UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA E BIOMÉDICA INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS EDSON ORTIZ DE MATOS PROJETO.

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ

FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA E BIOMÉDICA INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS

EDSON ORTIZ DE MATOS

PROJETO

Belém – Pará 2021

Trabalho Final de Instalações Elétricas Industriais

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Uma indústria, de pequeno porte, contém 15 motores de 10 CV alimentados pelo CCM1, 7 motores de 30 CV e 5 motores de 50 CV alimentados pelo CCM2. O QDL, responsável pela iluminação da indústria, alimenta 120 lâmpadas fluorescentes de 40 W e 38 incandescentes de 100 W. Todas as cargas são alimentadas pelo QGBT que é suprido pelo transformador da subestação.

1. Determinar as demandas dos quadros e a potência do transformador da subestação;

1.1 - CCM1 - Esse quadro alimenta 15 motores de 10 CV, para cálculo de demanda é utilizada a Tabela 9 (Determinação da demanda em função da quantidade de motores trifásicos) da norma NT001.

Para os 10 primeiros motores de 10 CV a demanda é 48,47 kVA Para os 5 restantes 31,16 kVA

Demanda total (kVA) = 31,16+48,47 = 79,63 Demanda total (kW) = 79,63 * 0,87 = 69,2 kW FD = 69,2/(15*10*0,736) = 0,63 = 63%

OBS: Como a Tabela 9 só apresenta fator de demanda até 10 motores optou-se por realizar o cálculo fracionário, primeiramente para os 10 primeiros e depois para os 5 restantes.

1.2 - CCM2 - Neste quadro existem 7 motores de 30 CV e 5 motores de 50 CV

Para os motores de 30 CV a demanda é 100,72 kVA Para os motores de 50 CV a demanda é 131,57 kVA S = 100,72+131,57 = 232,29 kVA

P = 232,29 * 0,87 = 202,0923 kW

FD30CV = (100,72 * 0,87)/(7*30*0,736) = 0,57 = 57%

FD50CV = (185,832 * 0,87)/(5*50*0,736) = 0,88 = 88%

FDtotal 202,0923 / (7*30*0,736 + 5*50*0,736) = 0,60 = 60%

1.3 - QDL - Neste quadro neste quadro constam 120 lâmpadas fluorescentes de 40 W e 38 incandescentes de 100 W.

Para as 120 lâmpadas fluorescentes e incandescentes considera-se o fator de demanda 100%

2. Apresentar e preencher o Modelo do Memorial Técnico Descritivo da Subestação Transformadora, de acordo com a norma de fornecimento de energia elétrica em média tensão da concessionária de energia local;

Anexo 1 NT002- Cáculo da Demanda SE abrigada

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3. Comprimentos dos alimentadores até os quadros:

1. CCM1 até o QGBT, 30 metros;

2. CCM2 até o QGBT, 40 metros;

3. QDL até o QGBT, 20 metros;

4. Da saída da baixa tensão do transformador até o QGBT, 8 metros

4 . Determinar a secção circular dos alimentadores e eletrodutos, e ou, canaletas;

Método de Instalação B1, Cabos terminais e QGBT até os quadros de Isolação PVC, Cabos de Baixa tensão na saída do transformador XPLE, Tabelas 36 e 37 da NBR 5410

Alimentador CCM1

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In=PDemandada/(raiz(3)*220*FP) In=62200/(1,73*220*0,87) In=204,29A

In’=204,29/0,7 In’=291,85A

Secção Nominal 185 mm2 Motor de 10 CV

In = P/(raiz(3)*220*FP*N) = 10*736/(1,73*220*0,87*0,86) In = 25,85A

In’= 25,85/0,45 = 57,44 Secção Nominal 16 mm2 Alimentador CCM2

In=PDemandada/(raiz(3)*220*FP) In= 202092,3/(raiz(3)*220*0,87) In=609,6A

In’=609,6/0,7 In’=870,9A

Secção Nominal 800 mm2 Motor de 30 CV

In = P/(raiz(3)*220*FP*N) = 30*736/(1,73*220*0,87*0,86) In =77,6A

In’=77,6/0,54 = 143,7 Secção Nominal 70 mm2 Motor de 50 CV

In = P/(raiz(3)*220*FP*N) = 50*736/(1,73*220*0,87*0,86) In =129,23A

In’=129,23/0,6 = 215,39 Secção Nominal 120 mm2 Alimentador QDL

In=PDemandada/(raiz(3)*220*FP) In=10800/(1,73*220*1)

In=28,35A In=28,35/0,7 In’=40,5A

Secção Nominal 120 mm2

Eletrocalha Dos Alimentadores dos Quadros CCM1, CCM2, QDL Seção total dos condutores = 5*185+5*800+5*120 = 5525 mm2 Leitos para cabos de 150x1000x6000mm

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Lâmpadas Fluorescentes

Optou-se por dividir as lâmpadas fluorescentes em 4 circuitos de 1200W, cada circuito ficou então com 30 lâmpadas

