3.2 Instala¸c˜oes Colectivas
3.2.5 Protec¸c˜oes
O c´alculo do CALIBRE do fus´ıvel de protec¸c˜ao da Coluna ´e executado em trˆes passos. No primeiro passo obt´em-se o valor para o limite t´ermico do cabo. Esta opera¸c˜ao ´e feita atrav´es da multiplica¸c˜ao do valor da corrente admiss´ıvel do condutor pelo valor 1,45.
m it = m iz * 1.45 (3.11)
No segundo passo ´e encontrado o valor da corrente convencional de funcionamento (I2) atrav´es da busca na tabela (FUSIVEL) contida na base de dados para os fus´ıveis
gG, do valor de I2 mais pr´oximo do valor limite t´ermico.
SQL = ”SELECT * ” + ”FROM FUSIVEL ”
3.2. INSTALAC¸ ˜OES COLECTIVAS 37
()
For n = 0 To 24
If (m it > m coluna i2(n)) And (m it < m coluna i2(n + 1)) Then aux = m it - m coluna i2(n)
aux1 = m coluna i2(n + 1) - m it a(0) = aux
a(1) = aux1 a.Sort(a)
If a(0) = aux Then m i2 = m coluna i2(n) If (m i2 <= m it) Then txtCCF.Text = m i2.ToString CheckBox2.Checked = True Return Else m i2 = m coluna i2(n - 1) txtCCF.Text = m i2.ToString CheckBox2.Checked = True Return End If Else
If a(0) = aux1 Then
m i2 = m coluna i2(n + 1) If (m i2 <= m it) Then txtCCF.Text = m i2.ToString CheckBox2.Checked = True Return Else m i2 = m coluna i2(n) txtCCF.Text = m i2.ToString
CheckBox2.Checked = True Return End If End If End If End If Next (3.12)
Para se determinar o valor de I2 utiliza-se uma opera¸c˜ao recursiva atrav´es do ciclo
For e no seu interior v´arios ciclos If-Then-Else encadeados. O m´etodo guarda em um vector m coluna i2 todos os valores contidos na tabela para I2 e seguidamente
vai efectuando uma compara¸c˜ao entre o valor actual e o seu seguinte para constatar qual dos dois ´e o mais pr´oximo do valor limite t´ermico. Obtendo-se o valor mais pr´oximo do valor limite t´ermico tem-se o valor de I2.
Por fim e para finalizar o c´alculo do CALIBRE do fus´ıvel resta apenas encontrar o valor correspondente da corrente estipulada do fus´ıvel `a corrente convencional de funcionamento, com uma simples query SQL aplicada `a tabela de fus´ıveis da base de dados.
SQL = ”SELECT * ” + ”FROM FUSIVEL ” + ”WHERE (I2=?)”(3.13)
Evidentemente que depois de se determinar o valor de IN (corrente convencional de funcionamento) s˜ao testadas as condi¸c˜oes [2.11] e [2.12], que ao n˜ao se verificarem obrigam o utilizador a escolher outros valores para as sec¸c˜oes dos condutores. Corte Geral
O dispositivo de corte geral tem de oferecer um corte simultˆaneo em todos os con- dutores activos, ou seja, tem de ser tetrapolar, logo a aplica¸c˜ao apenas prevˆe este tipo de interruptores para o dispositivo de corte geral. Tem que possuir ainda uma corrente estipulada In maior que a corrente de servi¸co IB prevista para a coluna. A aplica¸c˜ao para obter este valor realiza uma busca na base de dados (atrav´es de uma query SQL) e determina qual o interruptor tetrapolar que satisfaz as condi¸c˜oes enumeradas com recurso a um ciclo If-Then-Else inserido num ciclo For. O ciclo For serve para recursivamente se ir avan¸cando para o interruptor seguinte, enquanto o ciclo If-Then-Else realiza a compara¸c˜ao entre os valores de In e IB.
3.2. INSTALAC¸ ˜OES COLECTIVAS 39
+ ”FROM TETRAPOLAR” ()
For n = 0 To dv1.Count - 1
If (m corrente < m tetra(n)) Then txtTetra.Text = m tetra(n).ToString protec corte tetra = txtTetra.Text Return
End If Next (3.14)
Condi¸c˜ao da Queda de Tens˜ao
O c´alculo da condi¸c˜ao de queda de tens˜ao resulta da aplica¸c˜ao das express˜oes ex- postas na figura 2.10, ou seja, para cada tipo de utiliza¸c˜ao usa-se a sua express˜ao correspondente.
