gerenciamento de energia 3
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Universidade de Braslia
Faculdade de Tecnologia
Departamento de Engenharia Eltrica
PROJETO DE GERENCIAMENTO DE
ENERGIA E DAS INSTALAES ELTRICAS
DA FAZENDA GUA LIMPA DA UNB
Por
Marcelo de Oliveira Romeu
Orientador:
Prof. Dr. Marco Aurlio de Oliveira
Braslia/DF, Junho de 2008
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Monografia realizada na Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia
Eltrica da Universidade de Braslia (UnB), curso de graduao em Engenharia Eltrica.
Braslia, 02 de julho de 2008.
BANCA EXAMINADORA
Prof. Dr. Marco Aurlio de Oliveira(Orientador)
Departamento de Engenharia Eltrica
Prof. Dr. Fernando Figueiredo (Examinador)
Departamento de Engenharia Eltrica
Prof. M.Sc. Rafael Amaral Shayani (Examinador)
Departamento de Engenharia Eltrica
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AGRADECIMENTOS
Agradeo minha famlia por todo o apoio que me deram durante toda a vida.A meus pais Amrico e Leni, com quem sempre pude contar nos momentos mais
difceis.
A minha namorada Giane, pessoa que me suportou e me ajudou durante esse momento.Ao professor orientador Dr. Marco Aurlio de Oliveira pela pacincia, dedicao e
respeito.
Engenheira Lilian Silva de Oliveira pela pacincia, cordialidade e colaborao neste
projeto.Aos funcionrios e tcnicos da Fazenda gua Limpa e ao pessoal da prefeitura do
Campus da UnB pelo respeito e colaborao.
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NDICE
LISTA DE FIGURAS................................................................................. vi
LISTA DE TABELAS................................................................................. viii
LISTA DE SMBOLOS E ABREVIATURAS........................................... xiRESUMO..................................................................................................... xiii
1. INTRODUO ...................................................................................... 1
2. REVISO BIBLIOGRFICA ............................................................... 2
2.1. CONCEITOS DE ELETRICIDADE............................................... 2
2.1.1. CARGA INSTALADA ........................................................... 2
2.1.2. CONCESSIONRIA OU PERMISSIONRIA ..................... 2
2.1.3. CONSUMIDOR ....................................................................... 22.1.4. CONTRATO DE ADESO .................................................... 2
2.1.5. CONTRATO DE FORNECIMENTO ...................................... 3
2.1.6. DEMANDA ............................................................................. 3
2.1.7. DEMANDA CONTRATADA ................................................. 3
2.1.8. DEMANDA DE ULTRAPASSAGEM .................................... 3
2.1.9. DEMANDA FATURADA ..................................................... 3
2.1.10. DEMANDA MEDIDA. ......................................................... 4
2.1.11. ENERGIA ELTRICA ATIVA ............................................ 4
2.1.12. ENERGIA ELTRICA REATIVA ........................................ 4
2.1.13. ESTRUTURA TARIFRIA ............................................... 4
2.1.14. ESTRUTURA TARIFRIA CONVENCIONAL .................. 4
2.1.15. FATURA DE ENERGIA ELTRICA .................................. 4
2.1.16. GRUPO A .......................................................................... 5
2.1.17. GRUPO B ........................................................................... 5
2.1.18. POTNCIA ............................................................................ 6
2.1.19. POTNCIA DISPONIBILIZADA ......................................... 6
2.1.20. TARIFA .................................................................................. 6
2.1.21. TARIFAES HORO-SAZONAIS (VERDE E AZUL) ...... 6
2.1.22. TARIFA DE ULTRAPASSAGEM......................................... 8
2.1.23. TENSO SECUNDRIA DE DISTRIBUIO .................. 8
2.1.24. TENSO PRIMRIA DE DISTRIBUIO ....................... 8
2.1.25. UNIDADE CONSUMIDORA ............................................... 9
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2.1.26. VALOR LQUIDO DA FATURA ......................................... 9
2.2. FATOR DE POTNCIA ................................................................... 9
2.3. INSTALAO ELTRICA ............................................................. 10
2.3.1. DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES ...................... 10
2.3.2. DIMENSIONAMENTO DOS ELETRODUTOS .................... 14
2.4. SISTEMA DE PROTEO CONTRA DESCARGAS
ATMOSFRICAS (SPDA) ........................................................................ 15
2.4.1. DIMENSIONAMENTO DE UM SPDA ................................. 15
2.5. ILUMINAO................................................................................ 19
2.5.1. CONCEITOS E GRANDEZAS FUNDAMENTAIS .............. 19
2.5.2. LUZ .......................................................................................... 19
2.5.3. FLUXO LUMINOSO () ........................................................ 19
2.5.4. INTENSIDADE LUMINOSA (I) ........................................... 20
2.5.5. ILUMINNCIA (E)................................................................... 20
2.5.6. LUMINNCIA (L) .................................................................. 21
2.5.7. MTODO DA PHILIPS PARA PROJETOS DE
ILUMINAO ........................................................................................... 21
