicação da ANEEL, os níveis de tensão são baixa tensão (até 1 kV), média tensão (1
a 69 kV), alta tensão (69 a 230 kV) e extra-alta tensão (acima de 230 kV) [9].
Neste projeto foi utilizado o nível de média tensão na entrada, em 13,8 kV e baixa
tensão após a transformação, em 380 volt (V) e 220 V.
2.4. Funcionalidade da Subestação
Subestações Transformadoras
Segundo publicação do DUAILIBE, P, subestações transformadoras são aquelas que
convertem a tensão de alimentação para um nível diferente, seja maior ou menor.
Quando o nível de tensão após a transformação é maior do que a recebida, chamamos de
subestação elevadora. Quando o nível de tensão após transformação é menor do que a
recebida, chamamos de subestação abaixadora [DUAILIBE, P., 1999] [12], que é o caso
desse trabalho.
5
2.5. Arranjo de Barramentos
Os barramentos são utilizados como condutores em um projeto de subestação, pois,
além de serem reforçados e sólidos, possuem impedância muito pequena, podendo ser
consideradas como desprezível.
Diversos arranjos de subestação podem ser adotados em um projeto, sendo possível
a conexão entre linha, transformadores e cargas. Cabe ao projetista considerar alguns
fatores como disponibilidade, flexibilidade operacional do sistema e custo para escolher
um arranjo.
No projeto, utilizamos o seguinte arranjo de barramento:
Duplo Barramento Simples
Utilizado em instalações onde existem cargas prioritárias, que não podem ser
paralisadas, e não prioritárias, que podem ser paralisadas, existindo intertravamento
elétrico entre os disjuntores da fonte de emergência e da barra de carga prioritária. Esse
esquema de duplo barramento simples pode ser observado na Figura 3.
O intertravamento elétrico se dá utilizando contatos auxiliares, que permitem ou
impedem a passagem de corrente elétrica nos circuitos elétricos. Esses contatos
possuem bobina de mínima tensão, com a função de desligar o disjuntor quando a
tensão aplicada atingir um valor mínimo definido pelo fabricante.
A Figura 2 apresenta um exemplo de funcionamento de dois disjuntores
intertravados.
Figura 2: Diagrama de intertravamento entre dois disjuntores [27]
6
Quando há o fechamento do disjuntor D1, a bobina de mínima tensão MN1 é
acionada, abrindo o contato normalmente fechado (NF) D1.1. Com isso, a bobina de
mínima tensão MN2 deixa de ser alimentada, bloqueando o fechamento de D2. Caso
seja necessário que haja fechamento de D2, a bobina de mínima MN2 aciona o contato
NF D2.1, cortando a alimentação de MN1, bloqueando o fechamento de D1.
O intertravamento elétrico possui o objetivo de que não haja alimentação dupla
dessas cargas, tanto pela fonte de emergência quanto pela rede da concessionária.
o Vantagens:
É possível que qualquer disjuntor entre em manutenção;
Facilidade na recomposição do sistema.
o Desvantagens:
Custo de implementação mais elevado que o barramento simples;
Caso ocorra falha na linha ou no barramento, as cargas não prioritárias não
serão alimentadas, devido ao disjuntor de intertravamento.
Figura 3: Arranjo de duplo barramento simples [17]
7
2.6. Principais Equipamentos da Subestação
1) Para-raios
Com a vulnerabilidade das linhas de transmissão e redes aéreas de distribuição
devido às descargas atmosféricas que podem provocar elevadas sobretensões no
sistema, são utilizados para-raios.
Além das descargas atmosféricas, a utilização de para-raios também se faz útil para
proteção de surtos de tensão do sistema elétrico quando são feitas manobras de chaves
secionadoras e disjuntores (sobretensão de origem interna).
Os para-raios reduzem o nível de sobretensão a valores compatíveis com a
suportabilidade de cada sistema. São utilizados para proteger os diversos equipamentos
que compõem uma subestação de potência. Também podem ser utilizados para proteger
apenas um transformador de distribuição instalado em rede aérea, limitando as
sobretensões a um valor máximo.
Os para-raios a resistores não lineares em carboneto de silício (SiC), que já foi
muito utilizado, mas atualmente em desuso, foram substituídos por óxido de zinco
(ZnO). A grande vantagem da utilização de ZnO como resistor não linear é em não
possuir centelhador série, que funciona como chave de interrupção da corrente que
segue a corrente de descarga do para-raios (corrente subsequente.
No presente trabalho utilizamos para-raios do tipo ZnO, com corpo polimérico. Tal
característica é exigida pela concessionária, de acordo com LIGHT SESA [20]. A
vantagem da utilização de corpo polimérico ao invés de porcelana se dá pelo fato de que
este tipo de material não apresenta vazios em seu interior. Em casos de falha por
excesso de energia, por se tratar de corpo polimérico, o risco de liberação de fragmentos
para o ambiente é muito remoto, ao contrário do corpo cerâmico.
Além disso, em áreas de alto índice de poluição, por não haver espaços internos, a
penetração de ar poluído é minimizada, diminuindo a possibilidade de ocorrência de
descargas parciais, o que aumenta a seu desempenho em tais condições.
A Figura 4 apresenta a vista geral de um para-raios de ZnO com corpo polimérico.
8
Figura 4: Para-raios de corpo polimérico [22]
Duas importantes características dos para-raios são a Tensão Suportável de Impulso
(TSI) e Tensão Máxima de Operação Contínua, ou Maximum Continuous Operating
Voltage (MCOV).
A TSI é o valor de crista especificado de uma tensão de impulso para o qual não
deverá ocorrer descarga disruptiva num isolamento.
Já MCOV é a máxima tensão aplicável aos terminais de um para-raios sob a qual o
equipamento desempenha corretamente seu ciclo de serviço.
2) Transformadores de Corrente
Os transformadores de corrente (TC) são projetados para alimentar instrumentos de
medição, proteção ou controle. Sua função é a de transformar elevadas correntes em
baixas, tornando tal corrente utilizável em equipamentos como relés de proteção e
sistemas de medição de energia.
Em seu enrolamento primário, os TCs possuem poucas espiras, com sessão
correspondente à corrente que circulará nesse enrolamento. Já no enrolamento
secundário existem várias espiras com sessão menor, correspondente à corrente que
circulará na carga que será alimentada. A conexão entre os circuitos de força e carga
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com os TCs é feita em série, estando o enrolamento primário conectado em série com o
circuito de força e o enrolamento secundário do equipamento, também em série, com o
circuito da carga.
Os TCs podem ser utilizados tanto em sistemas de proteção quanto em de medição.
Quando utilizados em sistemas de proteção, possuem baixa precisão, com erros de
medição entre 10 a 20%, porém possuem elevada corrente de saturação, próxima de 20
vezes sua corrente nominal, ocorrendo devido às situações de curto-circuito.
É necessário que possuam corrente no enrolamento secundário – a que alimenta os
circuitos de proteção – mais precisas, principalmente em situações de curto-circuito.
Nesses casos, é importante que os sistemas de proteção atuem o quanto antes. Assim,
admite-se que, durante o curto-circuito, haja erros de até 10% na corrente secundária do
TC.
Quando utilizados em sistemas de medição, é necessário que haja boa precisão de
medição, entre 0,3 e 0,6%, porém baixa corrente de saturação, em torno de quatro vezes
a corrente nominal. Em casos de curto-circuito, onde a corrente de saturação é elevada,
os TCs podem saturar, protegendo os equipamentos de medição conectados ao
enrolamento secundário. Isso é causado, pois possuem núcleos magnéticos de menor
sessão quando comparados com os TCs de proteção.
Os TCs possuem relação de transformação das correntes primária e secundária
inversamente proporcional à relação entre o número de espiras dos enrolamentos
primários e secundários.
São diversos os tipos de TCs encontrados no mercado, diferenciados de acordo com
seu tipo de construção e para diferentes usos. Podem ser tipo Janela, possuindo
enrolamento secundário isolado e montado no núcleo, não possuindo enrolamento
primário, pois este será um condutor móvel, como pode ser observado na Figura 5; tipo
Enrolado, aplicado a este projeto, pois possui relação de transformação inferior a 200:5
ampère (A), onde este tipo de transformador é utilizado [23]. Seus enrolamentos
primários e secundários são completamente isolados e montados no núcleo; entre
outros. O esquema básico desse tipo de TC é apresentado na Figura 6.
10
Figura 5: Transformador de corrente do tipo Janela [MAMEDE FILHO, J., 2015] [22]
Figura 6: Transformador de corrente do tipo Enrolado [22]
Nesse projeto, utilizamos TCs de medição e proteção na cabine blindada, nos modos
de medição de energia e proteção geral do sistema, respectivamente. Por integrar a
cabine blindada, tais equipamentos foram dimensionados pela empresa fornecedora da
mesma e estão de acordo com as normas da concessionária LIGHT SESA [20].
Algumas importantes características de transformadores de corrente são a Corrente
Térmica (Ith), a Corrente Dinâmica (Idin), o fator térmico e a classe de exatidão.
A corrente térmica, segundo NEMÉSIO SOUSA, J., é o valor eficaz da maior
corrente primária que o TC poderá suportar por efeito Joule, com enrolamento curto-
circuitado e durante 1 segundo, sem sofrer avarias, perda de vida útil e sem exceder os
limites de temperatura especificados para sua classe de isolamento
[NEMÉSIO SOUSA, J., 2017] [23].
A corrente dinâmica é o valor de pico da primeira amplitude da corrente primária
(eficaz) que o TC pode suportar durante determinado tempo, com o enrolamento curto-
circuitado, sem sofrer avarias [23].
11
O fator térmico determina a corrente máxima que o TC deve suportar em regime
permanente, operando em condições normais e com maior carga especificada, sem
exceder os limites de elevação de temperatura correspondentes à sua classe de
isolamento, impostos pela normal pela qual foi especificado. Esse fator deve ser
multiplicado pela corrente primária nominal do sistema do TC, a fim de se obter a
corrente primária máxima que o transformador deverá suportar [23].
Já a classe de exatidão do TC está relacionada à função que o transformador irá
exercer, sendo para fins de proteção ou medição. Independentemente da função em que
o TC será aplicado, ele e os equipamentos a ele ligados deverão apresentar classe de
exatidão semelhante [23].
3) Transformadores de Potencial
Da mesma forma que os Transformadores de Corrente, os Transformadores de
Potencial (TP) são equipamentos utilizados para auxiliar os instrumentos de medição e
proteção, tanto em baixa quanto em alta tensão. Sua função é a de reduzir a tensão de
um circuito para níveis compatíveis à tensão de outro circuito, sendo ele de
equipamentos de medição ou proteção.
No geral, os terminais do enrolamento primário dos TPs são conectados em paralelo
à rede, com elevada tensão, a ser medida. Em seu enrolamento secundário será obtida
uma tensão reduzida e proporcional à do enrolamento primário. Esse fato possibilita a
alimentação de equipamentos como voltímetro e wattímetro de forma mais segura e
com menor custo.
Além disso, é possível alimentar equipamentos de proteção, como relés, diretamente
pelos terminais do enrolamento secundário desses TPs.
Os TPs podem ser basicamente de dois tipos: indutivo e capacitivo. Os TPs
indutivos são formados por uma ou mais unidades eletromagnéticas, com relação de
transformação definida através da relação direta de espiras de seus enrolamentos. São
projetados para que possa fornecer qualquer tensão de saída a partir de seu enrolamento
secundário. A vista geral desse equipamento é apresentada na Figura 7.
Já os TPs capacitivos possuem a finalidade de reproduzir em seu enrolamento
secundário uma tensão proporcional à do enrolamento primário, normalizado para
12
utilização em instrumentos de medição e proteção. Sua vista geral é apresentada na
Figura 8. São equipamentos com maior custo que os TPs indutivos, e são recomendados
para aplicações onde a tensão é maior que 138 kV (D’AJUZ., et al. 1985) [14].
Figura 7: Vista geral dos componentes de um transformador de potencial do tipo
indutivo [22]
13
Figura 8: Vista geral dos componentes de um transformador de potencial do tipo
capacitivo [22]
Da mesma forma que os TCs, os TPs indutivos foram dimensionados pela empresa
fornecedora da cabine blindada, também seguindo as normas da concessionária
LIGHT SESA [20].
