Dados do Exemplo - Instala¸c˜oes Colectivas

3.2 Instala¸c˜oes Colectivas

4.1.1 Dados do Exemplo

A instala¸cão será constitu´ıda por 10 habita¸cões distribu´ıdas por 5 pisos. As habita¸cões serão de duas topologias diferentes (uma de cada tipo por piso). A potência contratada da topologia 1 será de 6,9 kVA, enquanto que a potência contratada da topologia 2 será de 10,35 kVA. O factor de simultaneidade de 0,56.

Servi¸cos Comuns:

Os Servi¸cos Comuns ser˜ao constru´ıdos pela ilumina¸c˜ao colectiva (1 kVA), pelas tomadas da Garagem Colectiva (1 kVA) e pelos Ascensores (5 kVA).

Lojas:

2 Lojas comerciais de 100 m2, cada uma no r´es-do-ch˜ao, com ramal individual.

4.1.2 Instala¸c˜oes Colectivas

Potˆencia de dimensionamento (Coluna)

Para proceder ao dimensionamento da potˆencia de dimensionamento da coluna o utilizador dever´a:

• Seleccionar a seçcão Instala¸cões Colectivas → Dimensionamento da Coluna,

• Premir a op¸c˜ao Potˆencia de Dimensionamento.

4.1. EXEMPLO 1 - INSTALAC¸ ˜AO PLURI-HABITACIONAL 51

De acordo com os dados enunciados na subseçcão 4.1.1 foi inserida a informa¸cão necessária para o cálculo da potência de dimensionamento da coluna. Para este exemplo obteve-se uma potência para a coluna de 48,3 kVA, e uma potência total de 55,2 kVA (valor obtido através da soma com o valor de potência do quadro de servi¸cos comuns).

Dimensionamento dos Condutores (Coluna)

Como foi referido em cap´ıtulos anteriores, o dimensionamento dos condutores passa por três fases a escolha do método de referência, a escolha do tipo de condutor, e a cálculo da seçcão dos condutores.

Figura 4.3 – Escolha do M´etodo de Referˆencia dos Condutores (coluna) [SIPE]

Neste caso foi escolhido o método de referência C, em que as caracter´ısticas são indicadas pela aplica¸cão para melhor facilitar a escolha por parte do utilizador. O próximo passo é escolher o tipo de condutores pretendidos, para que a aplica¸cão possa calcular a seçcão dos mesmos.

Para finalizar o dimensionamento dos condutores resta escolher as especifica¸cões dos condutores. Para este exemplo foram escolhidos condutores harmonizados (H), com uma tensão de 450/750V (07), com isolamento de policloreto de vinilo (V), a bainha de policloreto de vinilo (V), condutores circulares de cobre, quanto à sua flexibilidade foram escolhidos condutores r´ıgidos circular cableados. A aplica¸cão determinou que a seçcão dos condutores fase deverá ser 25 mm2 _{e para os neutro e proteçcão 16}

Figura 4.4 – Escolha do Tipo de Condutores (coluna) [SIPE]

Figura 4.5 – Sec¸c˜ao e Caracter´ısticas dos Condutores (coluna) [SIPE]

Dimensionamento das Condutas (Coluna)

Para o dimensionamento do diâmetro das condutas da coluna temos de inicialmente escolher o tipo de instala¸cão se será à vista ou embebida. Para esta circunstância foi escolhida uma instala¸cão embebida com condutas circulares (existe também a op¸cão de condutas não circulares).

Foram seleccionadas condutas de policloreto de vinilo (PVC), do tipo VRM com IK08. O diâmetro das condutas calculado para as caracter´ısticas escolhidas é então

4.1. EXEMPLO 1 - INSTALAC¸ ˜AO PLURI-HABITACIONAL 53

Figura 4.6 – Escolha das Caracter´ısticas das Condutas (coluna) [SIPE]

de 50mm.