2.5.8. FATOR DE REFLETNCIA.................................................... 22
2.5.9. CLCULO DO FATOR K DO LOCAL ................................. 22
2.5.10. CLCULO DO FLUXO TOTAL NECESSRIO () ........... 22
2.5.11. CLCULO DA QUANTIDADE DE LUMINRIAS (N) ..... 23
2.6. CONSIDERAES FINAIS ........................................................... 23
3. MATERIAIS E MTODOS .................................................................... 24
3.1. FAZENDA GUA LIMPA (FAL) .................................................. 24
3.2. O PROGRAMA AUTOCAD. .......................................................... 26
3.3. REGRAS E PADRES .................................................................... 274. RESULTADOS E DISCUSSO .......................................................... 30
4.1. GERENCIAMENTO DE ENERGIA ............................................. 30
4.2. ANLISE TARIFRIA .................................................................. 32
4.3. O PROJETO DE INSTALAO ELTRICA ............................... 33
4.3.1. PRDIO DO ALMOXARIFADO, DEPSITOS DE
ADUBOS E FERRAMENTAS .................................................................. 35
4.3.1.1. DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES E
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ELETRODUTOS ........................................................................................ 35
4.3.2. PRDIO DA ADMINISTRAO .......................................... 37
4.3.2.1. DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES E
ELETRODUTOS ........................................................................................ 40
4.3.3. PRDIO DO LABORATRIO DE NUTRIO ANIMAL .. 44
4.3.3.1. DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES E
ELETRODUTOS ........................................................................................ 46
4.3.4. PRDIO DA FLORESTAL ..................................................... 48
4.3.4.1. DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES E
ELETRODUTOS ......................................................................................... 49
4.4. PROJETO DE ILUMINAO ........................................................ 51
4.4.1. PRDIO DO ALMOXARIFADO E DOS DEPSITOS
DE ADUBOS E FERRAMENTAS ........................................................... 52
4.4.2. PRDIOS DA ADMINISTRAO ........................................ 53
4.4.3. LABORATRIO DE NUTRIO ANIMAL ......................... 53
4.4.4. PRDIO DA FLORESTAL ..................................................... 54
4.5. SISTEMA DE PROTEO CONTRA DESCARGAS
ATMOSFRICAS (SPDA) ......................................................................... 55
4.5.1. CLCULO DA PROBABILIDADE Nd ................................. 55
4.5.2. DIMENSIONAMENTO DO SPDA ......................................... 57
4.6. CONSIDERAES FINAIS .......................................................... 59
5. CONCLUSO ........................................................................................ 60
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ...................................................... 61
ANEXOS .................................................................................................... 63
A. FIGURAS PARA O PROJETO DE INSTALAESELTRICAS ...................................................................................
64
B. FIGURAS E TABELAS PARA O PROJETO DE ILUMINAO 74C. QUADRO DE CARGAS ................................................................ 82D. FIGURAS PARA O SPDA ............................................................. 85E. TABELAS DO CONSUMO DA FAL ............................................ 88
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LISTA DE FIGURAS
Figura 2. 1 - Delimitao da rea de exposio equivalente (Ae) ............... 16
Figura 3. 1 - Imagem de satlite da localizao relativa da FAL ................ 24
Figura 3. 1 - Exemplo de circuitos terminais protegidos por disjuntorestermomagnticos .......................................................................................... 29
Figura 3. 2 - Exemplo de circuitos terminais protegidos por disjuntores
DR ............................................................................................................... 29
Figura 4. 1 - Imagem de satlite que mostra o caminho da entrada da FAL
at a administrao da fazenda ................................................................... 30
Figura 4. 2 - Comparao entre os valores das contas de energia para cada
modalidade tarifria .................................................................................... 33Figura A. 1 - Temperaturas admissveis no condutor, supondo a
temperatura ambiente de 30C .................................................................... 64
Figura A. 2 - Seo mnima dos condutores ............................................... 64
Figura A. 3 - Temperaturas caractersticas dos condutores ........................ 65
Figura A. 4 - Fatores de correo para temperaturas ambientes diferentes
de 30C para cabos no enterrados e de 20C (temperatura do solo) para
cabos enterradosk1 .................................................................................. 65
Figura A. 5 - Tipo de linhas eltricas .......................................................... 66
Figura A. 6 - Fatores de correo k2 para agrupamento de circuitos ou
cabos multipolares, aplicveis aos valores de capacidade de conduo de