4) Chave Secionadora
De acordo com a NBR 6935/1985 [7], chave secionadora é um dispositivo mecânico
de manobra que, na posição aberta, assegura uma distância de isolamento e,
consequentemente, a classe de tensão. Essa é a distância necessária para que um
condutor energizado permaneça próximo de outro condutor, energizado ou não, ou
demais partes da subestação, sem que comprometa seu isolamento. Na posição fechada
mantém a continuidade do circuito elétrico nas condições especificadas.
São utilizados em subestações com o objetivo de garantir que manobras de circuitos
elétricos sejam feitas, sem carga, isolando equipamentos como disjuntores,
transformadores e outros. Podem, também, ser utilizados em redes aéreas de
14
distribuição, a fim de secionar os alimentadores para que possa haver manutenção ou
realização de manobras previstas pela operação.
Outras funções das chaves secionadoras são de manobrar circuitos, transferindo
cargas entre barramentos e proporcionar o by-pass de equipamentos.
Considerando apenas as chaves secionadoras para uso interno, que são destinadas à
operação em subestações de consumidor, podem ser unipolar, constituída por polos
individuais, ou tripolar, possuindo mecanismo para abertura e fechamento simultâneo
dos três polos, sendo impulsionada manualmente ou por ação de motor. Para esse
projeto, utilizamos secionadores do tipo interruptor.
Os secionadores interruptores são formados por chave tripolar, comando simultâneo
das três fases, podendo ser acionados manualmente por mecanismo articulado que libera
a força de uma mola previamente carregada ou por dispositivo percursor, dispondo de
fusíveis de alta capacidade de ruptura.
Possuem câmaras de extinção de arco, visto que operam com pequenas correntes
capacitivas ou indutivas, porém são próprios para operar com corrente próxima ou igual
à nominal. Sua vista geral é apresentada pela Figura 9
Figura 9: Chave secionadora tripolar de abertura em carga ou interruptor
secionador [22]
15
5) Condutores de Baixa e Média Tensão
A grande maioria dos condutores utilizados em instalações industriais utiliza o cobre
como material condutor.
A norma NBR 5410/2004 [1] restringe a aplicação dos condutores em alumínio,
apenas sendo permitido seu uso para seções iguais ou superiores a 16 milímetros
quadrados (mm²). Essa restrição se deve a, além de ser necessário maior cuidado com
sua manipulação e instalação, são equipamentos que apresentam dificuldade em realizar
uma boa conexão com os terminais das cargas que, normalmente, são ligadas à fonte por
cabos em cobre.
Na Figura 10 temos os tipos de condutores utilizados para alimentação de circuitos
elétricos.
Podem ser isolados, quando dotados de uma camada isolante, porém sem capa de
proteção, ou unipolares, que utilizamos neste trabalho, possuindo uma camada isolante,
protegida por uma capa que normalmente é constituída em cloreto de polivinila (PVC).
Quando trabalhamos com cabos que possuem vários condutores isolados e o
conjunto é protegido por uma capa externa, são denominados multipolares.
Figura 10: Cabos (a) isolados; (b) unipolares; (c) multipolares [15]
Quanto à isolação, é dada de acordo com o valor nominal da tensão entre fases,
padronizada em 750 V pela NBR NM 247-3/2002 [5] para cabos isolados. Para
unipolares, essa característica é designada por valores nominais de tensão entre fase e
terra e entre fases, padronizados – de acordo com a NBR 6251/2012 [6] – por 0,6/1 kV
para baixa tensão e em 3,6/6 – 6/10 – 8,7/15 e 12/20 kV para média tensão [15].
16
Os condutores de média tensão que utilizamos nesse projeto, conforme Figura 11,
são constituídos de condutor metálico revestido de uma camada de fita semicondutora
por cima da qual é aplicada a isolação. Sob a blindagem metálica, composta por fios ou
fita, do condutor, uma segunda camada dessa fita semicondutora é aplicada. Por fim, o
cabo é provido de uma capa externa, normalmente em PVC.
Figura 11: Condutor de energia isolado para 15 kV [22]
A primeira fita semicondutora tem a função de uniformizar o campo elétrico radial e
transversal, que é distorcido pela irregularidade da superfície externa do condutor. A
segunda fita tem a função de corrigir o campo elétrico sobre a superfície da isolação,
devido às irregularidades da blindagem metálica. A blindagem metálica garante o
escoamento das correntes de defeito para a terra. Já a capa externa possui a função de
agregar a blindagem metálica e dotar o condutor de proteção mecânica, que é necessária
no lançamento dos cabos por eletrocalhas e eletrodutos, locais onde serão alocados.
6) Disjuntores de Baixa e Média Tensão
Disjuntores são equipamentos utilizados para realização de manobra, com o objetivo
de suportar, interromper e conduzir corrente elétrica sob tensão máxima da rede em
condições normais de serviço, conectando ou desligando uma linha da rede elétrica, ou
em condições anormais, como em casos de curto-circuito.
17
Os disjuntores devem ser instalados juntamente aos relés específicos para cada
projeto, que são os responsáveis pelo seu acionamento na ocorrência de correntes
elétricas acima do permitido. Quando não acompanhados de tais relés, tornam-se chaves
de manobra, sem quaisquer características de proteção.
São utilizados tanto em circuitos de baixa tensão quanto em média tensão. Em
ambos os casos, possuem a função básica de proteger os condutores contra sobrecargas
e curtos-circuitos no menor espaço de tempo, permitir o fluxo normal de corrente sem
que haja interrupções e garantir a segurança das instalações.
Disjuntores de Baixa Tensão
Em circuitos de baixa tensão, temos disponíveis disjuntores monopolares, que
protegem circuitos de uma única fase, além de bipolares e tripolares, protegendo
circuitos, simultaneamente, de duas e três fases, respectivamente.
Os disjuntores de baixa tensão podem ser do tipo térmico, utilizando placas
bimetálicas que são deformadas devido à elevação de temperatura causada pela
passagem de elevadas correntes, interrompendo a circulação de corrente; magnético,
onde a variação da intensidade da corrente que atravessa as espiras da bobina do
disjuntor produz variação do campo magnético, deslocando o núcleo de ferro
responsável pela abertura do disjuntor; e termomagnético, que utilizamos nesse projeto.
Os disjuntores termomagnéticos são uma junção de proteção térmica e magnética,
normalmente utilizados para proteção e manobra de circuitos de distribuição e
terminais. Geralmente são montados em caixas moldadas, onde o mecanismo de
atuação, o dispositivo de disparo e outros são montados em uma única caixa, oferecendo
segurança de operação e elevada rigidez. Tais dispositivos garantem, simultaneamente,
a manobra e proteção contra correntes de sobrecarga e contra curto-circuito. Seus
componentes internos são apresentados pela Figura 12.
Em situações de curto-circuito, ocorre atuação magnética através de um solenoide,
ou bobina do disjuntor. Essa atuação efetua a abertura do circuito com o aumento
instantâneo da corrente elétrica.
Em situações de sobrecarga, ocorre atuação térmica, através de placas bimetálicas,
que são sensíveis ao calor. A abertura do disjuntor é provocada quando a corrente
18
elétrica permanece, por um determinado período, acima da corrente nominal do
disjuntor.
Figura 12: Detalhe construtivo de um disjuntor termomagnético [10]
Além da corrente nominal e da tensão de operação, outros dois fatores são
importantes para o correto dimensionamento de um disjuntor de baixa tensão, que são a
capacidade de interrupção máxima em curto-circuito (Icu) e a capacidade de interrupção
de curto-circuito em serviço (Ics).
De acordo com a ABNT NBR IEC 60947-2/1998 [4], capacidade de interrupção
máxima em curto-circuito é o valor de capacidade de interrupção limite em curto-
circuito, indicado pelo fabricante do disjuntor para a correspondente tensão de operação
nominal. É expresso como o valor da corrente presumida de interrupção.
Já a capacidade de interrupção de curto-circuito em serviço é o valor da capacidade
de interrupção em serviço de curto-circuito, também indicado pelo fabricante e
correspondente a tensão de operação nominal, expresso como o valor da corrente
presumida de interrupção, correspondendo a uma das porcentagens especificadas da
capacidade nominal de interrupção máxima de curto-circuito, de acordo com a tabela 1,
arredondado para cima para o número mais próximo. Pode ser alternativamente
expresso como uma porcentagem de Icu (por exemplo, Ics = 25% Icu).
Quando a capacidade nominal de interrupção de curto-circuito em serviço é igual a
corrente suportável de curta duração nominal, o valor do primeiro pode ser igual ao do
segundo em quiloampères (kA), contanto que ele não seja inferior ao valor mínimo
referido na Tabela 1.
19
Quando Icu excede 200 kA, para a categoria a categoria de utilização A, ou 100 kA,
para a categoria de utilização B, o fabricante deve declarar o valor Ics de 50 kA [4].
Tabela 1: Relações padronizadas entre Ics e Icu [4]
Categoria de utilização A
% de Icu
Categoria de utilização B
% de Icu
25 50
50 75
75 100
100
A categoria A se refere a disjuntores que não podem ter seu disparo retardado. Já a
categoria B se refere a disjuntores onde é possível atrasar o disparo do equipamento, de
modo a se poder discriminá-lo de outros disjuntores.
O nosso projeto contou com o dimensionamento de disjuntores de baixa tensão para
a utilização nos QGBTs e quadros de distribuição, executados por uma empresa
especializada na fabricação de painéis.
Disjuntores de Média Tensão
Se tratando de proteção em sistemas de tensão primária, segundo
ABNT NBR 14039/2005 [2], para subestações com capacidade de transformação
trifásica acima de 300 quilovolt-ampère (kVA), a proteção geral de média tensão deverá
ser feita utilizando-se disjuntor acionado por relés secundários dotados de unidades
instantâneas (Função 50) e temporizadas (Função 51) de fase e de neutro. Tais funções
são estabelecidas pela norma ANSI (American National Standards Institute).
As funções 50 e 50N se referem a relé de sobrecorrente instantâneo de fase e neutro,
respectivamente, que atuam sem retardo intencional quando a corrente do sistema é
maior que o seu ajuste.
Já as funções 51 e 51N se referem a relé de sobrecorrente temporizado de fase e
neutro, respectivamente, que tem em sua funcionalidade a definição de uma
característica temporizada de operação. Assim, sua atuação ocorre após certo tempo.
20
A característica construtiva dos disjuntores é dada principalmente de acordo com o
método que é utilizado para a extinção de arco e seu sistema de acionamento. Neste
trabalho, utilizamos o disjuntor a vácuo para proteção geral da cabine blindada.
Os disjuntores a vácuo são utilizados em instalações onde há intensa frequência de
manobras, casos em que não são aconselháveis disjuntores a óleo, e utilizam a câmara
de vácuo como elemento de extinção de arco. Além disso, possuem a vantagem de
poder operar durante 10 anos em operação sem necessitar de inspeção [14].
São constituídos de três polos, instalados individualmente por isoladores com
suporte na caixa de manobra, possuindo o mecanismo de operação do equipamento.
Cada polo possui sua câmara de vácuo, com suas extremidades apoiadas por
isoladores cerâmicos, ocupando a parte central do polo. Os contatos fixo e móvel são
montados no interior da câmara a vácuo.
A Figura 13 mostra o esquema dos principais componentes desse tipo de disjuntor.
Já a Figura 14 apresenta um disjuntor a vácuo, com sua câmara de extinção de arco.
Figura 13: Componentes de uma câmara de disjuntor a vácuo [22]
21
Figura 14: Disjuntor a vácuo [22]
7) Transformador de Potência
Os transformadores de potência são equipamentos que operam por indução
eletromagnética, transferindo energia de um circuito primário para um circuito
secundário. Essa transferência mantém a frequência do sistema, mas altera a tensão e
corrente entre os enrolamentos primário e secundário.
Nos sistemas elétricos são utilizados para elevar a tensão na geração a fim de
realizar a transmissão de energia de forma econômica até os grandes pontos de
consumo. Ao chegar nesses pontos, essa tensão é reduzida a níveis de subtransmissão
(69 kV) e de distribuição, alimentando as redes urbanas e rurais e, novamente, reduzidas
para atender os sistemas dos usuários a tensões reduzidas, geralmente inferiores a
500 V, com o intuito de garantir sua segurança.
Os transformadores de potência podem ser caracterizados quanto ao seu meio
isolante, sendo em líquido isolante – podendo utilizar óleo mineral ou líquido sintético –
ou a seco.
