UNIVERSIDADE DE SANTA CRUZ DO SUL

CURSO DE ENGENHARIA AGRCOLADISCIPLINA: ELETRIFICAO RURALPROFESSOR: HENRIQUE WILD STANGARLIN

PROJETO DE INSTALAO ELTRICA RESIDENCIAL

LAFAIETI TATSCHMARCELO LOVATTOROBSON SCHNEIDER

SANTA CRUZ DO SUL, ABRIL DE 2015.

SUMRIO

1 INTRODUO32. OBJETIVOS42.1. Objetivo Geral42.2. Objetivos Especficos43. METODOLOGIA53.1 - Dimensionamento econmico de condutores eltricos53.2 - Dimensionamento de dispositivos de proteo83.3- Dimensionamento de condutos eltricos93.4 - Clculo de demanda104. DESENVOLVIMENTO E RESULTADOS114.1 - Simbologia e circuitos de acionamento114.2 - Circuitos terminais114.2.1 Circuito 1 Iluminao114.2.2 Circuito 4 SPLIT SUITE124.3 - Dispositivos de proteo134.4 - Condutos eltricos134.5 - Potncia demanda da instalao eltrica em kVA144.6 Quadro de cargas144.7 Planta eltrica145. REFERNCIAS20ANEXO A Tipo de isolao21ANEXO B Maneiras de instalar22ANEXO C Fator de correo por grupo23ANEXO D Capacidade de conduo de corrente24ANEXO E Soma dos produtos das potncias25ANEXO F Carga mnima e fatores de demanda para iluminao e tomadas26ANEXO G Fatores de demanda para condicionadores de ar tipo janela27ANEXO H fatores de demanda para condicionadores28ANEXO I Fatores de demanda para aquecimento resistivos29ANEXO J Seleo do disjuntor30

1 INTRODUO

As principais atividades executadas pelo homem depende da energia eltrica, calor, luz e energia so exemplos do que a eletricidade pode nos fornecer. De maneira que extremamente importante e indispensvel para a vida de todos.A disponibilidade de energia um fator fundamental para o desenvolvimento das naes. Em um mundo altamente competitivo e submetido globalizao dos mercados, a energia passa a ser uma varivel estratgica de desenvolvimento sobre a qual os planejadores podem e devem atuar no sentido de moldar o estilo de crescimento pretendido (CAMARGO, 1996). A melhor ocasio para se incorporar uma distribuio de alta eficincia na etapa de projeto, quando custos adicionais so marginais, de forma que o custo da energia cada vez mais um componente importante nos custos operacionais das edificaes comerciais e industriais. Neste sentido, todos os esforos possveis devem ser feitos para conter gastos desnecessrios. Os aspectos ambientais e conservacionistas relacionados com a energia desperdiada tambm so importantes fatores, cada vez mais ressaltados (Instituto Brasileiro do Cobre, 2003). O dimensionamento dos condutores deve ser precedido de uma anlise detalhada das condies de sua instalao e da carga a ser suprida. Um condutor mal dimensionado, alm de implicar a operao inadequada da carga, representa um elevado risco para o patrimnio (MAMEDE, 2007).O dimensionamento de dispositivos de proteo na instalao dos circuitos de grande importncia, pois o mesmo pode garantir a proteo da instalao eltrica resultando na segurana do patrimnio e a segurana pessoal (LEGRAND, 2009). Quando o projeto bem elaborado e corretamente dimensionado, com materiais de qualidade comprovada especificados, e tambm integrado de uma forma racional, harmnica e tecnicamente correta com os projetos complementares, o projeto de instalaes eltricas gera significativa economia na aquisio de materiais e na execuo das instalaes (CARVALHO, 2009).

2. OBJETIVOS

2.1. Objetivo GeralElaborar um projeto de instalao eltrica residencial visando uma instalao eltrica segura, econmica e rentvel.2.2. Objetivos Especficos Desenvolver a planta baixa da edificao residencial; Dimensionar do sistema de condutores para todos os circuitos; Realizar o clculo de demanda; Dimensionar os dispositivos de proteo; Dimensionar os condutos eltricos;

3. METODOLOGIA3.1 - Dimensionamento econmico de condutores eltricos Para o dimensionamento econmico de condutores eltricos foi utilizado polgrafo da empresa prysmian, disponibilizados no EAD, sendo que as principais tabelas utilizadas seguem em anexo no final do trabalho. O dimensionamento de condutores eltricos inclui itens como:1. Capacidade de conduo de corrente: Tipo de Isolao; Maneiras de Instalar; Corrente Nominal ou Corrente de Projeto (Ip); Nmero de Condutores Carregados; Aplicar o fator de Correo por Agrupamento;2. Limite de queda de tenso: Clculo da Queda de tenso Unitria;

3. Sees Mnimas:De maneira que se realize os clculos para os circuitos resistivos (chuveiros e torneiras eltricas), foram realizados os seguintes passos: 1 CRITRIO:1 Tipo de Isolao; Tabela em anexo (Figura 1)2 Maneira de instalar;Tabela em anexo, Maneira de instalar, (Figura 2) em anexo;3 Corrente nominal;

4 Nmeros de condutores carregados = 2 C.C 5 Aplicar o fator de correo por agrupamento tabela em anexo, verificando se necessidade ou no da aplicao do fator, (Figura 3) em anexo.