A aplica¸c˜ao inicia o c´alculo desta condi¸c˜ao solicitando ao utilizador o valor do com- primento do circuito em quest˜ao. Este valor ser´a armazenado na vari´avel comprim. comprim = CType(txtLColuna.Text, Double) (3.15)
Seguidamente todas as outras vari´aveis necess´arias ao c´alculo s˜ao igualmente ar- mazenadas. As grandezas fundamentais ao c´alculo s˜ao ent˜ao a corrente de servi¸co, a sec¸c˜ao do condutor, a resistividade dos condutores (adopta valores diferentes se a alma ´e de cobre ou de alum´ınio) e a tens˜ao (que difere entre 230 V e 400 V, dependendo se o circuito ´e monof´asico ou trif´asico) respectivamente.
cs = CType(srvc Corr serv, Double) secc = CType(srvc sec fase, Single) If scb cabo mat = ”Alum´ınio”Then resist = 0.036 txtResist.Text = resist.ToString Else resist = 0.0225 txtResist.Text = resist.ToString End If ()
txtTensao.Text = ”400” tensao = 400
()
If RadioButton2.Checked = True Then txtTensao.Text = ”230”
tensao = 230 (3.16)
Ap´os todas as grandezas obterem um valor procede-se ao c´alculo propriamente dito, a aplica¸c˜ao da express˜ao correcta a cada caso particular.
aux = cs * resist * comprim aux1 = secc * 1
aux4 = aux / aux1
txtU.Text = aux4.ToString queda = (100 * aux4) / tensao queda = Round(queda, 3)
txtQueda.Text = queda.ToString If queda <= 1 Then
If protec verif queda ent flag = True Then
Protec utilizacao verif queda tensao ent = queda.ToString End If
If protec verif queda ent flag1 = True Then
Protec utilizacao verif queda tensao ent1 = queda.ToString End If
chkQuedaAdm.Checked = True
m queda percentagem = queda.ToString Else () (3.17)
O extracto de c´odigo apresentado mostra como ´e feito o c´alculo da condi¸c˜ao de queda de tens˜ao na coluna. Nas primeiras quatro linhas obt´em o valor da queda de tens˜ao em volts, e na quinta e sexta linhas o valor em percentagem da queda de tens˜ao. Atrav´es do primeiro ciclo If-Then-Else ´e executada a verifica¸c˜ao para a queda m´axima admiss´ıvel, neste caso ser´a de 1% (assim como para o quadro de servi¸cos comuns), mas para as entradas o valor m´aximo admiss´ıvel ´e de 0,5%.
3.3. SERVIC¸ OS COMUNS 41
Escolha das Caixas do Quadro Coluna
O procedimento para a escolha das caixas que constituem o quadro de coluna permite ao utilizador uma liberdade total de op¸c˜ao. Depois de se escolher o tipo de caixa a seleccionar a aplica¸c˜ao faz uma busca pela base de dados e apresenta todas as caixas dispon´ıveis (apesar de recomendar uma op¸c˜ao de caixa).
SQL = ”SELECT * ”
+ ”FROM ”+ m tabela + (3.18)
onde a vari´avel m tabela indica a tabela da caixa que se pretende seleccionar. Para o utilizador escolher a caixa que pretende bastar-lhe-´a clicar na sua preferˆencia, seguidamente a aplica¸c˜ao localiza a caixa na base de dados, finalizando assim a escolha.
SQL = ”SELECT * ” + ”FROM ”+ m tabela + + ”WHERE Tipo=?”(3.19)
3.3
Servi¸cos Comuns
A aplica¸c˜ao permite o c´alculo e dimensionamento de todos os constituintes relacio- nados ao quadro de servi¸cos comuns (condutores, condutas, aparelhos de protec¸c˜ao, etc.), muitas dessas opera¸c˜oes s˜ao semelhantes, se n˜ao mesmo iguais `as descritas anteriormente neste Cap´ıtulo 3, pelo que n˜ao ser˜ao expostas, pois seria uma re- dundˆancia desnecess´aria.
Assim para os servi¸cos comuns apenas ser˜ao descritos os m´etodos utilizados para a determina¸c˜ao da potˆencia de alimenta¸c˜ao e potˆencia a contratar para o quadro dos servi¸cos comuns.