Os transformadores a seco possuem custo mais elevado do que os isolados em meio
isolante, sendo utilizados em casos específicos, como locais com risco potencial de
incêndio, instalações que necessitam de maiores níveis de segurança, entre outros. Esse
equipamento é apresentado na Figura 15. Nesse projeto utilizamos transformadores a
seco da fabricante WEG. Uma grande vantagem desse equipamento é de ser
22
ambientalmente correto, visto que não existe a possibilidade de contaminação por óleo
do solo e da subestação, sendo muito utilizado por esse motivo.
Caso a subestação faça parte de uma edificação residencial e/ou comercial, só é
permitido o uso de transformadores a seco, mesmo havendo, na instalação, paredes de
alvenaria e portas corta-fogo. Caso integrem uma edificação industrial, só é permitido o
uso desse equipamento a líquido isolante não inflamável e a seco, os quais
dimensionamos e utilizamos para realização deste projeto.
Figura 15: Transformador a seco WEG [33]
8) Grupo Motor Gerador (GMG)
Um Grupo Motor Gerador, ou GMG, é uma máquina responsável pela geração de
energia elétrica. Para isso, utiliza-se um motor a combustível, responsável pelo
acionamento de um dispositivo que transforma a energia mecânica do motor em energia
elétrica em corrente alternada, conhecido como alternador.
Para o funcionamento do gerador neste projeto, utilizamos um motor a diesel. Além
disso, os GMGs são dotados de componentes de supervisão e controle necessários ao
seu correto funcionamento autônomo.
A Figura 16 apresenta um gerador de 635 kVA, utilizado nesse projeto, fornecido
pela empresa STEMAC.
23
Figura 16: GMG STEMAC, 635 kVA com STR [31]
Esse equipamento pode ser utilizado para suprir as necessidades de uma instalação
onde houve uma falta de energia elétrica ou em horários de ponta1, onde o consumo de
energia possui maior utilização, sendo mais caro.
Um dos grandes problemas em utilizar um gerador no horário de ponta é a
necessidade de retirar a alimentação de energia elétrica da concessionária. Nesses casos,
seria necessário que houvesse um desligamento de todos os equipamentos, o que
acarreta problemas à produção de uma fábrica.
A fim de evitar tal cenário, podemos utilizar chaves reversoras ou comutadoras de
fonte. Essa chave possui a finalidade de comutar as fontes de alimentação dos circuitos
consumidores, não permitindo que haja simultaneidade de alimentação.
Caso tais chaves não sejam utilizadas nas instalações, existe a possibilidade de
alguns riscos, como queima de equipamentos com o retorno da energia fornecida pela
concessionária, riscos de descargas elétricas, atingindo pessoas e equipamentos, e
energização indevida da rede elétrica da concessionária, trazendo riscos a eletricistas
que possam estar operando na rede e até mesmo ao próprio sistema elétrico. Para o
correto funcionamento do sistema elétrico da subestação e da rede, os geradores devem
ser instalados com chave reversora, de acordo com a Figura 17.
1 Período do dia de maior utilização de rede da Light. Corresponde ao período entre 17h30 e 20h30, com
exceção de sábados, domingos e feriados nacionais [35].
24
Figura 17: Diagrama de instalação de um GMG com chave reversora [25]
Neste trabalho, utilizamos um gerador com um sistema de transferência automática,
realizado através de um Quadro de Transferência Automática (QTA). Para tornar a
reversão, ou transferência, automática, é necessário que existam sensores de
monitoramento da rede, que perceberão as falhas de tensão ou frequência, fechando
contato para que o GMG inicie sua partida. Tais sensores possuem parâmetros
ajustáveis como tempo de confirmação de falha, evitando a partida do GMG por
ocasiões como picos instantâneos de tensão [24].
Por definição da norma ANSI [28], os sensores de tensão e frequência utilizados no
QTA possuem relés com as funções 27 (subtensão – atuação do relé quando a tensão de
entrada é inferior à predeterminada), 59 (sobretensão – atuação do relé quando a tensão
de entrada é superior à predeterminada) e 81(frequência – atuação do relé quando a
frequência está fora dos limites determinados).
O GMG utilizado neste trabalho possui sistema de transferência com transição
fechada, em paralelo com a concessionária. Essa transferência pode ser feita de forma
instantânea ou por transição gradual de carga, conhecida por transferência em rampa.
25
No primeiro caso, de forma instantânea, o GMG opera com uma frequência um
pouco diferente da rede, onde a relação de fase entre tensão do gerador e da rede se
sobreponha constantemente. Havendo sincronização entre ambas, são conectadas em
paralelo por um período menor que 0,1 segundos, não havendo total interrupção durante
esse processo, porém não existe eliminação das perturbações causadas pela mudança de
alimentação.
Já na transferência com rampa de carga, o GMG deve estar sincronizado e em
paralelo com a rede. Tal transferência é feita de forma gradual, necessitando de
monitoramento por meio de transformadores de corrente, atuando sobre o sistema de
combustível do motor e no sistema de excitação do gerador.
Para isso, é utilizada a função 52 (disjuntor de corrente alternada) da norma
ANSI [28].
A transferência com rampa de carga é feita com a sincronização do GMG com a
rede, seguido de comando de fechamento das chaves de paralelismo, que são disjuntores
de corrente alternada (função 52, de acordo com a norma ANSI) [28]. Tal paralelismo,
feito por sincronizador automático, controla a tensão e a frequência do GMG,
verificando sequência de fase. A Figura 18 apresenta o processo de paralelismo com
rampa de carga em casos de emergência.
Figura 18: Funcionamento do gerador em condições de emergência [25]
26
Para partida em horário de ponta, quando há correto funcionamento da rede, temos o
seguinte funcionamento.
Figura 19: Funcionamento do gerador em horário de ponta [25]
Para o processo de transferência em rampa com carga durante o horário de ponta
(Figura 19), o sistema supervisiona o fluxo de corrente, dosando a quantidade de
combustível no GMG de modo que, quando ocorre o fechamento de 52G (disjuntor de
corrente alternada do gerador), ou seja, após sincronismo com a rede, o gerador não
entra em carga e não seja motorizado pela rede. Após o fechamento do 52G, inicia-se o
processo de transferência de carga a uma taxa de quilowatts por segundo programada,
não excedendo à potência do GMG.
O GMG que utilizamos possui uma Unidade de Supervisão de Corrente Alternada
(USCA), que é responsável pelo monitoramento da energia que é entregue à carga,
garantindo que o fornecimento de energia, tanto pelo gerador quanto pela
concessionária, seja seguro.
Grande parte das funcionalidades da USCA é executada pelo sistema de controle
DS8610/8660, da Deep Sea Eletronics (Figura 20), sendo responsável pelo
fornecimento de informação, execução de comandos e sinalização.
27
Figura 20: Controlador Deep Sea DS 8610 [13]
O funcionamento do GMG e QTA se dá da seguinte forma: em casos de falha na
rede, após a confirmação da saída da faixa operacional de tensão da rede e o tempo de
confirmação de anormalidade, o controlador comanda a abertura do disjuntor da rede.
Com isso, é iniciada a partida e conexão do GMG à carga. Para que haja partida do
GMG é necessário que não existam falhas no sistema ou com botoeira de emergência
pressionada. Com o GMG conectado à barra de paralelismo através do DS8610, o
controlador comanda o fechamento do disjuntor do GMG.
Após a confirmação de retorno da rede através do controlador DS8660, assim como
a sincronização do GMG à rede, o controlador comanda o fechamento do disjuntor de
rede e há o descarregamento através de uma rampa. Com o gerador em menos de 5% de
sua potência nominal, esse controlador comanda a abertura do disjuntor do GMG.
Em casos de horário de ponta, com o GMG em repouso e a USCA em automático,
caso o relógio interno do controlador atingindo o horário de ativação, é dada a partida
no GMG. Os procedimentos para conexão do GMG à barra de paralelismo são os
mesmos que em casos de falha na rede. Depois de confirmada a conexão à barra de
paralelismo, o GMG é carregado em rampa linear, até que a potência na rede atinja o
nível de transferência, em torno de 5% da potência nominal da rede, e, então, ocorre a
abertura do disjuntor de rede.
28
CAPÍTULO 3 – APLICAÇÃO A UM CASO INDUSTRIAL
A partir dos conceitos explicitados, projetamos uma subestação com a finalidade de
suprir as necessidades de expansão da indústria.
Esta fábrica possuía uma subestação abrigada com carga total de 225 kVA, com
transformadores a óleo. Sua tensão nominal era de 220 V, porém haviam vários
equipamentos que deveriam ser alimentados em tensão 380 V. Para isso, utilizavam-se
diversos autotransformadores 220/380 V.
Como houve um grande aumento de produção e, consequentemente, de maquinário,
um aumento da carga e demanda tornou-se necessário. Além disso, também houve
expansão no setor administrativo. A tensão de entrada da rede da concessionária é em
13,8 kV.
Com isso, fizemos uma proposta de uma nova subestação abrigada, a fim de
alimentar tais setores.
Para suprir essa demanda, o transformador a óleo existente foi substituído por dois
novos transformadores a seco e todos os autotransformadores foram eliminados. Cada
transformador tem a função de alimentar um setor distinto, que são Produção, com
tensão de 380 V e Administração, com tensão de 220 V, atendendo ao processo de
modernização da concessionária.
Além dos novos transformadores, como houve o aumento de carga, foi necessário
inserir uma cabine blindada na entrada da rede, como é exigido pelo regulamento da
Concessionária LIGHT SESA [20], visto que a carga total instalada passou de 300 kVA.
Essa cabine blindada convencional foi projetada e fornecida por uma empresa
montadora de painéis de média tensão, homologada pela Concessionária.
Outro importante equipamento adicionado ao projeto foi o gerador, com a finalidade
de suprir a demanda do setor Produção em momentos no qual houvesse falta de energia
no sistema ou em horário de ponta, onde a tarifa de energia é mais alta.
Apenas como forma de comparação, o custo da energia, de acordo com
LIGHT SESA [35], no horário de ponta é de R$ 1.179,35 por Megawatts-hora (MWh).
29
Fora do horário de ponta, esse valor é de R$ 326,14. Tais tarifas são utilizadas para a
modalidade tarifária horossazonal verde, com níveis de tensão entre 2,3 kV a 25 kV.2
Toda documentação necessária foi submetida à concessionária e o projeto foi
aprovado. A subestação foi construída de acordo com nosso projeto e a indústria já está
em operação.
3.1. Dimensionamento
1) Transformadores de Potência
Como citado, o projeto levou em consideração a divisão de setores, como exigido
pelo cliente. Para isso, foi necessário que criássemos uma tabela contemplando todas as
cargas existentes na indústria. Nesta tabela (Anexo IV), o Quadro Geral n° 1, que será
denominado em todo o trabalho como QGBT1, é destinado ao setor Produção da
indústria, alimentando cargas como o Quadro de Distribuição da Produção (QDP).
Já o Quadro Geral n° 2, que será denominado em todo o trabalho como QGBT2, tem
a função de alimentar o setor Administração, como cargas do Quadro de Distribuição da
Administração (QDA).
Todos os painéis da indústria foram projetados e fornecidos por uma empresa
terceirizada, que utilizou nossa tabela de cargas para o correto dimensionamento dos
painéis.
As cargas que compõem cada QGBT estão listadas, facilitando a totalização das
cargas alimentadas pelos transformadores.
2 Segundo LIGHT SESA [35], a modalidade tarifária verde é opcional para fornecimento de tensão
inferior a 69 kV. É composta por dois valores diferenciados para o consumo de energia (R$/ MWh) que
variam de acordo com o horário do dia (ponta ou fora de ponta), além de valor fixo para qualquer nível
de demanda de potência contratada. O modelo atende à clientes que controlam o consumo no horário de
ponta.
30
1. QGBT 1:
QDP.1.2 – SOPRO: 316,57 kVA
QDP.1.1 – UTILIDADES: 60,43 kVA
QDP.2.1 – ENVASE: 75,34 kVA
PREPARAÇÃO – 27,85 kVA
BOMBA DE INCÊNDIO – 6,90 kVA
QDP.1 – 53,29 kVA
QDP.2 – 28,46 kVA
QDP.3 – 24,21 kVA
QDP.4 – 46,27 kVA
2. QGBT 2:
QDA.1 – 26,24 kVA
QDA.2 – 131,34 kVA
Dessa forma, temos que a demanda necessária para suprir as cargas do QGBT 1 é de
639,3 kVA. Em relação ao QGBT 2, a demanda necessária é de 157,58 kVA.