Figura 4.7 – Diˆametro das Condutas (coluna) [SIPE]

Fus´ıvel (Coluna)

O dimensionamento da corrente estipulada do fus´ıvel (CALIBRE) é integralmente autónomo, ou seja, não requer a introdu¸cão de quaisquer dados. Apenas são verifi- cadas o cumprimento das duas condi¸cões (já mencionadas em cap´ıtulos anteriores) à direita na imagem apresentada [Figura 4.8]. Para o exemplo apresentado estas

Figura 4.8 – Dimensionamento Fus´ıvel (coluna) [SIPE]

condi¸cões verificam-se, pelo que o CALIBRE (IN) do fus´ıvel escolhido é de 80 A, a sua corrente convencional de fusão (I2) é de 128 A, todos estes valores são calculados

para os condutores escolhidos previamente com uma corrente admiss´ıvel (IN) de 96 A.

Condi¸c˜ao de Queda de Tens˜ao (Coluna)

Para se aferir que a instala¸cão cumpre a condi¸cão de queda de tensão é necessário que se insira o comprimento da coluna. A aplica¸cão considera uma situa¸cão mais desfavorável que a situa¸cão real é considerada que a alimenta¸cão de toda a potência da coluna é efectuada no seu topo.

E admitido que a altura entre pisos é de três metros, logo o comprimento total da coluna será de 15 metros.

Neste caso a instala¸cão concernente à coluna satisfaz a condi¸cão máxima de queda de tensão, que para tro¸cos correspondentes à coluna seria de 1%, pois a sua queda de tensão em volts é de 0,94V e a sua percentagem é de 0,235%.

Corte Geral

Tal como o apontado na subseçcão 2.3.1 o cálculo do dispositivo de corte geral é efectuado tomando em considera¸cão a soma das potências de servi¸co para a coluna e da potência do quadro dos servi¸cos comuns.

O dispositivo de corte geral (Interruptor Tetrapolar) terá então como valor de corte 80 A, valor esse que respeita a condi¸cão IN > IB.

4.1. EXEMPLO 1 - INSTALAC¸ ˜AO PLURI-HABITACIONAL 55

Figura 4.9 – Verifica¸cão da Condi¸cão de Queda de Tensão (coluna) [SIPE]

Figura 4.10 – Dispositivo de Corte Geral [SIPE]

Caixas Quadro Coluna

O quadro coluna é constitu´ıdo por três géneros de caixas, caixa de corte geral, caixa de barramento e caixa de proteçcão de sa´ıdas. A aplica¸cão fornece várias possibilidades de escolha para cada tipo de caixa, o utilizador apenas tem de escolher o tipo desejado.

Para a caixa de corte geral foi escolhida uma caixa de tipo GB, a caixa de barramento escolhida foi do tipo BAT (três sa´ıdas) por fim para a caixa de proteçcão de sa´ıda optou-se pelo tipo PB.

Figura 4.11 – Escolha das Caixas do Quadro Coluna [SIPE]

4.1.3 Servi¸cos Comuns

Potˆencia

No cálculo da potência do quadro dos servi¸cos comuns é requerido ao utilizador que seleccione os servi¸cos comuns dispon´ıveis na instala¸cão e que indique a sua potência (ou no caso de se tratarem de motores os dados necessários ao cálculo da referida potência).

A hipotética instala¸cão que está a ser dimensionada tem os servi¸cos comuns supracitados na subseçcão 4.1.1, com uma potência total de 5,75 kVA. Com este valor é dimensionado o valor da potência a ser contratada para o quadro dos servi¸cos comuns, para o exemplo 6,9 kVA (trifásico).

Dimensionamento dos Condutores (Servi¸cos Comuns)

O dimensionamento dos condutores para o quadro dos servi¸cos comuns efectua-se nos mesmos moldes que os indicados para os condutores da coluna, obviamente as grandezas envolvidas ser˜ao diferentes. Nomeadamente a corrente de servi¸co para o quadro que toma o valor correspondente ao valor da potˆencia dimensionada (10 A por fase).

Novamente foi escolhido o método de referência C, em que as caracter´ısticas são indicadas pela aplica¸cão para melhor facilitar a escolha por parte do utilizador. O próximo passo é escolher o tipo de condutores pretendidos, para que a aplica¸cão possa calcular a seçcão dos mesmos.

