Dimensionamento de Condutores – Rede Primária

Os condutores da rede primária são compostos por um circuito primário, operando em tensão de 13,8kV, constituído por condutores unipolares (3 fases) de alumínio com isolação XLPE, blindados com cobertura em PVC, com classe de tensão 8,7/15kV.

Para o dimensionamento dos condutores da rede primária, utilizou-se a potência total dos transformadores projetados, de forma a proporcionar uma folga para o atendimento de futuras cargas superiores às previstas em projeto.

A potência total é composta pela soma de um transformador de 150kVA e quatro de 300kVA, obtendo-se 1350kVA.

Assim, a corrente do circuito primário (trifásico) pode ser obtida a partir da Equação (2): 𝐼𝑐 = 𝑆 √3 × 𝑉 (2) Onde:

𝐼𝑐 – Corrente do circuito (A)

𝑆- Potência (kVA) 𝑉- Tensão de linha (V)

𝐼_𝑐 = 1350000 √3 × 13800 𝐼_𝑐 = 56,48𝐴

Com o auxílio do Quadro 10 deste trabalho, conclui-se que, para a classe de tensão 8,7/15kV, com um circuito trifásico instalado em trifólio em um único duto e com condutor de alumínio, a utilização de condutor de 50mm².

Além do dimensionamento, segundo a capacidade de condução de corrente, é necessário o cálculo da queda de tensão através do Quadro 36, de modo a validar se a queda

não ultrapassa os valores máximos estipulados pela concessionária, que, no caso da CELESC D, é de 2%, entre o ponto de derivação da rede aérea até o ponto de utilização (transformadores).

Quadro 36 – Cálculo de Queda de Tensão Rede Primária – CELESC D

Fonte: Os Autores, 2018.

Para empreendimento com mais de um transformador, obtém-se a queda de tensão final do circuito fazendo um somatório das quedas de tensões em cada trecho do circuito, sendo que os valores, referentes ao comprimento do circuito, são obtidos através do croqui da Figura 50, retirados do projeto para simplificar o entendimento. Para os cálculos, os trechos devem ser representados em quilômetros, onde o primeiro trecho corresponde à distância entre o poste de transição e o transformador 1, a segunda distância refere-se ao trecho entre o transformador 1 e o transformador 2, a terceira distância refere-se ao trecho entre o transformador 1 a o transformador 5.

Figura 50 – Croqui Rede Primária – CELESC D

Fonte: Os Autores, 2018.

Para obter o valor do coeficiente de queda de tensão dos condutores, utiliza-se a Quadro 37Erro! Fonte de referência não encontrada., considerando a bitola definida para o condutor pelo método de capacidade de condução de corrente, instalação em trifólio, com fator de potência médio da carga foi considerado de 0,95, obtêm-se %/(𝑀𝑉𝐴𝑥𝐾𝑚) = 0,428.

Quadro 37 – Parâmetros Elétricos dos Condutores de Média Tensão para Condutos em Trifólio – CELESC D

Fonte: NE-147E, 2017.

A queda de tensão corresponde a uma queda de 0,26%, fica abaixo dos 2% exigidos pela CELESC D. Assim, o condutor a ser utilizado no circuito permanece o de 50mm² de alumínio e com isolação em XLPE, conforme dimensionado pelo método de capacidade de condução de corrente.

O condutor de proteção utilizado foi de cobre, com isolação de PVC, na cor verde, classe de tensão 750V e com seção de 35mm², este, instalado em duto exclusivo, conectado à malha de aterramento de cada caixa em seu trajeto.

3.1.5 Dimensionamento de Condutores – Rede Secundária

Os circuitos da rede secundária são radiais, compostos por 4 condutores, sendo 3 fases e 1 neutro, de alumínio, com classe de tensão 0,6/1,0kV, classe 2, conforme E-3130079, isolação XLPE, instalados em duto exclusivo.

Para conexão do ramal de entrada dos consumidores, foram previstas, nas caixas de passagem, instalações de BMIs de 4 saídas. Para conexão entre BMI e o tronco foram utilizados conectores do tipo H e manta termo contrátil para recomposição da isolação do condutor.

Através da demanda estimada para cada transformador, foram feitas divisões de circuitos para atendimento dos lotes e determinação dos condutores, respeitando os valores de capacidade de condução de corrente e queda de tensão estipulados pela concessionária.

Os condutores são dimensionados inicialmente de acordo com sua capacidade de condução de corrente. Por exemplo, para o circuito C1 do transformador 1, temos nove terrenos com área dos lotes compreendida na faixa de 530 a 741 metros quadrados, cada um com uma demanda de 7kVA, com auxílio do Quadro 3, desse trabalho, gerando uma potência total de 63kVA, sendo considerado fator de potência unitário. Após a obtenção da potência, utiliza-se a Equação (2) para o cálculo da corrente:

𝐼_𝑐 = 𝑆 √3 × 𝑉

𝐼_𝑐 = 63000 √3 × 380 𝐼_𝑐 = 95,83𝐴

Com o auxílio do Quadro 13 deste trabalho, verifica-se que, para uma corrente de 95,83A e, quando utilizado condutor de alumínio, sua seção deve ser de 120mm².

Além deste dimensionamento, faz-se necessário o cálculo da queda de tensão através do Quadro 38, de forma a verificar, se o condutor especificado inicialmente não irá proporcionar ultrapassar do valor máximo de queda estabelecido pela concessionária que, no caso da CELESC D, é de 3% entre a saída do transformador e o ponto de entrega.

Quadro 38 – Cálculo de Queda de Tensão Rede Secundária – CELESC D

Fonte: Os Autores, 2018.

Os valores referentes ao comprimento do circuito são obtidos através do croqui da Figura 51, onde estes foram retirados do projeto apenas para simplificar o entendimento. O primeiro trecho corresponde à distância entre o transformador e o ponto de entrega, esse representado pela letra F, sendo este último caracterizado pelos barramentos modulares isolados localizados nas caixas de passagem. Porém, em caso de ramificação do circuito, este deverá ser considerado como um ponto.

Figura 51 – Croqui Circuito C1 Rede Secundária – CELESC D

Fonte: Os Autores, 2018.

Para obter o valor do coeficiente de queda de tensão dos condutores, utiliza-se o Quadro 39, considerando a bitola definida para o condutor pelo método de capacidade de condução de corrente, instalação em trifólio, com fator de potência médio da carga foi considerado de 0,95, obtêm-se %/(𝑀𝑉𝐴𝑥𝐾𝑚) = 0,022.

Como o condutor escolhido tanto pelo método de capacidade de condução de corrente quanto pela queda de tensão é o mesmo, o condutor a ser utilizado no circuito permanece sendo o de 120mm² de alumínio.

Quadro 39 – Parâmetros dos Condutores de Baixa Tensão para Condutores em Trifólio – CELESC D

Fonte: NE-147E, 2017.

Para o circuito C1, temos uma queda de tensão de 5,99V, que corresponde a 1,58%, ficando abaixo do valor máximo de queda de tensão estabelecido pela CELESC D.

A partir do método descrito anteriormente, foram efetuados os cálculos, conforme consta no anexo A, para os demais circuitos do transformador 1 e dos transformadores 2, 3, 4 e 5, conforme apresentado no Quadro 40.

Quadro 40 – Dimensionamento de Circuitos – Rede Secundária – CELESC D

Fonte: Os Autores, 2018.