Consideramos um fator de demanda3 de 70% para o consumo no QGBT1, destinado
à Produção. Para o setor Administração, como estará com seus equipamentos sempre
ativos, consideramos um fator de demanda de 100%. Assim, a potência efetiva de cada
transformador destinado aos setores Produção e Administração é, respectivamente:
Pef.Prod = 649,3 x 0,7 = 447,5 kVA (1)
Pef.Adm = 157,6 x 1,0 = 157,6 kVA (2)
Assim, escolhemos um transformador com potência padronizada mais próxima da
potência efetiva calculada para o setor Produção. Com isso, o QGBT 1 será alimentado
por um transformador com potência de 500 kVA. Já o setor administrativo, partindo do
mesmo princípio, seria alimentado através de um transformador com potência de
225 kVA, porém, a pedido do cliente, foi solicitado que o QGBT 2 fosse alimentado por
um transformador com potência de 300 kVA, visto que há uma expansão prevista para o
setor administrativo.
A configuração da subestação, então, passa a ser a seguinte:
QGBT 1 (Setor Produção): 500 kVA
QGBT 2 (Setor Administração): 300 kVA
3 Segundo a resolução normativa nº 414 de 9 de setembro de 2010 da ANEEL [36], o fator de demanda é
a razão entre a demanda máxima num intervalo de tempo especificado e a potência instalada na unidade
consumidora
31
Os transformadores escolhidos foram da marca WEG, conforme Figura 15 do
capítulo 2 (página 22), com as seguintes características.
Transformador do Setor Produção
o Potência nominal: 500 kVA;
o Ligação primário-secundário: delta-estrela aterrado;
o Impedância a 115°C: 6,07%;
o Relação primária/secundária: 13,8 kV – 380 V
o Tipo de isolação: a seco
Transformador do Setor Administração
o Potência nominal: 300 kVA;
o Ligação primário-secundário: delta-estrela aterrado;
o Impedância a 115°C: 6,04%;
o Relação primária/secundária: 13,8 kV – 220 V
o Tipo de isolação: a seco
2) Condutores de Baixa Tensão
2.1. Condutores de Fase
Com as potências de cada transformador já determinadas, calculamos os cabos de
baixa tensão que alimentarão os QGBT 1 e 2. O dimensionamento dos cabos foi feito a
partir da potência nominal de cada transformador.
O cálculo da corrente gerada na saída de baixa tensão de cada transformador é dado
por:
I =S
√3.V (3)
onde I é a corrente, em ampère (A), S é a Potência Aparente (VA) e V é a tensão (V).
As correntes que passarão pelos cabos dos QGBT 1 e 2, respectivamente, são:
IQGBT1 =500.000
√3. 380= 759,7 A
IQGBT2 =300.000
√3. 220= 787,3 A
A partir da tabela 39 de NBR 5410/2004 [1] e tabela 5 de PRYSMIAN GROUP
[26], reproduzida pela Tabela 2 deste trabalho, determinamos a seção dos condutores de
32
baixa tensão que saem de cada transformador e chegam aos seus respectivos QGBT.
Para isso, escolhemos o método de instalação a três cabos unipolares contíguos, para
cabos com isolação de 0,6/1 kV, temperatura no condutor de 90 °C e temperatura
ambiente de 30 °C.
Tabela 2: Tabela de capacidade de condução de corrente [26]
Assim, para uma corrente de 759,7 A (QGBT 1) e 787,3 A (QGBT 2), utilizamos
uma seção mínima de 400 mm² em cada transformador, possuindo uma capacidade de
condução de corrente máxima de 868 A. A fim de tornar a logística e instalação mais
simples e manter a segurança do sistema, optamos por utilizar duas vias de cabo com
seção de 240 mm² por fase de cada transformador.
33
Após essa etapa, foi necessário calcular a queda de tensão, visando cumprir as
normas vigentes e manter a eficiência das instalações. Para isso, calculamos a queda de
tensão de acordo com as seguintes equações:
Queda de Tensão (V) = Constante x Distância (em Km) x Valor da Corrente (4)
Queda de Tensão (%) = [Queda de tensão (𝑉)/ Tensão do circuito(V)] 𝑥 100 (5)
Analogamente à capacidade de condução máxima, o valor da constante varia conforme
a instalação prevista e a seção reta do cabo, de acordo com a tabela 19 de PRYSMIAN
GROUP [26].
Tabela 3: Constantes para cálculo de queda de tensão [26]
Capacidade Máxima de Condução por seção reta do condutor
Seção reta
(mm²) 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300
Valor da
Constante 24,1 15 9,3 6,2 3,7 2,34 1,5 1,09 0,82 0,58 0,44 0,35 0,3 0,25 0,21 0,18
A Tabela 3 utiliza constantes, cujo valor é fornecido pelo fabricante Prysmian,
considerando cabos de 1 kV, temperatura de 90°C, passando em material magnético,
como leitos utilizados para condução de cabos elétricos.
De acordo com o item 6.2.7.1.a de ABNT NBR 5410/2004, a queda de tensão não
deverá ser superior a 7%, calculados a partir dos terminais secundários do
transformador MT/BT, em casos de transformador de propriedade da unidade
consumidora, ou seja, da própria indústria [1]. Para o cálculo da queda de tensão foi
necessário utilizar a corrente de projeto do circuito.
Considerando que o circuito que alimenta o QGBT 1 possui uma distância de
300 metros entre o transformador e o quadro, com corrente de 759,7 A, e sabendo que
serão utilizadas duas vias de condutores com seção de 240 mm², temos que a corrente
que passará em cada condutor é de, aproximadamente, 379,9 A. Assim, aplicando as
equações (4) e (5), temos:
34
Queda de Tensão (V) = 0,21 x 0,3 x 379,9 = 23,93 V
Queda de Tensão (%) = [23,93
380] x 100 = 6,30 %
Concluímos que o circuito que alimenta o QGBT 1 está dentro do exigido em
termos de queda de tensão.
Da mesma forma, o circuito que alimenta o QGBT 2 possui uma distância de 180
metros entre transformação e o quadro, com corrente de 787,3 A. Como utilizamos duas
vias de condutores com seção de 240 mm², a corrente que passará por cada condutor é
de, aproximadamente, 393,7 A. Assim, aplicando as equações (4) e (5), temos:
Queda de Tensão (V) = 0,21 x 0,18 x 393,7 = 14,88 V
Queda de Tensão (%) = [14,88
220] x 100 = 6,76 %
Assim como no QGBT 1, o circuito que alimenta o QGBT 2 também está dentro do
exigido em termos de queda de tensão.
Com isso, utilizamos duas vias de condutor com seção de 240 mm² em cada fase de
ambos os transformadores.
2.2. Condutor de Neutro
Conforme o item 6.2.6.2 da ABNT NBR 5410/2004, o condutor neutro deve possuir, no
mínimo, a mesma seção que o condutor fase nos seguintes casos [1]:
Em circuitos monofásicos e bifásicos;
Em circuitos trifásicos, quando a seção do condutor fase for igual ou inferior a
25 mm²;
Em circuitos trifásicos, quando for prevista a presença de harmônicos.
Conforme o item 6.2.6.2.6 da ABNT NBR 5410/2004, apenas nos circuitos
trifásicos é possível reduzir a seção dos condutores, desde que cumpram os seguintes
requisitos [1]:
Quando a seção do neutro for, no mínimo, igual a 25 mm²;
35
Caso a máxima corrente susceptível de percorrer o neutro seja inferior à
capacidade de condução de corrente correspondente à seção reduzida do
condutor neutro;
Quando o condutor neutro for protegido contra sobrecorrente.
Através da tabela 48 da ABNT NBR 5410/2004, determinamos a seção do
condutor neutro [1].
Tabela 4: Seção do condutor neutro [1]
Seção dos condutores fase (mm²) Seção mínima do condutor neutro (mm²)
𝑆 ≤ 25 𝑆
35 25
50 25
70 35
95 50
120 70
150 70
185 95
240 120
300 150
400 185
500 240
630 400
800 400
1.000 500
A partir da Tabela 4 e sabendo que utilizamos duas vias de condutores de seção
240 mm² para as fases dos transformadores responsáveis pelos setores Produção e
Administração, utilizamos duas vias de 120 mm² para o condutor de neutro.
2.3. Condutor de Proteção
Através da ABNT NBR 5410/2004, constata-se que é recomendado o uso de
condutores de proteção que, preferencialmente, deverão ser isolados, unipolares ou
veias de cabos multipolares [1].
Dessa forma, utilizamos condutores unipolares, sendo esse condutor de mesma
fabricação e fornecedor dos condutores de fase.
36
Assim, a tabela 58 da ABNT NBR 5410/2004 pode ser aplicada e indica a seção
mínima do condutor de proteção em função da seção dos condutores de fase do circuito.
Para casos onde as seções desses condutores não sejam padronizadas, poderemos optar
por condutores que possuam uma seção padronizada mais próxima [1].
Tabela 5: Seções mínimas dos condutores de proteção [1]
Seção dos condutores fase (mm²) Seção mínima do condutor de
proteção (mm²)
𝑆 ≤ 16 𝑆
16 < 𝑆 ≤ 35 16
𝑆 > 35 𝑆 2⁄
Da mesma forma que na determinação dos condutores de neutro de cada
transformador, consideraremos duas vias condutor por fase, com seção de 240 mm²
cada. Assim, pela Tabela 5, é possível utilizarmos em cada transformador duas vias de
120 mm² para condutor de proteção.
3) Condutores de Média Tensão
Assim como para o cálculo dos condutores de baixa tensão, podemos calcular a
corrente que circulará pelos condutores de média tensão, que ligarão a cabine blindada
ao barramento de média tensão.
Considerando que a média tensão é conectada em delta, temos:
I =S
V (6)
Como a potência total da subestação é de 800 kVA, sob uma tensão de 13,8 kV,
aplicando a equação (6), temos:
I =800.000
13800= 57,97 A
A partir das tabelas 25 e 28 da NBR 14039/2005 [2], utilizamos o método de
instalação denominado por ‘A’ na tabela 25, utilizando três cabos unipolares justapostos
(na horizontal) ao ar livre. Os condutores que utilizamos são do tipo unipolar, condutor
de cobre, temperatura no condutor de 90°C e 30°C no ambiente.
37
Tabela 6: Tabela de capacidade de condução de corrente [2]
Consideramos condutores com tensão nominal 8,7/15 kV. Assim, através da Tabela
6, utilizaremos uma via de condutor 16 mm² por fase, sendo capaz de conduzir uma
corrente de 114 A.
4) Barramento de Média Tensão
De acordo com MAMEDE FILHO, J. (2015), podemos considerar a Tabela 7 para
auxiliar no dimensionamento do barramento de média tensão [21].
Tabela 7: Dimensionamento do barramento de média tensão para subestação de
13,8 kV [21]
Potência dos
Transformadores
(kVA)
Barramento Retangular de Cobre Vergalhão de Cobre
in mm mm² mm
Até 700 ½ x 1/8 12,70 x 3,175 25 5,6
De 701 a 2500 ¾ x 3/16 19,05 x 4,760 35 6,6
38
Assim, utilizamos vergalhão de cobre nu de 3/8”, correspondendo a,
aproximadamente, 9,5 milímetros (mm) de diâmetro, a fim de alimentar a entrada de
média tensão do transformador a partir da rede.
Esse vergalhão é capaz de suportar uma corrente de, aproximadamente, 243 A com
barramento pintado e 213 A com barra nua, segundo MAMEDE FILHO, J., obedecendo
à Norma DIN 43671 (Cooper Bus Bars) [21].
5) Disjuntores dos Quadros Gerais de Baixa Tensão
Com as correntes de cada transformador da subestação já calculadas e feito o
dimensionamento dos condutores que alimentarão os QGBT, o disjuntor de cada QGBT
foi dimensionado, sendo realizado por uma empresa especializada em painéis,
fornecendo os quadros.
Os disjuntores utilizados em ambos os QGBT foram da WEG e suas principais
características são apresentadas, conforme fornecido pela WEG [32] e Figura 21.