Com o resultado do IP, entra na tabela em anexo (capacidade de conduo de corrente), de cima para baixo o primeiro que suporta, achando-a seo nominal (Figura 4) em anexo. 2 CRITRIO:1 Clculo da Queda de Tenso Unitria

Com o resultado do limite de queda de tenso, entra na tabela (Soma dos produtos potncias (watts) x (distncia (m) U = 220 V, em anexo (sendo o valor da queda de tenso adotado de 3%), encontra a seo nominal do fio (Figura 5) em anexo. 3 CRITRIO:1 Sendo que para circuitos de fora a seo mnima de 2,5 mm. Para a realizao dos clculos para circuitos de fora (Iluminao e tomadas de uso geral e especfico), foram realizados os seguintes passos:

1 CRITRIO:1 Tipo de Isolao; Tabela em anexo (Figura 1) em anexo. 2 Maneira de instalar;Tabela em anexo, Maneira de instalar, (Figura 2) em anexo.3 Corrente nominal;

4 - Nmeros de condutores carregados = 2 C.C5 Aplicar o fator de correo por agrupamento tabela em anexo, verificando se necessidade ou no da aplicao do fator (Figura 3) em anexo.

Com o resultado do IP, entra na tabela em anexo (capacidade de conduo de corrente), de cima para baixo o primeiro que comporta, achando-a seo nominal (Figura 4) em anexo.

2 CRITRIO:1 Mtodo simplificado Watts por metro;

3 CRITRIO:1 Sendo que para circuitos de fora a seo mnima de 2,5 mme para circuitos de iluminao de 1,5 mm. Para a realizao dos clculos para circuitos de fora (Condicionadores de ar), nos foram realizados os seguintes passos:1 CRITRIO:1 Tipo de Isolao; Tabela em anexo (Figura 1) em anexo.2 Maneira de instalar;Tabela em anexo, Maneira de instalar, (Figura 2) em anexo.3 Corrente nominal;

4 Nmeros de condutores carregados = 2 C.C 5 Aplicar o fator de correo por agrupamento tabela em anexo, verificando se necessidade ou no da aplicao do fator (Figura 3) em anexo.

Com o resultado do IP, entra na tabela em anexo (capacidade de conduo de corrente), de cima para baixo o primeiro que comporta, achando-a seo nominal (Figura 4) em anexo.2 CRITRIO:1 Clculo da Queda de Tenso Unitria

Com o resultado do limite de queda de tenso, entra na tabela (Soma dos produtos potncias (watts) x (distncia (m) U = 220 V, em anexo (sendo o valor da queda de tenso adotado de 3%), encontra a seo nominal do fio (Figura 5) em anexo.3 CRITRIO:1 Sendo que para circuitos de fora a seo mnima de 2,5 mm.

3.2 - Dimensionamento de dispositivos de proteoPara a realizao do dimensionamento de dispositivos de proteo foi utilizado o catlogo, guia prtico de proteo, no online da empresa Pial legrand, onde disponibilizava os dispositivos de proteo para os circuitos, (disjuntores termomagnticos) tambm como os de proteo pessoal, (interruptor diferencial residual). Para a escolha do disjuntor importante seguir alguns passos: o primeiro a corrente nominal do disjuntor deve ser igual ou maior que a corrente do circuito a ser protegido, usando a frmula abaixo, para saber a capacidade de conduo de corrente do circuito em estudo.

Tendo este valor se observa a Anexo J, para se fazer a seleo do disjuntor e tambm do IDR na mesma tabela, mas observando o passo seguinte: verificar se a corrente nominal do disjuntor, esta que dever ser igual ou menor que a corrente mxima do fio escolhido. Disjuntores protegem a instalao contra correntes de sobre carga, curto circuitos ligam e desligam o circuito, fazem isto automaticamente em caso de defeito ou manualmente em casos de manuteno.Interruptor diferencial residual (IDR) protege as pessoas contra defeitos do choque eltrico direto e indireto. O seu desligamento pode ser automtico ou manual. Os IDRs detectam qualquer fuga de corrente. A corrente diferencial residual nominal do IDR para instalaes eltricas residenciais ou similares dever ser na maioria das vezes igual a 30 mA.