3.3.1
Potˆencia de Dimensionamento
Ao contr´ario do que se verifica com a potˆencia de dimensionamento da coluna (em que se usa as potˆencias dos v´arios ”apartamentos”), a potˆencia calculada para o qua- dro dos servi¸cos comuns reflecte os servi¸cos que o edif´ıcio contempla, ou seja, ”as ins- tala¸c˜oes el´ectricas (de utiliza¸c˜ao) das zonas comuns do edif´ıcio”[RTIEBT, 803.6.1]. A aplica¸c˜ao suporta como servi¸cos comuns a ilumina¸c˜ao, ventila¸c˜ao mecˆanica, gara- gem colectiva, aquecimento el´ectrico e ascensores. Ao utilizador, basta escolher os servi¸cos que o pr´edio ter´a e inserir as respectivas potˆencias para cada servi¸co (em kVA).
Dimensionamento de um Receptor Motor
No caso de o servi¸co ter como receptor um motor el´ectrico em que a potˆencia em kVA n˜ao ´e conhecida, em que se tem apenas acesso `as informa¸c˜oes contidas na chapa desse referido motor (e a utiliza¸c˜ao que este ter´a), a aplica¸c˜ao permite o dimensionamento atrav´es da inser¸c˜ao dos referidos dados, ou seja, o rendimento do motor (η), o factor de potˆencia (cos φ), o factor de utiliza¸c˜ao do motor (ku) e como n˜ao poderia deixar de ser a potˆencia ´util desse mesmo motor (Pu). Esse dimensionamento permite a inser¸c˜ao de dados de potˆencia ´util em cavalos ou watts.
If cbPE.Text = ”CV”Then potencia e = potencia e * 735 m potKW = potencia e End If If cbPE.Text = ”kW”Then potencia e = potencia e * 1000 End If aux = potencia e * ku m futil = ku m potKW = aux
aux1 = rendimento * factpot pot aparente = aux / aux1
pot aparente = Math.Round(pot aparente / 1000, 2) txtPotApa.Text = pot aparente.ToString
(3.20)
Atrav´es dos dois ciclos If-Then-Else a potˆencia ´util do motor ´e convertida em VA, somente um ciclo ´e usado de acordo com a unidade da potˆencia introduzida. O c´odigo subsequente efectua o c´alculo necess´ario para o valor da potˆencia aparente a ser instalada para o motor. As grandezas envolvidas s˜ao o factor de utiliza¸c˜ao (ku), o rendimento do motor (rendimento) e o factor de potˆencia (factpot).
Potˆencia a Contratar
A potˆencia a contratar ´e calculada em duas etapas, na primeira ´e determinada a potˆencia de alimenta¸c˜ao. Esta potˆencia nada mais ´e que a soma das potˆencias de todos os servi¸cos requeridos, multiplicados previamente pelos seus respectivos factores de simultaneidade.
3.4. ENTRADAS 43
aux = m ilum * m ilumF aux1 = m VM * m VMF aux2 = m GC * m GCF aux3 = m AE * m AEF aux4 = m asc * m ascF
m resul = aux + aux1 + aux2 + aux3 + aux4 (3.21)
Na segunda etapa faz-se uma pesquisa na base de dados, mais concretamente na tabela das potˆencias contrat´aveis, obtendo-se assim o valor da potˆencia a contratar, ou por outras palavras o valor da potˆencia contrat´avel para o quadro dos servi¸cos comuns imediatamente a seguir ao valor da potˆencia de alimenta¸c˜ao calculada. SQL = ”SELECT * ”
+ ”FROM POTHAB” ()
For n = 0 To dv1.Count - 1
aux = CType(dv1(n)(”PTH POT MIN”), Single) If (m corrente < aux) Then
txtPotContratar.Text = aux.ToString Return
End If Next (3.22)
3.4
Entradas
Analogamente ao descrito para os servi¸cos comuns tamb´em para as entradas unica- mente ser˜ao descritos os processos que diferem dos j´a anteriormente referidos.
3.4.1
Circuito de Utiliza¸c˜ao
Para os circuitos de utiliza¸c˜ao a aplica¸c˜ao oferece ao utilizador a possibilidade de dimensionar o quadro de entrada da habita¸c˜ao.