QGBT 1:
Corrente nominal: In = 800 A
Tensão: 380 VCA
Número de polos: 3
Norma: IEC 60947-2
Capacidade de interrupção máxima de curto-circuito: Icu = 65 kA
Capacidade de interrupção de curto-circuito em serviço: Ics = 35 kA
Tipo de Proteção: térmico e magnético ajustável
Modelo: DWB 800H-800-3DA
QGBT 2:
Corrente nominal: In = 800 A
Tensão: 220 VCA
Número de polos: 3
Norma: IEC 60947-2
Capacidade de interrupção máxima de curto-circuito: Icu = 65 kA
Capacidade de interrupção de curto-circuito em serviço: Ics = 40 kA
Tipo de Proteção: térmico e magnético ajustável
Modelo: DWB 800S-800-3DA
Tais disjuntores possuem proteção térmica ajustável do elemento térmico de 0,8 a
1,0 vezes a corrente nominal (0,8 a 1,0 x In), com função de proteger os condutores
39
contra sobreaquecimento provocado pela sobrecarga prolongada, e ajuste da proteção
magnética por fase de 5 a 10 vezes a corrente nominal (5 a 10 x In) quando utilizado
para distribuição, com função de proteger os equipamentos contra possíveis anomalias,
como as sobrecargas, curto-circuitos e avarias.
Figura 21: Disjuntores WEG modelo DWB [32]
6) Chave Secionadora
De acordo com o item 7.2.2 de LIGHT SESA, como a indústria possuirá
transformadores instalados em ambientes diferentes da cabine blindada, é obrigatório
que sejam instaladas chaves secionadoras do tipo interruptoras, de abertura sob carga,
com câmara de extinção de arco, com posição de aterramento voltada para o lado da
carga, instaladas após o disjuntor de proteção geral [20]. Tal chave secionadora é
apresentada na Figura 22.
Além disso, a concessionária também determina que a chave secionadora de
abertura sob carga seja a ar ou a gás (SF6) e possua as seguintes características, para
classe de tensão de 15 kV [20]:
40
Tipo: Tripolar com 3 posições (aberta, fechada e aterrada);
Tensão nominal: 15 kV;
TSI: 95 kV (Crista);
Corrente nominal mínima: 200 A;
Capacidade de interrupção: 12,5 kA.
Dessa forma, utilizamos duas chaves secionadoras, uma para cada transformador,
com corrente nominal de 200 A, com capacidade de abertura sob carga, com isolamento
a ar.
Figura 22: Chave secionadora de abertura sob carga [30]
7) Para-raios
De acordo com a concessionária LIGHT SESA, por se tratar de um sistema com
nível de tensão de 15 kV, é determinado que seja utilizado para-raios com as seguintes
características [20]:
Tipo: ZnO (com desligamento automático);
Corrente de descarga: 10 kA;
Material do corpo: Polimérico
Tensão nominal: 15 kV;
MCOV: 12,7 kV;
TSI: 95 kV (Crista)
41
8) Cabine Blindada
A cabine blindada instalada possui um arranjo de três elementos, divididos em
manobra e medição da concessionária, medição de qualidade e proteção. O ramal de
entrada da rede da concessionária é ligado à cabine de manobra da subestação, passando
pela cabine de medição de qualidade e, em seguida, pela cabine de proteção.
Essa subestação foi projetada e fornecida por uma empresa homologada à
Concessionária, que deve ter seu produto aprovado pela mesma para que possa ser
fornecido ao mercado. Tal cabine engloba os principais equipamentos de secionamento,
proteção e medição, e possui as seguintes características:
Potência máxima: 9,5 MVA;
Corrente nominal: 400 A;
Tensão nominal: 17,5 kV;
TSI: 95 kV;
Tensão suportável nominal à frequência industrial: 38 kV;
Corrente nominal de curta duração: 12,5 kA;
Duração nominal de curto-circuito: 1 segundo
Frequência nominal: 60 Hertz (Hz);
Lado de entrada: direito
sendo tensão suportável nominal à frequência industrial o valor de tensão aplicada,
de acordo com ensaios normalizados a frequência de 60Hz, que define suas
características de isolamento para sua classe de tensão e corrente nominal de curta
duração a corrente máxima que o disjuntor deverá suportar na posição fechada, por um
período de 1 segundo, dando-se o tempo para que o relê opere. Este valor é o mesmo da
máxima corrente de interrupção em amperes.
42
Figura 23: Subestação blindada SBL-01-F Padrão LIGHT BRVAL [11]
As empresas que possuem homologação junto à concessionária para o fornecimento
de cabine blindada são [19]:
MONTRIK
BRVAL
SCHNEIDER
SIEMENS
Utilizamos uma cabine blindada da montadora BRVAL, modelo de acordo com a
Figura 23. Tal equipamento, contemplando um módulo de medição de qualidade de
energia se faz necessário, pois o cliente possui a necessidade de utilizar seu gerador de
energia com sistema de transferência automática em rampa.
Para clientes que não necessitam desse sistema de transferência, podem ser
utilizadas cabines blindadas com dois módulos: faturamento de energia e proteção.
Para a proteção de entrada há um disjuntor a vácuo com tensão de 17,5 kV, corrente
de curto circuito (Icc) máxima de 12,5 kA, TSI igual a 95 kV, com comando frontal,
motor 220 VCA, bobina de abertura e fechamento com tensão de 48 VCC e corrente
nominal de 630 A. Tal dimensionamento está de acordo com as exigências da
concessionária, conforme item 28.3 de LIGHT SESA [20].
Para o controle do disjuntor, utilizamos um relé de sobrecorrente trifásico. Esse
equipamento permite o ajuste do disjuntor de média tensão, realizando a abertura do
equipamento de acordo com a corrente limite que é parametrizada junto ao relé, tanto de
43
acionamento instantâneo quanto temporizado. Apesar do disjuntor possuir corrente
nominal de 630 A, ajustamos o relé para os parâmetros determinados pela
concessionária. O modelo utilizado é o Reyrolle 7SR1102 da Siemens (Figura 24), com
as seguintes características:
Proteção de fases (50-51)
o Corrente nominal (A): 1 a 5;
o Escala do elemento temporizado: 0,06 a 4 A x Tc (relação do
transformador de corrente);
o Escala do elemento instantâneo: 0,06 a 50 A x Tc
o Curva característica (tipo): Ni
Proteção de neutro (50-51 N)
o Corrente nominal (A): 1 a 5;
o Escala do elemento temporizado: 0,06 a 4 A x Tc;
o Escala do elemento instantâneo: 0,06 a 50 A x Tc
o Curva característica (tipo): Ni
Figura 24: Relé de proteção secundária Reyrolle 7SR1102 [29]
Além disso, existe um banco de baterias com carregador, formado por 04 baterias de
12 V em série, totalizando 48 VCC, que tem a função de alimentar o relé secundário de
proteção e o carregamento de mola do disjuntor quando não há energia proveniente da
rede.
44
São utilizados, também, transformadores de corrente e de potencial com as seguintes
características:
Transformador de corrente (proteção):
Tensão nominal: 17,5 kV;
Fator térmico: 1,2;
Classe de exatidão: 10B50;
Relação de transformação: 150-5 A;
Corrente térmica nominal (Ith): 75 x In;
Corrente dinâmica nominal (Idin): 2,5 x Ith;
TSI: 95 kV
Transformador de potencial (proteção):
Tensão nominal: 15 kV;
Classe de exatidão: 0,3P75;
Relação de transformação: 13,8-0,22 kV;
TSI: 95 kV.
Tais valores estão de acordo com os itens 28.2 e 28.1 do LIGHT SESA [20].
Transformador de corrente (medição):
Tensão nominal: 17,5 kV;
Fator térmico: 1,5;
Classe de exatidão: 0,3C50;
Relação de transformação: 150-5 A;
Corrente térmica nominal (Ith): 60 x In;
TSI: 150 kV
45
Transformador de potencial (medição):
Tensão nominal: 15 kV;
Classe de exatidão: 0,3P75;
Relação de transformação: 13,8-0,22 kV;
9) Grupo Motor Gerador (GMG)
Para gerar energia em horários de ponta - reduzindo os custos da energia - e em
situações de queda de energia por parte da concessionária, foi instalado um GMG. Esse
equipamento será, a princípio, utilizado apenas para alimentar o setor Produção da
indústria, ou seja, o QGBT 1.
O GMG foi projetado e fornecido por uma empresa especializada em geradores,
conforme Figura 16 do capítulo 3 (página 23). Tal equipamento possui potência
nominal de 635 kVA com fator de carga máximo de 70%, tensão de alimentação em
380 V, 60 Hz de frequência, Sistema de Transferência em Rampa (STR) e transferência
de carga automática através do Quadro de Transferência Automática (QTA).
10) Sistema de Aterramento
A fim de garantir a segurança dos equipamentos, dos sistemas e funcionários da
indústria, é necessário que haja um sistema de aterramento eficiente e enquadrado nas
resoluções normativas sobre aterramento, conforme ABNT NBR 15751/2009 [3].
A partir do item 5.1 da NBR 15751/2009 [3] e pelo método referido em
KINDERMANN, G., CAMPAGNOLO, J.M., 1995 [16], juntamente com a equação de
Sverak da norma IEEE Std 80, 2000 [34], utilizamos o esquema de malha, conforme
solicitação de LIGHT SESA [20], constituído de cabos de cobre nu que serão
interligados às hastes metálicas enterradas no solo.
Rm = ρa [1
Lt+
1
√20Am(1 +
1
1+hm√20
Am
)] (7)
𝑅𝑚 – resistência de aterramento da malha, em Ohms (Ω);
𝜌𝑎 – resistividade aparente do solo medido, em Ohms – metro (Ωm);
𝐴𝑚 – área ocupada pela malha, em metros quadrados (m²);
46
𝐿𝑡 – comprimento total das cordoalhas e hastes que formam a malha, em metros
(m);
ℎ𝑚 – profundidade da malha, (m).
Com a formulação recomendada, realizamos medição em 2015, e temos que a
resistividade aparente do solo é de 69,23 Ωm.
A malha de aterramento possui uma área total de 64 m², 21 nós, com 4 hastes
metálicas cravadas em seus vértices, revestidas em aço-cobreado em alta camada,
diâmetro de ¾” e comprimento de 3 m; cordoalha de cobre nu de 50 mm² para
interligação das hastes de aterramento, devendo estar enterrada no solo a uma
profundidade de 0,5 m e cordoalha de cobre nu de 35 mm² para interligação das massas
da subestação e gerador à malha de aterramento, conforme Figura 25.
Figura 25: Malha de aterramento da subestação [criação do autor]
Dessa forma, teremos as seguintes características:
𝜌𝑎 = 69,23 Ωm;
𝐴𝑚 = 8,0 𝑥 8,0 = 64 𝑚²;
𝐿𝑡 = 𝐿𝑐𝑜𝑟𝑑𝑜𝑎𝑙ℎ𝑎 + 𝐿ℎ𝑎𝑠𝑡𝑒 = [(5𝑥8,0) + (5𝑥8,0) + (4𝑥3,0)] = 92 𝑚;
47
ℎ𝑚 = 0,5 𝑚
Aplicando tais valores à equação (7), temos:
𝑅𝑚 = 69,23
[ 1
92+
1
√20.64(
1 +1
1 + 0,5√2064)
]
= 4,20 𝛺
Para que o aterramento seja aprovado, segundo MAMEDE FILHO, J. e item 21.2,
nota 4 de LIGHT SESA [20], é necessário que a resistência de aterramento medida
esteja abaixo de 10 Ω. Como o valor obtido é de 4,20 Ω, então o mesmo satisfaz o
projeto.
Além da baixa resistência de aterramento, é necessário que a edificação seja
equipotencializada e todos os equipamentos sejam ligados à malha de terra.
3.2. Documentação para Processos
Como houve uma expansão do setor Produção, também houve aumento de demanda
solicitada da rede, assim como aumento de carga da indústria. Além disso, como foi
necessária a inserção de uma cabine de cabine blindada, deve ser feita a solicitação de
três processos junto à concessionária, que são o aumento de demanda, aumento de carga
e modernização de subestação.
Para isso, a concessionária exige que alguns documentos sejam entregues à sua
sede, divididos em Documentação Técnica e Documentação Jurídica. A lista desses
documentos, assim como sua quantidade de vias está disponível em LIGHT SESA [18].
CAPÍTULO 4 – CONCLUSÃO
Este trabalho teve como proposta descrever a realização de um projeto, com a
finalidade de aumentar a produção e gerar maior fonte de lucro para uma indústria de
materiais de limpeza, a partir de alterações em sua subestação, com o intuito de
melhorar suas condições de funcionamento e produção, adequando-a as atuais normas
estabelecidas pelos órgãos regulamentadores.
Para atingir os objetivos de aumento de carga e demanda da indústria, foi necessário
um estudo sobre as normas vigentes [1], [2], [3], além do regulamentado por LIGHT
48
SESA [20], já que houve uma revisão deste documento em março de 2016. Não sendo
cumpridas tais normas, a concessionária responsável pela a alimentação da indústria não
autorizaria tais modificações. Além disso, foram utilizados catálogos dos fabricantes
mais reconhecidos no mercado para a especificação dos equipamentos elétricos
utilizados neste projeto.