3.3 - Dimensionamento de condutos eltricos

Para a realizao do dimensionamento de condutos eltrico, foi utilizado o material disponibilizado no EAD, onde emprega-se o circuito mais crtico, ou seja, o que apresenta o maior nmero de agrupamento de circuitos, e estas dimenses de todos estes fios no pode ter uma taxa de ocupao maior que 40 % de rea do conduto. O mesmo no pode ter distancias maiores que 15 metros sem nenhuma intercesso, as curvas (90) esto limitadas em 3 por trajeto, e cada curva retira 3 metros de comprimento. Deve ser realizado o clculo das dimenses totais dos condutores isolados conforme o nmero de fios dos circuitos e mais o aterramento, sendo que o mesmo deve ser de seo igual ao maior fio do circuito de maior seo. A seo do conduto no pode ser maior que , se for para ser posta na lage, sees maiores fragilizam a mesma impedindo o seu uso.

3.4 - Clculo de demanda

Para a realizao do clculo de demanda foi utilizado o RIC-BT, material este exposto no ead, sendo que as principais tabelas seguem em anexo no final do trabalho.O fornecimento em tenses secundarias para ligaes individuais (residncias) no pode ser superior a 75 kW, de carga total instalada. Este fornecimento se da de trs formas: tipo A, monofsico, tipo B, bifsico, tipo C, trifsico. Sendo que o nosso caso do tipo C, contendo trs condutores carregados e o neutro. O calculo de demanda feito atravs da unidade consumidora calculada, onde nosso caso se enquadra em 27,58 kVA, ou seja, 380/220V.A demanda para entrada de servio calculada a partir da carga declarada, compatibilizada com as previses mnimas, pela seguinte formula;

(a) = demanda de iluminao e tomadas. (Anexo D)(b) =demanda de aparelhos para aquecimento, (chuveiros, torneiras eltricas). (Anexo I).(c) =demanda dos aparelhos condicionadores de ar. (Anexo E e anexo F).(d) =demanda de centrais de condicionadores de ar. Apenas citado na formula, mas no utilizado no presente trabalho.(e) =demanda de motores eltricos e mquinas de solda a motor. Apenas citado na formula, mas no utilizado no presente trabalho.(f) =demanda de mquinas de solda a transformador. Apenas citado na formula, mas no utilizado no presente trabalho.

4. DESENVOLVIMENTO E RESULTADOS

4.1 - Simbologia e circuitos de acionamentoPara a utilizao da simbologia e circuitos de acionamento foi utilizada a norma NBR 5444, que se encontra em anexo no final do trabalho sendo que na planta em anexo, apresenta na legenda os foram utilizados no trabalho.Os circuitos 1 e 4 esto descritos abaixo e os restantes anexos na tabela 1 4.2 - Circuitos terminaisPara a realizao do clculo dos circuitos terminais, foram utilizados os trajetos com o maior nmero de circuitos agrupados, onde segue os seguintes passos citados na metodologia acima.

4.2.1 Circuito 1 Iluminao Tipo de isolao - PVCManeira de instalar - B11 Critrio: Capacidade de conduo de corrente. Seo do fio: 1,5 mm2 Critrio: Mtodo simplificado Watts.metro.Total (Va x m) 47730 Watts.metro Seo do fio: 1,5 mm

3 Critrio: Seo mnima.Para circuitos de iluminao a seo mnima de 1,5 mm. A seo do fio adotada para o circuito 1 de 1,5 mm.

4.2.2 Circuito 4 SPLIT SUITE Tipo de isolao - PVCManeira de instalar - B11 Critrio: Capacidade de conduo de corrente. Seo do fio: 2,5 mm2 Critrio: Mtodo simplificado Watts.metro.Total 127,37 ( V unitrio ) Watts.metro. Seo do fio: 2,5 mm 3 Critrio: Seo mnima.Para circuitos de fora a seo mnima de 2,5 mm.A seo do fio adotada para o circuito 4 de 2,5 mm.

Tabela 1 elaborada demostrando o resultados da fiao dos encontrados no projeto

Fonte: elaborado pelo autor, 2015

4.3 - Dispositivos de proteo

Para os circuitos observa-se a potncia Ip (A) do sistema atual e cruza-se o dado da resistncia do fio escolhido e posteriormente a tabelas faz o dimensionamento da proteo de proteo. Ver resultados em anexo A.