4.1. EXEMPLO 1 - INSTALAC¸ ˜AO PLURI-HABITACIONAL 57

Figura 4.12 – Potˆencia do Quadro dos Servi¸cos Comuns [SIPE]

Figura 4.13 – Escolha do M´etodo de Referˆencia dos Condutores (Servi¸cos Comuns) [SIPE]

Para ultimar o dimensionamento dos condutores resta seleccionar as especifica¸cões dos condutores. Para este exemplo foram seleccionados condutores harmonizados (H), com uma tensão de 450/750V (07), com isolamento de policloreto de vinilo (V), a bainha de policloreto de vinilo (V), condutores circulares de cobre, quanto à sua flexibilidade foram escolhidos condutores r´ıgidos circular cableados. A aplica¸cão determinou que a seçcão dos condutores fase neutro e proteçcão deverá ser 6 mm2_.

Figura 4.14 – Escolha do Tipo de Condutores (Servi¸cos Comuns) [SIPE]

Figura 4.15 – Sec¸c˜ao e Caracter´ısticas dos Condutores (Servi¸cos Comuns) [SIPE]

Dimensionamento das Condutas (Servi¸cos Comuns)

Para as condutas dos servi¸cos comuns optou-se por escolher as mesmas caracter´ısticas das usadas para as condutas da coluna.

No decorrer do exemplo para o dimensionamento das condutas surge uma mensagem de alerta ao utilizador, sugerindo que não se respeite o diâmetro encontrado mas que se opte pelo valor m´ınimo recomendado pelas regras técnicas. Recomenda¸cão que para o caso foi aceite, facto que a aplica¸cão não impõe, pois cada caso é espec´ıfico

4.1. EXEMPLO 1 - INSTALAC¸ ˜AO PLURI-HABITACIONAL 59

Figura 4.16 – Diˆametro das Condutas (Servi¸cos Comuns) [SIPE]

da instala¸c˜ao correspondente.

Figura 4.17 – Mudan¸ca para o Valor Recomendado (Servi¸cos Comuns) [SIPE]

O diˆametro dimensionado passa assim dos 25 mm calculados para o m´ınimo recomendado de 40 mm.

Protec¸c˜oes e Seguran¸ca (Servi¸cos Comuns)

Na figura 4.18 apresenta-se um resumo do dimensionamento do quadro dos servi¸cos comuns, no qual estão inclu´ıdas as os dispositivos de proteçcão (fus´ıvel) e a condi¸cão da queda de tensão.

Figura 4.18 – Resumo do Dimensionamento (Servi¸cos Comuns) [SIPE]

Falta apenas mencionar o valor introduzido para o comprimento a usar no cálculo da condi¸cão da queda de tensão 15 m, pois todos os dados que restam ser dimensionados podem ser observados através da figura 4.18.

4.1.4 Entradas

Dimensionamento dos Condutores (Entradas)

Para o dimensionamento dos condutores a aplica¸cão emprega os mesmos tipos de condutores bem como o mesmo método de referência. Limita-se apenas a calcular as seçcões para as diferentes topologias das habita¸cões (de acordo com a corrente de servi¸co de cada um dos quadros de entrada escolhidos aquando do dimensionamento da potencia da coluna)

Os condutores para as entradas deste exemplo ficarão assim com uma seçcão de 6 mm2 _{para a topologia 1 e com 10 mm}2 _{para a topologia 2.}

Condutas (Entradas)

No dimensionamento das condutas concernentes às entradas, analogamente ao que sucede para os condutores, é for¸coso que se dimensionem as condutas para as topologias existentes na instala¸cão (na eventualidade de existir mais de uma, como é considerado no exemplo abordado).

No exemplo foram consideradas caracter´ısticas iguais para ambas as tipologias, facto que não é imposto pela aplica¸cão, podendo as caracter´ısticas variar se assim entender o utilizador.

4.1. EXEMPLO 1 - INSTALAC¸ ˜AO PLURI-HABITACIONAL 61

Figura 4.19 – Sec¸c˜ao dos Condutores (Entradas) [SIPE]

Figura 4.20 – Caracter´ısticas das Condutas (Entradas) [SIPE]

Condi¸c˜ao de Queda de Tens˜ao (Entradas)

Identicamente a todos os diferentes dimensionamentos para as entradas também a verifica¸cão da condi¸cão de queda de tensão suporta as topologias escolhidas pelo utilizador.

para a topologia 1 escolhida. O comprimento do circuito inserido foi de 3 metros, o mesmo valor foi utilizado para a verifica¸c˜ao da topologia 2.