Num segundo momento, foi feito um levantamento das cargas a serem alimentadas,
assim como o dimensionamento dos principais equipamentos que compõem a nova
subestação para a realização do projeto. Por ser exigência da concessionária a instalação
de uma cabine blindada na entrada da alimentação da indústria, foi necessário contratar
uma empresa especializada em tal equipamento e homologada pela concessionária, de
modo a cumprir os requisitos apresentados pela indústria.
Por último, todos os documentos solicitados pela concessionária foram
desenvolvidos e entregues a mesma para que fossem analisados. Após essa análise, a
concessionária aprovou o processo de aumento de carga e demanda, sendo possível
iniciar a execução prática das alterações.
A maior dificuldade encontrada para a realização do projeto foi a adequação dos
documentos produzidos de acordo com as normas da concessionária, visto que, em
alguns casos, o RECON-MT não é bem clara quanto a determinadas exigências que
devem ser cumpridas nos documentos exigidos.
4.1. Trabalhos Futuros
Para trabalhos futuros, recomenda-se a análise de energia elétrica da indústria, com
o objetivo de verificar a necessidade da introdução de bancos de capacitores, a fim de
corrigir o fator de potência, que deve estar acima de 0,92 para não acarretar em multas.
A concessionária de energia permite que o cliente opere sua subestação com fator de
potência abaixo do estabelecido, por um período de tempo, sem que seja penalizado por
multas. Esse tempo é suficiente para que uma análise de energia ocorra e o banco de
capacitores possa ser projetado, possibilitando a eliminação de reativo no sistema.
Além disso, como já mencionado, a indústria pretende expandir seu setor
Administração. Dessa forma, aconselha-se um estudo das novas cargas que serão
49
introduzidas no transformador responsável por tal setor, analisando se suportará essas
novas cargas.
Outro importante trabalho futuro é o estudo de inserção total ou parcial do setor
Administração no GMG, para casos emergenciais e que seja necessária a utilização total
ou parcial desse setor. Como o setor Administração é totalmente alimentado por tensão
220 V, seria necessária a utilização de um autotransformador, a fim de alterar a tensão
de saída do gerador, que é de 380 V, para a tensão de alimentação do QGBT 2. Além
disso, seria necessário outro QTA para esse quadro.
50
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] ABNT NBR 5410/2004 – Instalações Elétricas de Baixa Tensão.
[2] ______ 14039/2005 – Instalações Elétricas de Média Tensão de 1,0 kV a 36,2 kV.
[3] ______ NBR 15751/2009 – Sistemas de Aterramento de Subestações – Requisitos.
[4] ______ NBR IEC 60947-2/1998 – Dispositivos de Manobra e Comando de Baixa
Tensão – Parte 2: Disjuntores.
[5] ______ NBR NM 247-3/2002 – Condutores isolados com isolação extrudada de
cloreto de polivinila (pvc) para tensões até 750 V - Sem cobertura.
[6] ______ NBR 6251/2012 – Cabos de potência com isolação extrudada para tensões
de 1 kV a 35 kV — Requisitos construtivos.
[7] ______ NBR 6935/1985 – Secionador, chaves de terra e aterramento rápido.
[8] ABRADEE – Associação Brasileira de Distribuidores de Energia Elétrica. A
distribuição de energia. Disponível em http://www.abradee.com.br/setor-de-
distribuicao/a-distribuicao-de-energia. Acesso em 01 de junho de 2017.
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Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional – PRODIST – Cartilha de Acesso ao
Sistema de Distribuição. Disponível em
http://www2.aneel.gov.br/arquivos/pdf/cartilha_revisao_2.pdf. Acesso em 01 de junho
de 2017
[10] BONFIM, Marcelo. Como funcionam os disjuntores? Disponível em
https://pt.linkedin.com/pulse/como-funcionam-os-disjuntores-marcelo-bonfim. Acesso
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[11] BRVAL ELECTRICAL. Catálogo online: Painéis de Média Tensão BR6-17,5 kV.
Disponível em http://site.brval.com.br/wp-content/uploads/2015/10/CATALOGO-BR6-
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[12] DUAILIBE, P. Consultoria para Uso Eficiente de Energia – Subestações: Tipos,
Equipamentos e Proteção. CEFET – 1999.
[13] DEEP SEA ELECTRONICS. Load Sharing & Synchronising Control. Disponível
em https://www.deepseaplc.com/genset/load-sharing-synchronising-control-
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51
[14] D’AJUZ, A.; RESENDE, F. M.; CARVALHO, F. M. S.; NUNES, I. G. et al.
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FURNAS/UFF, 1985
[15] EBAH. Dimensionamento de fios e cabos. Disponível em
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Acesso em 30 de junho de 2017.
[16] KINDERMANN, Geraldo; CAMPAGNOLO, Jorge Mário. Aterramento Elétrico.
3ª edição. Porto Alegre: Sagra-DC Luzzatto Editores, 1995
[17] LEÃO, Ruth. Capítulo 4 – Distribuição de Energia Elétrica. Disponível em
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/130060/mod_resource/content/1/Subestacoes-
texto.pdf. USP. Acesso em 10 de junho de 2017.
[18] LIGHT SESA - Light Serviços de Eletricidade S.A. Informações sobre alteração de
carga – subestação blindada. Disponível em
https://agenciavirtual.light.com.br/gcav/alteracaoDeCarga.do. Acesso em 01 de março
de 2017.
[19] LIGHT SESA - Light Serviços de Eletricidade S.A. Modelos de subestações
blindadas padrão light classe 15 kV. Disponível em
https://agenciavirtual.light.com.br/gcav/subestacoesBlindadas.do. Acesso em 01 de
março de 2017.
[20] ______. Regulamentação para Fornecimento de Energia Elétrica a Consumidores
de Média Tensão. Disponível em
https://agenciavirtual.light.com.br/gcav/documents/recon_mt.pdf. Acesso em 27 de
janeiro de 2017.
[21] MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais, 8ª Edição. Rio de Janeiro:
LTC Editora, 2005
[22] ______. Manual de Equipamentos Elétricos, 3ª Edição. Rio de Janeiro: LTC
Editora, 2015
[23] NEMÉSIO SOUSA, J. Material Didático da Disciplina de Manutenção de
Equipamentos e Instalações Elétricas – Isolação de Equipamentos. UFRJ, 2017
[24] PEREIRA, José Claudio. Chaves de Transferência Automática – Chave Reversora.
Disponível em http://www.joseclaudio.eng.br/energia/ATS.html. Acesso em
02/07/2017.
52
[25] ______. Motores e Geradores. Disponível em
http://www.joseclaudio.eng.br/grupos_geradores_4.html. Acesso em 02/07/2017.
[26] PRYSMIAN GROUP. Catálogo de produtos de baixa tensão – uso geral.
Disponível em http://br.prysmiangroup.com/br/files/dimensionamento_bt.pdf. Acesso
em 28 de janeiro de 2017.
[27] SCHNEIDER-ELETRIC. Como intertravar eletricamente dois disjuntores.
Disponível em http://www.schneider-electric.com.br/pt/faqs/FA230220/. Acesso em 10
de junho de 2017.
[28] SCHWEITZER ENGINEERING LABORATORIES. Tabela ANSI. Disponível em
https://selinc.com/pt/products/tables/ansi/. Acesso em 02/07/2017.
[29] SIEMENS. Catálogo do relé de sobrecorrente trifásico Reyrolle 7SR110 & 7SR120
Argus. Disponível em http://w3.siemens.com/smartgrid/global/en/products-systems-
solutions/protection/overcurrent-feeder-protection/pages/7sr110-7sr120.aspx. Acesso
em 17 de fevereiro de 2017.
[30] SOLUÇÕES INDUSTRIAIS. Chave Seccionadora. Disponível em
http://www.solucoesindustriais.com.br/empresa/eletricidade-e-eletronica/a-cabine-
materiais-eletricos/produtos/eletroeletronica/chave-seccionadora-1. Acesso em 17 de
fevereiro de 2017.
[31] STEMAC. Catálogo dos Grupos Geradores Diesel. Disponível em
http://www.stemac.com.br/pt/produtos/Pages/default.aspx. Acesso em 17 de fevereiro
de 2017.
[32] WEG. Catálogo online: Disjuntores em Caixa Moldada DWA/DWB. Disponível
em http://old.weg.net/br/Produtos-e-Servicos/Controls/Protecao-de-Circuitos-
Eletricos/Disjuntores-em-Caixa-Moldada-DWA-DWB. Acesso em 17 de fevereiro de
2017.
[33] ______. Catálogo online: Transformadores a Seco. Disponível em
http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-transformadores-a-seco-50038545-00-
catalogo-portugues-br.pdf. Acesso em 17 de fevereiro de 2017.
[34] IEEE STD 80/2000 – IEEE Guide for Safety in AC Substation Ground.
[35] LIGHT SESA - Light Serviços de Eletricidade S.A. Composição da Tarifa.
Disponível em http://www.light.com.br/para-residencias/Sua-Conta/composicao-da-
tarifa.aspx. Acesso em 25 de agosto de 2017.
[36] ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica. Resolução Normativa n° 414, de
09 de Setembro de 2010. Disponível em
53
http://www.aneel.gov.br/documents/656877/14486448/bren2010414.pdf/3bd33297-
26f9-4ddf-94c3-f01d76d6f14a?version=1.0. Acesso em 25 de agosto de 2017.
ANEXO I
PLANTA BAIXA DA SUBESTAÇÃO BLINDADA
QDA.1.1
QDP.1.4
1.20
CALÇADA VIA PÚBLICA
2.60
1.20
1.35
AA
BB
3.00
0.10
CC
VEM DO RAMAL
DE ENTRADA
ELETRODUTOS Ø5" SAÍDA
0.20
0.50
4.00
3.00
2.20
0.401.20
0.40
0.20
1.20
2.20
0.40
0.40
0.20
4.00
1.00
0.10
0.80
Ø 5"
DETALHE A
(CORTE C)
0.70
0.80
Ø 5"
EMISSÃO INICIAL
DATA VISTO
00
N°
OBRA:
TITULO:
DESENHO:
NÚMERO DE DOCUMENTO:
ARQUIVO:
ESCALA: DATA:
TOTAL OU PARCIAL SEM AUTORIZAÇÃO PREVIA
DIREITOS AUTORAIS RESERVADOS. A REPRODUÇÃO
LEI 5194 DE 24/12/86
SUJEITARA O INFRATOR AS PENALIDADES DA
TABELA DE REVISÕES
REVISÃO:
PROJETO: APROVADO:
TIPO
TIPO:
(A)PRELIMINAR
(B)PARA APROVAÇÃO
(C)APROVADO
(D)PARA CONSTRUÇÃO
(E)PARA COMPRA
(F)CONFORME CONSTRUÍDO
(G)CONFORME COMPRADO
(H)PARA CONHECIMENTO
A
1
PROJETO DE CONCLUSÃO DE CURSO
05/10/2016
05/10/2016
CLIENTE:
DOMINGO JUNIOR RAPHAEL BAPTISTA RAPHAEL BAPTISTA
HINELTEC MÁQUINAS INJETORAS &
TECNOLOGIA INDUSTRIAL LTDA
1:40
INDÚSTRIA DE PRODUTO DE LIMPEZA
PROJETO DE CONCLUSÃO DE CURSO
PROJETO DE CONCLUSÃO DE CURSO
ABRIGO BLINDADA LIGHT
-
-
PLANTA BAIXA PROPOSTA
1/ 40
HINELTECMáquinas Injetoras & Tecnologia Industrial
CORTE A-A
1/ 40
CORTE B-B
1/ 40
RAPHAEL
Após a instalação dos cabos do ramal de entrada, pela
Concessionária, a caixa de passagem deverá ser tampada com
tampa de concreto, calafetada e nivelada na calçada.
A caixa de passagem é construída pelo Consumidor e
caracteriza fisicamente o ponto de entrega da Concessionária;
A referida caixa deve estar localizada a 10 cm (dez centímetros)
do limite de propriedade do Cliente.
É dada a opção ao Consumidor da execução da obra da
infraestrutura civil entre a caixa de
passagem até a base do poste. Entretanto para tal,
competência a Light deverá ser consultada
previamente.