O dimensionamento consagra o c´alculo dos valores dos aparelhos de protec¸c˜ao pre- sentes no quadro, assim como o dimensionamento dos circuitos finais.
Interruptor Diferencial e Disjuntor Diferencial
O dimensionamento destes aparelhos assenta em trˆes factores: a corrente de servi¸co para o quadro/circuito, a sensibilidade (corrente diferencial-residual estipulada), e o valor propriamente dito da corrente estipulada do interruptor ou disjuntor. Atrav´es da corrente de servi¸co determinada aquando do dimensionamento da coluna (quando s˜ao escolhidas as potˆencias das instala¸c˜oes [3.2.1]), ´e calculada a corrente estipulada para o interruptor, para o disjuntor a corrente estipulada ´e inserida pelo utilizador tendo em conta o respectivo circuito a proteger. A sensibilidade determina-se atrav´es do valor previamente declarado pelo utilizador da resistˆencia de terra, mantendo no entanto as restri¸c˜oes impostas pelas RTIEBT nomeadamente para os WC’s (com banhos) em que o valor da corrente diferencial residual (I4n) ter´a de ser menor ou igual a 30 mA. Inicia-se o dimensionamento com o c´alculo da corrente diferencial- residual estipulada (I∆n) i aux que consiste na divis˜ao de UL pelo valor da terra. i aux = ul aux / terra aux
i aux = CType(Round(i aux, 3), Single) (3.23)
Ap´os o c´alculo do valor exacto da corrente ´e escolhido o valor normalizado desta grandeza, mais uma vez atrav´es de uma pesquisa `a tabela referente (SENSIBILI- DADE ) na base de dados.
SQL = ”SELECT * ”
+ ”FROM SENSIBILIDADE ” + ”WHERE IN AUX”(3.24)
Atrav´es de uma opera¸c˜ao recursiva utilizando-se um ciclo For e trˆes ciclos If-Then- Else atesta-se se o valor normalizado escolhido respeita a condi¸c˜ao de selec¸c˜ao do aparelho.
For n = 0 To 11
If (i aux >= m in(n)) Then m sec = m in(n - 1) * terra aux If (m sec > ul aux) Then
m sec = m in(n) * terra aux If m sec < ul aux Then
sensib aux = m in(n).ToString Return
3.4. ENTRADAS 45
Else
If (m sec < ul aux) Then
sensib aux = m in(n - 1).ToString Return
End If End If End If Next (3.25)
O c´alculo do valor da corrente estipulada para o aparelho, executa-se de forma simples: s˜ao percorridos todos os valores que constam na tabela concernente a estes aparelhos na base de dados e aplica-se a condi¸c˜ao indicada nas regras.
For n = 0 To 11
If (CType(txtCorr.Text, Single) <= m in(n)) Then m sec = m in(n).ToString
() (3.26)
onde m in(n) ´e o valor da tabela para a corrente estipulada e txtCorr.Text o valor da corrente de servi¸co para o quadro/circuito.
Circuitos Finais ´
E no dimensionamento dos circuitos finais que o utilizador/projectista pode definir o uso a ser dado a um determinado circuito. Neste ”tomo”da aplica¸c˜ao, e de acordo com cada um dos circuitos finais escolhidos para os quadros de entrada, s˜ao dimen- sionadas as sec¸c˜oes dos condutores para os circuitos bem como valor da corrente estipulada para a protec¸c˜ao desse mesmo circuito (disjuntores).
Todos os c´alculos s˜ao feitos de forma autom´atica, bastando ao utilizador seleccionar o tipo de circuito. Ao escolher o tipo de circuito ´e feita de forma autom´atica uma pesquisa na base de dados para apresentar os valores normalizados para a sec¸c˜ao dos condutores e da corrente estipulada do disjuntor (estes valores s˜ao os indicados pelas RTIEBT como valores m´ınimos recomendados).
SQL = ”SELECT * ”
+ ”FROM CIRCUITO UTIL ” + ”WHERE CIRCUITOS=?” ()
txtProtec.Text = dv(0)(”PROTECCAO”).ToString (3.27)
3.5
Com´ercio/Servi¸cos
Esta sec¸c˜ao encontra-se apenas mencionada para respeitar a estrutura apresentada para a aplica¸c˜ao [3.1]. Todas as metodologias empregadas j´a se encontram descritas nas sec¸c˜oes precedentes. Unicamente h´a a referir que para os estabelecimentos de com´ercio ou servi¸cos a aplica¸c˜ao dimensiona os quadros de entrada de cada uma das lojas existentes no edif´ıcio.