In = P/127 = 1200/127 = 9,45A In’ = 9,45/0,65 = 14,54

Secção Nominal 1,5 mm2 Lâmpadas incandescentes

Optou-se por dividir as lâmpadas incandescentes em 4 circuitos, 2 circuitos com 9 lâmpadas e 2 circuitos com 10 lâmpadas

In = P/127 = (10*100)/127 = 7,88A In’ = 7,88/0,65 = 12,13

Secção Nominal 1,5 mm2

In = P/127 = (9*100)/127 = 7,09A In’ = 7,09/0,65 = 10,9A

Secção Nominal 1,5 mm2 QGBT

In=Sdemandada/(raiz(3)*220) In=(380600)/(raiz(3)*220) In=998,82A

Secção Nominal 800 mm2

5. O nível de curto nos barramentos dos quadros de cargas (QGBT, CCM1, CCM2 e QDL);

Nível de curto no barramento do QGBT Dados

Transformador: S=500 KVA, 13,8kV/220V, Z%=5% (pior caso para transformadores de transmissão), Pw= 6.400 W (Perda total média para transformadores de 500kVA).

Cabos: 800mm2/fase, comprimento de 8m, R=0,0292mΩ/m, X=0,1042mΩ/m Z=Z%*(Vn^2)/(Snx100)=5*(220^2)/(500*100) = 4,84mΩ

R%= Pw/(10xSn)=6400/(10*500)=1,28%

R=R%*(Vn^2)/(Snx100)=1,28*(220^2)/(500*100)=1,24mΩ X=Raiz(Z^2-R^2)=Raiz(4,84^2+13,5^2)=14,35=mΩ

Rc=RxL=0,0292*8=0,2336mΩ Xc=X*L=0,1042*8=0,8336mΩ Req=1,24+0,2336=1,4736mΩ

(6)

Xeq=14,35+0,8336=15,1833mΩ

Zeq=1,4736+j15,1833 mΩ =15,2446 <84,4565°

Cálculos das correntes

-Ics

Ics=Vn/raiz(3)*Z = 220/raiz(3)*15,2446 = 7,58kA

-Ica

Ct = X/(377*R) = 15,2446/(377*1,4736*0,001)=2,75ms t=4,16ms

Fa=Raiz(1+2*e^(-2t/Ct))=Raiz(1+2*e^(-2*4,16/2,75))=1,0474 Ica= Fa*Ics=1,0474*7,58*10^3=ckA

-Icim

Icim=raiz(2)*Ica=raiz(2)*7,58=10,7197

-Icb

Icb= (raiz(3)*Ics)/2=(raiz(3)*7,58)/2=6,5644kA

Nível de curto no barramento do CCM1 Dados:

Nível de Curto do barramento do CCM1 até QGBT

Cabos: 185mm2/fase, comprimento de 30m, R=0,1226mΩ/m, X=0,1073mΩ/m Rc=RxL=0,1226*30=3,678mΩ

Xc=X*L=0,1073*30=3,219Ω

Req=1,4736+3,68=5,1536mΩ Xeq=15,1833+3,219=18,4023mΩ

Zeq=5,1536+j18,4023 mΩ = 19,1103 <74,3549º Cálculos das correntes

-Ics

-Ica

Ct = X/(377*R) = 18,4023/(377*15,1536*0,001)=3,2211ms t=4,16ms

(7)

Fa=Raiz(1+2*e^(-2t/Ct))=Raiz(1+2*e^(-2*4,16/3,2211))=1,0728 Ica= Fa*Ics=1,0728*6,6465=7,130kA

-Icim

-Icb

Nível de curto no barramento do CCM2

Cabos: 800mm2/fase, comprimento de 40m, R=0,0292mΩ/m, X=0,1042mΩ/m Rc=RxL=0,0292*40=1,168mΩ

Xc=X*L=0,1042*40=4,168mΩ

Req=1,4736+1,168=2,6416mΩ Xeq=15,1833+4,168=19,3513mΩ

Zeq=15,1833+j4,168 mΩ = 15,7449 <15,3502º Cálculos das correntes

-Ics

-Ica

Ct = X/(377*R) = 19,3513/(377*2,6416*0,001)=19,4312ms t=4,16ms

-Icim

-Icb

Nível de curto no barramento do QDL

Cabos: 120mm2/fase, comprimento de 20m, R=0,1868mΩ/m, X=0,1076mΩ/m

(8)

Rc=RxL=0,1868*20=3,736mΩ Xc=X*L=0,1076*20=2,152mΩ

Req=1,4736+0,1868=1,6604mΩ Xeq=15,1833+2,152=17,3353mΩ

Zeq=1,6604+j14,3353= 14,4311 <83,3931º

Cálculos das correntes

-Ics

Ics=Vn/raiz(3)*Z = 220/raiz(3)*14,4311 = 8,8016 kA

-Ica

Ct = X/(377*R) = 17,3353/(377*1,6604*0,001)=27,6934ms t=4,16ms

-Icim

-Icb

6. Apresentar o memorial de cálculos e comentários, se necessários.

7. Referências

7.1 NBR 5410 - 2004 Instalações elétricas de baixa tensão

7.2 NT001 -

Normas, Qualidade e Des. de Fornecedores - Fornecimento de Energia Elétrica em Baixa Tensão

7.3 NT002 -

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