A Light realizará a passagem dos cabos do ramal de entrada
até o barramento da subestação de entrada, cabendo ao
Consumidor à participação financeira pertinente à ligação.
As dimensões de 0,80 x 0,80 x 0,80 metros, correspondem às
medidas internas da caixa de
passagem.
Caixa de passagem no piso p/ passagem de cabo de
comunicação do medidor de qualidade.
A
Tomada c/ tensão 220V instalada no piso da blindada.B
Cotas em metros
ANEXO II
PLANTA BAIXA DA SALA DE TRANSFORMAÇÃO
EMISSÃO INICIAL
DATA VISTO
00
N°
OBRA:
TITULO:
DESENHO:
NÚMERO DE DOCUMENTO:
ARQUIVO:
ESCALA: DATA:
TOTAL OU PARCIAL SEM AUTORIZAÇÃO PREVIA
DIREITOS AUTORAIS RESERVADOS. A REPRODUÇÃO
LEI 5194 DE 24/12/86
SUJEITARA O INFRATOR AS PENALIDADES DA
TABELA DE REVISÕES
REVISÃO:
PROJETO: APROVADO:
TIPO
TIPO:
(A)PRELIMINAR
(B)PARA APROVAÇÃO
(C)APROVADO
(D)PARA CONSTRUÇÃO
(E)PARA COMPRA
(F)CONFORME CONSTRUÍDO
(G)CONFORME COMPRADO
(H)PARA CONHECIMENTO
A
00
PROJETO DE CONCLUSÃO DE CURSO
21/05/2014
21/05/2014
CLIENTE:
DOMINGO JUNIOR RAPHAEL BAPTISTA RAPHAEL BAPTISTA
HINELTEC MÁQUINAS INJETORAS &
TECNOLOGIA INDUSTRIAL LTDA
SE
INDÚSTRIA DE PRODUTO DE LIMPEZA
PROJETO DE CONCLUSÃO DE CURSO
PROJETO DE CONCLUSÃO DE CURSO
PROPOSTA SUBESTAÇÃO
-
-
VISTA LATERAL
01
B16/06/2014
-COTAS EM METROS
-PAREDES DE 15cm
-DIMENSÕES DOS TRANSFORMADORES TOMADAS DO CATÁLOGO SIEMENS PARA
ADIÇÃO DO SEGUNDO TRANSFORMADOR
02B05/09/2014
TRANSFORMADORES A SECO
ADIÇÃO DAS VISTAS DA CABINE BLINDADA
03
B21/06/2016
HINELTECMáquinas Injetoras & Tecnologia Industrial
RETIRADA DE BANCO DE BATERIAS E VISTAS DA BLINDADA
04
B03/11/2016
ANEXO III
DIAGRAMA UNIFILAR DA SUBESTAÇÃO
EMISSÃO INICIAL
DATA VISTO
00
N°
OBRA:
TITULO:
DESENHO:
NÚMERO DE DOCUMENTO:
ARQUIVO:
ESCALA: DATA:
TOTAL OU PARCIAL SEM AUTORIZAÇÃO PREVIA
DIREITOS AUTORAIS RESERVADOS. A REPRODUÇÃO
LEI 5194 DE 24/12/86
SUJEITARA O INFRATOR AS PENALIDADES DA
TABELA DE REVISÕES
REVISÃO:
PROJETO: APROVADO:
TIPO
TIPO:
(A)PRELIMINAR
(B)PARA APROVAÇÃO
(C)APROVADO
(D)PARA CONSTRUÇÃO
(E)PARA COMPRA
(F)CONFORME CONSTRUÍDO
(G)CONFORME COMPRADO
(H)PARA CONHECIMENTO
A
04
PROJETO DE CONCLUSÃO DE CURSO
03/07/2014
21/06/2016
CLIENTE:
DOMINGO JUNIOR RAPHAEL BAPTISTA RAPHAEL BAPTISTA
HINELTEC MÁQUINAS INJETORAS &
TECNOLOGIA INDUSTRIAL LTDA
SEM ESCALA
INDÚSTRIAS DE PRODUTOS DE LIMPEZA
PROJETO DE CONCLUSÃO DE CURSO
PROJETO DE CONCLUSÃO DE CURSO
DIAGRAMA UNIFILAR DE MÉDIA TENSÃO
-
-
ADIÇÃO DO SEGUNDO TRANSFORMADOR01
B05/09/2014
4
1 3
2
A1
A2
REVISÃO DE ILUMINAÇÃO
02A01/09/2015
ADIÇÃO DO DIAGRAMA DA CABINE BLINDADA03
B21/06/2016
HINELTECMáquinas Injetoras & Tecnologia Industrial
ALTERAÇÃO DA SIMBOLOGIA DO QTA04
B23/09/2016
ANEXO IV
TABELA DE CARGAS
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) DISJ INSTALADO VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
QDP.1.2 - SOPRO 253254 1,0 316568 380 480,98 600 800 3F+T 3X95 84418,08 84418,08 84418,08
QDP.1.1 - UTILIDADES 48340 1,0 60425 380 91,81 200 400 3F+T 95 27153,33 27153,33 27153,33
QDP.2.1. - ENVASE 60268 1,0 75335 380 114,46 160 250 3F+T 70 20089,33 20089,33 20089,33
PREPARAÇÃO 22280 1,0 27850 380 42,31 63 100 3F+T 16 7426,67 7426,67 7426,67
BOMBA DE INCÊNDIO 5520 1,0 6900 380 10,48 16 25 3F+T 4 1840,00 1840,00 1840,00
QDP.1 46791 1,0 53289 380 80,96 125 160 3F+T 50 18039,74 17479,74 13479,74
QDP.2. 24650 1,0 28463 380 43,24 50 100 3F+T 10 7122,17 8474,17 12034,17
QDP.3 20158 1,0 24210 380 36,83 50 100 3F+T 10 7489,33 7489,33 9353,33
QDP.4 43408 1,0 46270 380 70,30 80 100 3F+T 25 11268,33 16220,83 10920,83
TOTAL 524669 0,8 456234 380 693,18 800 1600 2x240 184846,99 190591,49 186715,49
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) DISJ INSTALADO VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
QDA.1 23520,87583 1,0 26241 220 68,87 80 3F+T 25 5247,54 2900,00 3440,00
QDA.2. 115623,2793 1,0 131339 220 345,08 400 3F+T 2x95 42432,05 45313,65 44689,40
RESERVA 200
RESERVA 200
TOTAL 139144 1,0 157580 220 413,54 800 3F+T 2x240 47679,59 48213,65 48129,40
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
TUG.15 2600 1,0 2600 220 11,82 20 F+N+T 4 2600,00
ELEVADOR 3º ANDAR 2208 1,0 2760 380 4,19 10 3F+T 4 920,00 920,00 920,00
TORRE DE RESF. 14000 1,0 17500 380 26,59 32 3F+T 6 5833,33 5833,33 5833,33
QDP3.1. 1350 ─ 1350 380 2,05 32 3F+N+T 6 736,00 736,00 0,00
TOTAL 20158 ─ 24210 380 36,83 50 3F+T 10 7489,33 7489,33 9353,33
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
ILU.3.1 1350 1,0 1350 127 10,63 16 F+N+T 2,5 1472,00 0,00 0,00
TOTAL 1350 ─ 1350 220 6,14 40 3F+N+T 10 1472,00 0,00 0,00
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
QDP.2.2 - IMSB 17650,00 1,0 21462,50 380 32,61 50 3F+T 10 6354,17 6354,17 8754,17
TUG.12 1600 1,0 1600 220 7,27 20 F+N+T 4 1600,00
QDP.2.3 - ILUMINAÇÃO 5400 1,0 5400 380 8,21 32 3F+T 6 768,00 2120,00 1680,00
TOTAL 24650 28463 380 43,24 50 3F+T 10 7122,17 8474,17 12034,17
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
QDA.2.1 60348,00 0,0 63755,00 220 167,31 200,00 3F+T 95,00 20850,00 22683,25 20893,75
QDA.2.2 15867,28 0,0 19384,10 220 50,87 63,00 3F+T 16,00 5097,05 7143,52 7143,52
QDA.2.3 39408,00 0,0 48200,00 220 126,49 160,00 3F+T 70,00 16485,00 15486,88 16652,13
TOTAL 115623 131339 220 345,08 400 3F+T 2x95 42432,05 45313,65 44689,40
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
ILU.2.5 - LOGÍSTICA 1120 1,0 1120 127 8,82 16 F+N+T 2,5 1792,00
TUG.13 - LOGÍSTICA 1600 1,0 1600 127 12,60 20 F+N+T 4 1600,00
CHUVEIRO 1 5500 1,0 5500 220 25,00 40 2F+T 10 2750,00 2750,00
CHUVEIRO 2 5500 1,0 5500 220 25,00 40 2F+T 10 2750,00 2750,00
CHUVEIRO 3 5500 1,0 5500 220 25,00 40 2F+T 10 2750,00 2750,00
CHUVEIRO 4 5500 1,0 5500 220 25,00 40 2F+T 10 2750,00 2750,00
CHUVEIRO 5 5500 1,0 5500 220 25,00 40 2F+T 10 2750,00 2750,00
CHUVEIRO 6 5500 1,0 5500 220 25,00 40 2F+T 10 2750,00 2750,00
CHUVEIRO 7 5500 1,0 5500 220 25,00 40 2F+T 10 2750,00 2750,00
CHUVEIRO 8 5500 1,0 5500 220 25,00 40 2F+T 10 2750,00 2750,00
AC LOGÍSTICA 2198 1,0 2747,5 127 21,63 40 F+N+T 10 2747,50
AC SUP IMSB 6155 1,0 7693,75 220 34,97 50 2F+T 16 3846,88 3846,88
AC TREINAMENTO 5275 1,0 6593,75 220 29,97 40 2F+T 10 3296,88 3296,88
TOTAL 60348 63755 220 167,31 160 3F+T 70 20850,00 22683,25 20893,75
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
DUTO NARITA 5888 1,0 7360 380 11,18 20 3F+T 4 2453,33 2453,33 2453,33
VENTILADOR 3680 1,0 4600 380 6,99 20 3F+T 4 1533,33 1533,33 1533,33
ROTULADOR LINEAR 15000 1,0 18750 380 28,49 40 3F+T 4 6250,00 6250,00 6250,00
PORTUGUESA 01 7296 1,0 9120 380 13,86 20 3F+T 4 3040,00 3040,00 3040,00
PORTUGUESA 02 7296 1,0 9120 380 13,86 20 3F+T 4 3040,00 3040,00 3040,00
PORTUGUESA 03 7296 1,0 9120 380 13,86 20 3F+T 4 3040,00 3040,00 3040,00
PORTUGUESA 04 7296 1,0 9120 380 13,86 20 3F+T 4 3040,00 3040,00 3040,00
ESTEIRA PRINCIPAL 2208 1,0 2760 380 4,19 16 3F+T 4 920,00 920,00 920,00
SELADORA 3M 260 1,0 325 220 1,48 10 F+N+T 4 325,00
VENTILADOR 1 368 1,0 460 220 2,09 10 F+N+T 4 460,00
VENTILADOR 2 368 1,0 460 220 2,09 10 F+N+T 4 460,00
VENTILADOR 3 368 1,0 460 220 2,09 10 F+N+T 4 460,00
VENTILADOR 4 368 1,0 460 220 2,09 10 F+N+T 4 460,00
VENTILADOR 5 368 1,0 460 220 2,09 10 F+N+T 4 460,00
DATADORA 1 736 1,0 920 220 4,18 10 F+N+T 4 920,00
DATADORA 2 736 1,0 920 220 4,18 10 F+N+T 4 920,00
DATADORA 3 736 1,0 920 220 4,18 10 F+N+T 4 920,00
TOTAL 60268 75335 380 114,46 160 3F+T 70 25021,67 25156,67 25156,67
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
ILU.2.2 1680 1,0 1680 127 13,23 25 F+N+T 4 1680,00
ILU.2.3 2120 1,0 2120 127 16,69 25 F+N+T 4 2120,00
ILU.2.4 1600 1,0 1600 127 12,60 20 F+N+T 4 768,00
TOTAL 5400 5400 220 14,17 40 3F+T 10 768,00 2120,00 1680,00
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
ENV.01 8400 1,0 10500 380 15,95 25 3F+T 4 3500,00 3500,00 3500,00
ARM.01 1750 1,0 2187,5 380 3,32 10 3F+T 4 729,17 729,17 729,17
ENC.01 5100 1,0 6375 380 9,69 20 3F+T 4 2125,00 2125,00 2125,00
TUG.11 2400 1,0 2400 220 10,91 20 F+N+T 4 2400,00
TOTAL 17650 21463 380 32,61 50 3F+T 10 6354,17 6354,17 8754,17
HINELTEC
DOCUMENTOS
PROJETO DE CONCLUSÃO DE
CURSO
QGBT 1 -380V
SALA DE PAINÉIS
QDP.2.2 - IMSB
QDP.2.3 - ILUMINAÇÃO
QDP.2.1. - ENVASE
QDA.2.1
QDP.2.