Figura 4.21 – Verifica¸cão da Condi¸cão da Queda de Tensão (Entradas) [SIPE]

Conforme se afere, a instala¸cão satisfaz a condi¸cão de queda de tensão para a entrada, pois o seu valor em percentagem é inferior a 0,5%. Tem o valor de 0,293% e em volts 0,675 V.

Figura 4.22 – Condi¸c˜ao da Queda de Tens˜ao (Entradas) [SIPE]

Também a outra topologia satisfaz a condi¸cão de queda de tensão, com uma queda de 0,264%.

Circuitos de Utiliza¸c˜ao (Entradas)

Esta área da aplica¸cão possibilita que o utilizador enumere as várias habita¸cões, referindo o piso onde serão implantadas, a designa¸cão pela qual serão denominadas

4.1. EXEMPLO 1 - INSTALAC¸ ˜AO PLURI-HABITACIONAL 63

e como n˜ao poderia deixar de ser a sua topologia.

Figura 4.23 – Caracter´ısticas da Habita¸c˜ao (Entradas) [SIPE]

A aplica¸cão permite inserir tantas habita¸cões, quantas as referidas aquando do cálculo da potência de dimensionamento para a coluna. No caso deste exemplo são permitidas 10 habita¸cões (ver 4.1.1). Na figura 4.24 podem-se ver 2 habita¸cões, uma para cada topologia escolhida, com a respectiva potência a contratar e o refe- rente piso de implanta¸cão. Tudo isto dimensionado pelo utilizador, individualmente para cada habita¸cão (ver Figura 4.23).

Depois de inserida na lista poder-se-á dimensionar o quadro de entrada dessa habita¸cão. Inicialmente dimensiona-se o interruptor diferencial para o quadro, a aplica¸cão assume para o valor da corrente de servi¸co, o valor da corrente correspondente à potência do quadro (no corrente exemplo o valor assumido é 30A, topologia 1, para a topologia 2 o processo é idêntico, só os valores diferem). O valor da corrente diferencial-residual é também automaticamente assumido pela aplica¸cão recorrendo

ao valor da resistˆencia terra previamente inserido (230Ω), noexemploestevalordecorrente´ede100mA.

Figura 4.25 – Dimensionamento do Interruptor Diferencial (Entradas) [SIPE]

Após a escolha do dispositivo de proteçcão ”principal”do quadro de entrada é requerido ao utilizador que escolha os receptores ou circuitos que constarão no referido quadro. O utilizador apenas terá de escolher o tipo de circuito e a designa¸cão pre- tendida. O dimensionamento das proteçcões (disjuntores) e a seçcão dos condutores fica a cargo da aplica¸cão. Na Figura 4.26 observa-se a introdu¸cão de um circuito de tomadas, com a designa¸cão Tomadas 1, a introdu¸cão de todos os poss´ıveis circuitos processa-se da mesma forma.

Posteriormente à introdu¸cão de todos os circuitos e equipamentos pretendidos, a aplica¸cão apresenta uma representa¸cão em árvore do quadro de entrada. Esta apresenta¸cão pretende oferecer ao utilizador uma visão geral da configura¸cão do quadro, assim como as caracter´ısticas de todos os seus componentes.

Na Figura 4.27 apresenta-se a forma como os quadros de entrada de cada habita¸cão são apresentados ao utilizador da aplica¸cão. Observa-se que na coluna do lado esquerdo é apresentada a estrutura do quadro, e na coluna do lado direito as caracter´ısticas dos circuitos ou aparelhos que constam no quadro.