3.6
Ind´ustria
Como foi exposto na sec¸c˜ao 3.1 a segunda grande ´area de ac¸c˜ao da aplica¸c˜ao ´e a ind´ustria, mais claramente no dimensionamento dos quadros de uma instala¸c˜ao industrial (de baixa tens˜ao). Na sua generalidade os quadros podem ser do tipo parcial ou terminal, sendo que toda a instala¸c˜ao tem o seu inicio no quadro geral, logo este tamb´em est´a englobado no dimensionamento.
3.6.1
Quadros de Potˆencia
A distribui¸c˜ao dos quadros de uma instala¸c˜ao el´ectrica ´e normalmente do tipo ra- dial, logo a aplica¸c˜ao n˜ao segue outra abordagem. Todos os quadros encontram-se a jusante do quadro geral (que est´a no ”topo”da instala¸c˜ao), a aplica¸c˜ao f´a-lo de uma forma simples. Fazendo o dimensionamento de cada quadro parcial ou termi- nal individualmente, e apenas no final efectuar o dimensionamento da potˆencia a contratar e da corrente de servi¸co geral do quadro geral da instala¸c˜ao.
Circuitos Finais
A implementa¸c˜ao do dimensionamento dos circuitos finais da ind´ustria adopta o mesmo m´etodo usado para todos os outros circuitos finais. O que o diferencia ´e o facto de os receptores n˜ao serem os mesmos dispon´ıveis para os casos previamente explanados. A ilumina¸c˜ao e as tomadas n˜ao assumem valores normalizados para os seus condutores e para as suas protec¸c˜oes, assim como os materiais e especifica¸c˜oes destes (cabos/condutores, aparelhos de protec¸c˜ao) s˜ao igualmente diferentes dos usados nos edif´ıcios de habita¸c˜ao. A aplica¸c˜ao executa c´alculos individuais para cada caso inserido pelo utilizador.
i b = CType(txtPotUni.Text, Double) m futil = txtFSimul.Text
3.6. IND ´USTRIA 47
aux6 = aux5 * i b * (Math.Sqrt(3)) * 400 aux7 = aux6 / 1000
aux7 = Round(aux7, 3) m pote = aux7.ToString (3.28)
O exemplo de c´odigo ilustra o c´alculo da potˆencia para uma tomada trif´asica (ou conjunto de tomadas, dependendo do escolhido pelo utilizador), depois da potˆencia calculada as sec¸c˜oes dos condutores e das protec¸c˜oes s˜ao efectuadas por uma pesquisa na base de dados como j´a foi referido em sec¸c˜oes anteriores.
Quadro Geral
Depois de os quadros parciais e terminais dimensionados a aplica¸c˜ao executa o di- mensionamento da potˆencia a contratar e da corrente de servi¸co geral. Este c´alculo resulta de uma aplica¸c˜ao directa da express˜ao (2.15) apresentada no cap´ıtulo 2. O c´alculo da corrente de servi¸co geral ´e consequˆencia do emprego claro das metodolo- gias j´a anteriormente apresentadas em outras sec¸c˜oes para este tipo de grandeza. ke = CType(txtEvolu.Text, Single)
ke = ke / 100 ke = ke + 1 aux = ke
aux = potencia total * aux aux2 = aux / cos
aux2 = Round(aux2, 3) indu pot = aux2.ToString txtPotCont.Text = indu pot
potencia = CType(indu pot, Double) * 1000 (3.29)
4
Exemplos
Neste cap´ıtulo ser˜ao dados dois exemplos de utiliza¸c˜ao da aplica¸c˜ao inform´atica SIPE, um exemplo para cada das valˆencias da aplica¸c˜ao. Um para um projecto de uma instala¸c˜ao predial, outro para uma instala¸c˜ao industrial.
Figura 4.1 – Dimensionamento da Potˆencia (coluna) [SIPE]
4.1
Exemplo 1 - Instala¸c˜ao Pluri-Habitacional
O exemplo do projecto da instala¸c˜ao el´ectrica ter´a com objecto um edif´ıcio multi- habitacional, que para al´em das ´obvias habita¸c˜oes ter´a ainda estabelecimentos de com´ercio/servi¸cos.