QDP.3
QGBT 2 -220V
QDA.2.
SEGUNDO ANDAR
TERCEIRO ANDAR
QDP.3.1
a planta esta bem confusa e incompleta.
falta informação na planta
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
AC CPD 8792 1,0 10990 220 49,95 63 2F+T 16 5495,00 5495,00
TUG.14 1800 1,0 1800 127 14,17 20 F+N+T 4 1800,00
AC 1 COMERCIAL 2638 1,0 3297,049538 220 14,99 20 2F+T 4 1648,52 1648,52
AC 2 COMERCIAL 2638 1,0 3297,049538 220 14,99 20 2F+T 4 1648,52 1648,52
TOTAL 15867 19384 220 50,87 63 3F+T 16 5097,05 7143,52 7143,52
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
ILU.2.1 1240 1,0 1240 127 9,76 16 2F+T 2,5 1664,00
AC RECEPÇÃO 3517 1,0 4396,25 220 19,98 32 2F+T 6 2198,13 2198,13
AC GERÊNCIA 5275 1,0 6593,75 220 29,97 40 2F+T 10 3296,88 3296,88
AC DEP PESSOAL 8792 1,0 10990 220 49,95 63 2F+T 16 5495,00 5495,00
AC ESCRITÓRIO 1 8792 1,0 10990 220 49,95 63 2F+T 16 5495,00 5495,00
AC ESCRITÓRIO 2 8792 1,0 10990 220 49,95 63 2F+T 16 5495,00 5495,00
TUG.09 1200 1,0 1200 127 9,45 20 F+N+T 4 1200,00
TUG.10 1800 1,0 1800 127 14,17 20 F+N+T 4 1800,00
TOTAL 39408 48200 220 126,49 160 3F+T 70 16485,00 15486,88 16652,13
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
TUG.05 2000 1,0 2000 220 9,09 20 F+N+T 4 2000,00
TUG.08 2600 1,0 2600 220 11,82 20 F+N+T 4 2600,00
MOTOR 1 ESTEIRA 1 2208 1,0 2760 380 4,19 16 3F+T 4 920,00 920,00 920,00
MOTOR 2 ESTEIRA 1 2208 1,0 2760 380 4,19 16 3F+T 4 920,00 920,00 920,00
MOTOR 1 ESTEIRA 2 2208 1,0 2760 380 4,19 16 3F+T 4 920,00 920,00 920,00
MOTOR 2 ESTEIRA 2 2208 1,0 2760 380 4,19 16 3F+T 4 920,00 920,00 920,00
QDP.1.3 21559 1,0 25849 380 39,32 63 3F+T 16 7919,74 7919,74 5719,74
QDP.1.4 - ILUMINAÇÃO 1º ANDAR 11800 1,0 11800 380 17,95 40 3F+T 10 3840,00 3880,00 4080,00
TOTAL 46791 ─ 53289 380 80,96 125 3F+T 50 18039,74 17479,74 13479,74
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
AC MANUTENÇÃO 2198 1,0 2747,54 127 21,63 32 F+N+T 6 2747,54
AC SUP. PROD. 8792 1,0 10990 220 49,96 63 2F+T 16
AC LCQ 2931 1,0 3663 127 28,85 40 10
QDA.1.1 - COZINHA 9600 1,0 8840 220 31,53 40 3F+T 6 2500,00 2900,00 3440,00
TOTAL 23521 ─ 26241 220 68,87 80 3F+T 25 5247,54 2900,00 3440,00
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
COMP. ROTATIVO 1 11040 0,0 0 380 0,00 25 3F+T 6 3680,00 3680,00 3680,00
COMP. ROTATIVO 2 11040 0,0 0 380 0,00 25 3F+T 6 3680,00 3680,00 3680,00
COMP. ROTATIVO 3 11040 0,0 0 380 0,00 25 3F+T 6 3680,00 3680,00 3680,00
COMPRESSOR GA-37 37300 1,0 46625 380 70,84 80 3F+T 25 12433,33 12433,33 12433,33
VENTOINHA 1 3680 1,0 4600 380 6,99 16 3F+T 4 1226,67 1226,67 1226,67
VENTOINHA 2 3680 1,0 4600 380 6,99 16 3F+T 4 1226,67 1226,67 1226,67
VENTOINHA 3 3680 1,0 4600 380 6,99 16 3F+T 4 1226,67 1226,67 1226,67
TOTAL 81460 ─ 60425 380 91,81 200 3F+T 95 27153,33 27153,33 27153,33
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
HMS 1 27975 1,0 34969 380 53,13 70 3F+T 25 9325,00 9325,00 9325,00
HMS 2 31705 1,0 39631 380 60,21 70 3F+T 25 10568,33 10568,33 10568,33
HMS 3 31705 1,0 39631 380 60,21 70 3F+T 25 10568,33 10568,33 10568,33
HMS 4 31705 1,0 39631 380 60,21 70 3F+T 25 10568,33 10568,33 10568,33
HMS 5 31705 1,0 39631 380 60,21 70 3F+T 25 10568,33 10568,33 10568,33
HMS 6 31705 1,0 39631 380 60,21 70 3F+T 25 10568,33 10568,33 10568,33
HDL 20515 1,0 25644 380 38,96 50 3F+T 16 6838,33 6838,33 6838,33
MIS.01 2207 1,0 2758 380 4,19 10 3F+T 4 735,50 735,50 735,50
MIS.02 2207 1,0 2758 380 4,19 10 3F+T 4 735,50 735,50 735,50
MOI.01 7355 1,0 9194 380 13,97 20 3F+T 4 2451,67 2451,67 2451,67
MOI.02 7355 1,0 9194 380 13,97 20 3F+T 4 2451,67 2451,67 2451,67
MOI.03 5516 1,0 6895 380 10,48 20 3F+T 4 1838,75 1838,75 1838,75
UCT.01 10600 1,0 13250 380 20,13 25 3F+T 6 3533,33 3533,33 3533,33
UCT.02 11000 1,0 13750 380 20,89 25 3F+T 6 3666,67 3666,67 3666,67
TOTAL 253254 ─ 316568 380 480,98 600 3F+T 3X95 84418,08 84418,08 84418,08
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
TUG.06 2200 1,0 2200 220 10,00 20 F+N+T 4 2200,00
TUG.07 2200 1,0 2200 220 10,00 20 F+N+T 4 2200,00
UNI.01 368 1,0 460 380 0,70 10 3F+T 4 122,58 122,58 122,58
UNI.02 243 1,0 303 380 0,46 10 3F+T 4 80,91 80,91 80,91
BOMBA.01 5516 1,0 6895 380 10,49 15 3F+T 4 1838,75 1838,75 1838,75
BOMBA.02 5516 1,0 6895 380 10,49 15 3F+T 4 1838,75 1838,75 1838,75
BOMBA.03 5516 1,0 6895 380 10,49 15 3F+T 4 1838,75 1838,75 1838,75
TOTAL 21559 ─ 25849 380 39,32 63 3F+T 16 7919,74 7919,74 5719,74
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
TUG.03 1800 0,8 1440 127 11,34 20 F+N+T 4 1440,00
TUG.04 3000 0,8 2400 127 18,90 20 F+N+T 4 2400,00
FREEZER 800 1,0 1000 220 4,55 10 2F+T 4 500,00 500,00
BANHO MARIA 4000 1,0 4000 220 18,18 25 2F+T 4 2000,00 2000,00
TOTAL 9600 ─ 8840 220 31,53 40 3F+T 6 2500,00 2900,00 3440,00
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
ILU.1.1 1400 1,0 1400 127 11,02 16 F+N+T 2,5 1400,00
ILU.1.2A 1200 1,0 1200 127 9,45 16 F+N+T 2,5 1200,00
ILU.1.2B 1680 1,0 1680 127 13,23 16 F+N+T 2,5 1680,00
ILU.1.3 1560 1,0 1560 127 12,28 16 F+N+T 2,5 1560,00
ILU.1.4 400 1,0 400 127 3,15 10 F+N+T 2,5 400,00
ILU.1.5A 1280 1,0 1280 127 10,08 16 F+N+T 2,5 1280,00
ILU.1.5B 1280 1,0 1280 127 10,08 16 F+N+T 2,5 1280,00
ILU.1.6A 1120 1,0 1120 127 8,82 16 F+N+T 2,5 1120,00
ILU.1.6B 1000 1,0 1000 127 7,87 16 F+N+T 2,5 1000,00
ILU.1.7 880 1,0 880 127 6,93 16 F+N+T 2,5 880,00
TOTAL 11800 ─ 11800 220 31,00 63 3F+T 16 3840,00 3880,00 4080,00
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
QDP.1
QDA.2.2
QDA.2.3
QDP.4
QDP.1.1 - UTILIDADES
QDP.1.3
QDP.1.4 - ILUMINAÇÃO 1º ANDAR
QDP.1.2 - SOPRO
QDA.1.1 - COZINHA
ESTACIONAMENTO DE CAMINHÕES
PRIMEIRO ANDAR
QDA.1
ELEVADOR 1º ANDAR 5520 1,0 6900 380 10,48 20 3F+T 4 2300,00 2300,00 2300,00
AC EXPEDIÇÃO 2198 1,0 2748 220 12,49 20 F+N+T 4 2747,50
TUG.01 2400 1,0 2400 220 10,91 20 F+N+T 4 2400,00
CHUVEIRO EST. 5500 1,0 5500 220 25,00 32 F+N+T 6 5500,00
QDP.4.1 19930 1,0 20863 380 39,62 63 3F+T 16 6220,83 8420,83 6220,83
QDP.4.2 4060 ─ 4060 380 6,18 20 3F+T 6 1400,00 1080,00 1845,00
QDP.4.3 3800 ─ 3800 380 5,78 20 3F+T 6 760,00 1440,00 1600,00
TOTAL 43408 ─ 46270 380 70,30 80 3F+T 25 11268,33 16220,83 10920,83
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
TUG.02 2200 1,0 2200 220 10,00 20 F+N+T 4 2200,00
CARREGADOR EMP 14000 0,8 14000 380 21,27 32 3F+T 6 4666,67 4666,67 4666,67
BOMBA ARM ÁGUA 3730 1,0 4662,5 380 7,08 20 3F+T 4,00 1554,17 1554,17 1554,17
TOTAL 19930 ─ 20863 380 39,62 63 3F+T 16 6220,83 8420,83 6220,83
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
ILU.4.1A 1080 1,0 1080 127 8,50 16 F+N+T 2,5 1080,00
ILU.4.1B 1000 1,0 1000 127 7,87 16 F+N+T 2,5 1000,00
ILU.4.1C 1400 1,0 1400 127 11,02 20 F+N+T 4 1400,00
ILU.4.2 500 1,0 500 127 3,94 10 F+N+T 2,5 765,00
ILU.4.5 80 1,0 80 127 0,63 10 F+N+T 2,5 80,00
TOTAL 4060 ─ 4060 220 13,32 32 3F+T 6 1400,00 1080,00 1845,00
CIRCUITO POTÊNCIA (W) DEMANDA POTÊNCIA (VA) TENSÃO (V) CORRENTE (A) DISJUNTOR (A) VIAS BITOLA (mm²) FASE R (W) FASE S (W) FASE T (W)
ILU.4.3A 1440 1,0 1440 127 11,34 25 F+N+T 4 1440,00
ILU.4.3B 1600 1,0 1600 127 12,60 25 F+N+T 4 1600,00
ILU.4.4 760 1,0 760 127 5,98 10 F+N+T 2,5 760,00
TOTAL 3800 ─ 3800 220 12,47 32 3F+T 6 760,00 1440,00 1600,00
Cargas cuja potência foi estimada a partir da corrente nominal do disjuntor
Condicionadores de ar para 127V
QDP.4.3 ILUMINAÇÃO DO GALPÃO
QDP.4.2 ILUMINAÇÃO DO ESTACIONAMENTO
QDP.4.1 GALPÃO E BOMBA DO ESTACIONAMENTO