4.1. EXEMPLO 1 - INSTALAC¸ ˜AO PLURI-HABITACIONAL 65

Figura 4.26 – Introdu¸c˜ao de um Novo Circuito (Entradas) [SIPE]

Figura 4.27 – Circuitos de Utiliza¸c˜ao (Entradas) [SIPE]

4.1.5 Com´ercio/Servi¸cos

Nova Loja

O processo de dimensionamento (usado pela aplica¸cão) de um quadro de uma loja é em muito semelhante ao de uma habita¸cão. Para tal é necessário introduzir a designa¸cão escolhida para a loja, o piso, o tipo de actividade e a sua área. Para o exemplo a ser descrito vão ser tomados os dados já descritos na subseçcão 4.1.1. Depois da introdu¸cão dos dados supracitados (Figura 4.28) são dimensionados os circuitos que estarão inseridos no quadro da loja. Para o efeito o utilizador escolhe os circuitos desejados, a aplica¸cão determinará os valores padrão para as seçcões de condutores e proteçcões. A apresenta¸cão é do quadro é executada da mesma forma

da retratada para os quadros de entrada das habita¸c˜oes, ou seja, na coluna do lado esquerdo afigura-se um esquema geral do quadro e na coluna direita as especifica¸c˜oes da aparelhagem que constituem o quadro (Figura 4.29).

Figura 4.28 – Nova Loja [SIPE]

Figura 4.29 – Circuitos de Utiliza¸c˜ao (Com´ercio/Servi¸cos) [SIPE]

Para finalizar o dimensionamento de um quadro de uma loja a aplica¸cão pondera as necessidades de potência desse quadro, através de todos os receptores e circuitos escolhidos e apresenta o valor de potência a contratar. Também é apresentada uma lista com as particularidades de todas as lojas existentes na instala¸cão.

4.2. EXEMPLO 2 - IND ´USTRIA 67

Figura 4.30 – Descri¸c˜ao das Lojas (Com´ercio/Servi¸cos) [SIPE]

4.2 Exemplo 2 - Ind´ustria

O projecto de uma instala¸cão eléctrica industrial oferece a possibilidade ao utilizador do dimensionamento do quadro geral da instala¸cão através do dimensionamento de cada um dos quadros parciais e finais que compõem a instala¸cão. O projecto é complementado com o dimensionamento dos condutores, proteçcões e verifica¸cão da queda de tensão para os receptores de todos os quadros implementados.

4.2.1 Exemplo

O quadro geral da instala¸cão industrial a dimensionar será constitu´ıdo por dois quadros parciais (QP1 e QP2) e um quadro terminal (QT1), sendo que este está ligado ao quadro parcial QP1.

Para determinar a potência a contratar assim como a corrente de servi¸co geral da instala¸cão, foi usado como factor de evolu¸cão das cargas o valor de 1,15 (ou seja, 15%), e um factor de potência de 0,9. O factor de evolu¸cão das cargas corresponde à capacidade que a instala¸cão terá para ver a sua potência instalada ampliada, com o factor introduzido admite-se que a instala¸cão possa suportar um aumento dos requisitos de potência em 15% (se apenas se pretender contratar a potência para as exigências de potências dimensionadas este factor teria o valor zero).

Novo Quadro

Para o exemplo será abordado o dimensionamento do quadro parcial 2 (QP2), sendo o processo é semelhante para todos os outros. O utilizador come¸ca o processo por introduzir a designa¸cão para o quadro (QP2 para este caso), escolhe o tipo de quadro de entre as hipóteses permitidas pela aplica¸cão (parcial, terminal e geral), segue-se o factor de utiliza¸cão do quadro e por fim o comprimento (distância deste para o quadro geral).

Figura 4.31 – Novo Quadro El´ectrico (Ind´ustria) [SIPE]

Posteriormente procede-se à escolha dos receptores ou circuitos que constituirão o quadro. A apresenta¸cão dos circuitos no quadro é efectuada da mesma forma que nos quadros previamente referidos na seçcão anterior, por duas colunas, em que uma esbo¸ca a configura¸cão do quadro e a outra enuncia os equipamentos e as respectivas caracter´ısticas.

Este quadro terá 4 circuitos, 1 circuito de tomadas (com uma potência a instalar de 22,17 kW), 1 circuito de ilumina¸cão (com uma potência a instalar de 0,25 kW), e 2 máquinas com a designa¸cão de Motor 1 (com uma potência a instalar de 1,88 kW) e de Máquina (com uma potência a instalar de 2,25 kW). Os circuitos que contêm máquinas são dimensionados de acordo com a sua potência útil, rendimento e factor de potência (Figura 4.33).