4.4 - Condutos eltricosPara a realizao do dimensionamento de condutos eltrico, analisa-se a planta baixa e emprega-se a anlise no trecho mais crtico, sendo-o que apresenta o maior nmero de agrupamento de circuitos, sendo mostrado na tabela abaixo: O emprego de condutos recomendado como padro para construes civis, sendo o de 1 recomendado em casos extremos onde no haja a possibilidade de readequao da distribuio dos fios.Tabela 2 - Dimensionando do conduto eltrico mmCircuitoCondutor mmrea de fiorea total mm

11,56,2 x 212,4

22,59,1 x 218,2

42,59,1 x 218,2

102,59,1 x 218,2

112,59,1 x 218,2

Aterramento 411,9 x 111,9

---97,1

Fonte: Fonte: Elaborado pelo autor, 2015 *Para este clculo foi considerado o com maior agrupamento de circuitos, ento adota-se o eletroduto de , para todos os outros circuitos

Resultando da rea total = 97,1mm, usa-se um eletroduto de , 25 mm.

4.5 - Potncia demanda da instalao eltrica em kVAA demanda para entrada de servio calculada a partir da seguinte formula, conforme citada a cima na metodologia.

Residncia com rea externa de 154,5 m de rea construda.

4.6 Quadro de cargasO Quadro de cargas est disposto em anexo na tabela 3, onde o mesmo foi criado a partir dos dados calculados a cima. A distribuio das fases est na tabela 4 a seguir.4.7 Planta eltricaA planta apresenta-se no anexo no final do trabalho. 30

17

Tabela 3 - Quadro de Cargas

T.U.GT.U.ESCIRC.COND.PROT (A)FASE

DEPENDNCIADIMENSESPOTENCIA DE ILUMINAOPreviso CargaPreviso de carga

rea (m)PermetroNPtosPotncia til(Va)Potncia totalN de ptosUnitrio (VA)TOTAL (VA)AparelhoPotncia(Va)(mm)TMR + IDR Carga Instalada

Quarto B19,1717,52122022011,516 A + --ACircuitosoma

410040022,510 A + --A11887

split190092,510 A + 25 AB21020

Quarto A13,6514,9116016011,516 A + --A31105

310030022,510 A + --A41805

Suite 1419,618,4214028011,516 A + --A51020

410040022,510 A + --A64750

split190042,510 A + 25 AA74750

Banheiro suite4,619,28110010011,516 A + --A81785

160060052,510 A + 25 AB91805

chuveiro500062,530 A + 40 AC102717

Banheiro social4,719,72110010011,516 A + --A111615

160060052,510 A + 25 AB123325

chuveiro500072,530 A + 40 AB

Cozinha20,4818,7214028011,516 A + --A

63x600 3x100210082,510 A + 25 AC

torneira3500122,520 A + 25 AA

Sala2822220040011,516 A + --A

510050032,510 A + --A

split2860102,520 A + 25 AC

rea de servio10,2513,02116016011,516 A + --A

43x600 1x1001900112,510 A + 25 AB

Depsito4,68,68116016011,516 A + --A

210020032,510 A + --A

Escritrio1013116016011,516 A + 25 AA

310030032,510 A + --A

Varanda4,811,76110010011,516 A + 25 AA

310030032,510 A + --A

Corredor1,685,2110010012,516 A + --A

110010022,510 A + --A

2220770020160

FasesA9142C I: 2758427,58

B9190

C9252

Fonte: Elaborado pelo autor, 2015.

Tabela 4 - Distribuio das Fases

5. REFERNCIASCAMARGO, C. Celso de Brasil. Gerenciamento pelo lado da demanda: metodologia para identificao do potencial de conservao de energia eltrica de consumidores residenciais. 1996. Disponvel em: . Acessado em 21 de abril de 2015. CARVALHO, R. J. Instalaes eltricas e o projeto de arquitetura. So Paulo: 2009. INSTITUTO BRASILEIRO DO COBRE. Dimensionamento econmico de condutores eltricos. Um caminho para economizar energia, 2003. Disponvel em: . Acessado em 15 de abril de 2015. LEGRAND. Guia prtico da proteo. 2009. Disponvel em: . Acessado em 20 abril de 2015. MAMEDE, J. F. Instalaes eltricas industriais. Stima Edio. Rio de Janeiro: 2007.

ANEXO A Tipo de isolao

Fonte: Prysmian, 2009.

ANEXO B Maneiras de instalar

Fonte: Prysmian, 2009.

ANEXO C Fator de correo por grupo

Fonte: Prysmian, 2009.

ANEXO D Capacidade de conduo de corrente

Fonte: Prysmian, 2009.

ANEXO E Soma dos produtos das potncias

Fonte: prysmian, 2009

ANEXO F Carga mnima e fatores de demanda para iluminao e tomadas

Fonte: AES Sul, 2006.

ANEXO G Fatores de demanda para condicionadores de ar tipo janela

Fonte: AES Sul, 2006.

ANEXO H fatores de demanda para condicionadores

Fonte: AES Sul, 2006.

ANEXO I Fatores de demanda para aquecimento resistivos

Fonte: AES Sul, 2006.

ANEXO J Seleo do disjuntor

Fonte: legrand, 2011

19