O QP2 apresenta então uma potência de 23,89 kW. Juntamente com as potências dos restantes quadros que constituem a instala¸cão (QP1 e QT1, com potências a instalar de 51,15 kW e 6,75 kW respectivamente) obtém-se o valor da potência a contratar, bem como da corrente geral da instala¸cão. O valor a contratar para o quadro geral no exemplo será de 95,89 kVA, com uma corrente de servi¸co geral de 138,4 A (Figura 4.34).

4.2. EXEMPLO 2 - IND ´USTRIA 69

Figura 4.32 – Quadro e seus receptores [SIPE]

Figura 4.33 – M´aquina (Ind´ustria) [SIPE]

Condutores

Para o cálculo das seçcões dos condutores de cada um dos quadros existentes procede- se da mesma forma já exaustivamente explicada em seçcões anteriores. É requerido ao utilizador que escolha o método de referência, o tipo de condutores (ou cabos) que pretende e a seçcão é dimensionada com a utiliza¸cão do valor da corrente de servi¸co do quadro em causa.

Para o quadro QP1 que apresenta uma corrente de servi¸co de 73,8 A, foi escolhido o método de referência E, condutores H07VV-K. Obteve-se uma seçcão para os condutores de 16 mm2_.

O quadro QP2 conta com uma corrente de servi¸co de 34,5 A, tendo sido para tal escolhido o método de referência C, condutores H07VV-H, obtendo-se uma seçcão

Figura 4.34 – Quadros de Potˆencia (Ind´ustria) [SIPE]

para os condutores de 6 mm2_.

No quadro QT1 tem-se uma corrente de servi¸co de 9,7 A. Escolheu-se o método de referência C, com condutores H07VV-K, obtendo-se uma seçcão para os condutores de 6 mm2_.

Por fim para o quadro geral da instala¸cão para uma corrente de servi¸co geral de 138,4 A, com o método de referência E, foi calculado para o valor da seçcão dos seus condutores H07VV-R 70 mm2 _{(fase) e 35 mm}2 _{(neutro e terra de proteçcão).}

Condi¸c˜ao de Queda de Tens˜ao

Na verifica¸cão da condi¸cão queda de tensão para as instala¸cões industriais, analisam- se todos os circuitos de todos os quadros (sendo que os quadros também estão inclu´ıdos). Esta é uma opera¸cão totalmente transparente ao utilizador, onde não é requerido nenhuma introdu¸cão de dados por parte deste. Apenas terão de ser respei- tadas as condi¸cões impostas pela Figura 2.9, na aplica¸cão das expressões referidas na Figura 2.10.

No exemplo será mostrada em pormenor a verifica¸cão da condi¸cão queda de tensão para o quadro QP2 (Figura 4.36), onde todos os circuitos finais cumprem o supra- mencionado, inclusivamente o quadro propriamente dito. Este quadro apresenta uma queda de tensão de 0,323%.

Os quadros restantes satisfazem igualmente a condi¸cão, o QP1 tem uma queda de 0,13%, o QT1 apresenta uma queda de 0,082%. Assim como os circuitos finais destes quadros satisfazem todos a condi¸cão de queda de tensão (Figura 4.37).

4.2. EXEMPLO 2 - IND ´USTRIA 71

Figura 4.35 – Dimensionamento dos Condutores (Ind´ustria) [SIPE]

Figura 4.36 – Queda de Tens˜ao dos Circuitos de QP2 (Ind´ustria) [SIPE]

Protec¸c˜oes

Analogamente ao que sucede na verifica¸cão da condi¸cão de queda de tensão, o dimensionamento dos aparelhos de proteçcão dos quadros é feito de forma transparente

Figura 4.37 – Quedas de Tens˜ao (Ind´ustria) [SIPE]

para o utilizador. Ao utilizador é apenas requerido que seleccione o quadro em que pretende que as proteçcões sejam dimensionadas. Não sucedeu neste exemplo, mas se a seçcão dimensionada para um qualquer quadro não satisfa¸ca as condi¸cões (2.11) e (2.12), a aplica¸cão emite uma mensagem de alerta para que o utilizador possa corrigir o problema, optando pela seçcão seguinte dos condutores ou escolhendo um método de referência diferente.

No documento SIPE -Sistema Informático para o Projecto Eléctrico (páginas 71-100)