corrente ........................................................................................................ 67
Figura A. 7 - Fatores k3 de correo em funo do nmero de eletrodutos
ao ar livre ..................................................................................................... 67
Figura A. 8 - Capacidades de conduo de corrente, em ampres, para os
mtodos de referncia A1, A2, B1, B2, C e D ............................................ 68
Figura A. 9 - Ocupao mxima dos eletrodutos de ao por condutores
isolados com PVC (Tabelas de cabos Pirastic superantiflam da Pirelli) ..... 69
Figura A. 10 - Nmero de condutores isolados com PVC, em eletroduto
de PVC ......................................................................................................... 69
Figura A. 11 - Eletrodutos rgidos de ao .................................................... 70
Figura A. 12 - Dimenses totais dos condutores isolados ........................... 70
Figura A. 13 - Seo reduzida do condutor neutro ...................................... 71
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Figura A. 14 - Seo mnima do condutor de proteo ............................... 71
Figura A. 15 - Soma dos produtos potncias (watt) x distncias (m). U =
220 volts ....................................................................................................... 71
Figura A. 16Queda de tenses unitrias. Condutores isolados com PVC
(Pirastic Ecoflam e Pirastic-Flex Anitflam) em eletroduto ou calha
fechada ......................................................................................................... 72
Figura A. 17 - Potncias nominais tpicas de aparelhos eletrodomsticos .. 73
Figura A. 18 - Valores do fator de potncia e do rendimento para
equipamentos de uso comum ....................................................................... 73
Figura B. 1 - Fatores de utilizao, , em luminrias Philips ...................... 74
Figura B. 2 - Fator de depreciao, d ........................................................... 74
Figura B. 3 - Refletncias de paredes e tetos ............................................... 74
Figura B. 4Tabela de fluxo luminoso das luminrias das marcas Philips,
Osram, Syvania e GE ................................................................................... 75
Figura D. 1Mapa de curvas isocerunicasBrasil .................................. 85
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LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 - Angulo de proteo em graus e altura da construo (NBR
5419/2001) ................................................................................................... 18
Tabela 2.2 - Espaamento mdio dos condutores de descida conforme o
nvel de proteo .......................................................................................... 18
Tabela 4.1Nmero de tomadas e pontos de luz ........................................ 34
Tabela 4.2Seo do condutor de fase pelo critrio do aquecimento ........ 36
Tabela 4.3Seo do condutor de fase pelo critrio da queda de tenso ... 36
Tabela 4.4 - Sees dos condutores de fase calculadas pelos critrios doaquecimento e da queda de tenso ............................................................... 36
Tabela 4.5 - Seo para os condutores de fase, neutro e de proteo do
almoxarifado ................................................................................................ 36
Tabela 4.6 - Nmero de tomadas e pontos de luz na administrao ............ 38
Tabela 4.7 - Seo do condutor de fase pelo critrio do aquecimento
(QT1) ............................................................................................................ 41
Tabela 4.8 - Seo do condutor de fase pelo critrio do aquecimento(QT2) ............................................................................................................ 41
Tabela 4.9 - Seo do condutor de fase pelo critrio da queda de tenso
(QT1) ............................................................................................................ 42
Tabela 4.10 - Seo do condutor de fase pelo critrio da queda de tenso
(QT2) ............................................................................................................ 42
Tabela 4.11 - Sees dos condutores de fase calculadas pelos critrios do
aquecimento e da queda de tenso (QT1) .................................................... 42Tabela 4.12 - Sees dos condutores de fase calculadas pelos critrios do
aquecimento e da queda de tenso (QT2) .................................................... 43
Tabela 4.13 - Sees dos condutores de fase, neutro e proteo adotadas
para cada circuito da administrao ............................................................. 43
Tabela 4.14 - Nmero de tomadas e pontos de luz no laboratrio de
nutrio ......................................................................................................... 44
Tabela 4.15 - Seo do condutor de fase pelo critrio do aquecimento ....... 46
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Tabela 4.16 - Seo do condutor de fase pelo critrio da queda de tenso .. 47
Tabela 4.17 - Sees dos condutores de fase calculadas pelos critrios do
aquecimento e da queda de tenso ............................................................... 47
Tabela 4.18 - Dimenses dos condutores de fase, neutro e proteo ........... 48
Tabela 4.19 - Nmero de tomadas e pontos de luz no prdio da florestal ... 49
Tabela 4.20 - Seo do condutor de fase pelo critrio do aquecimento
(QT1) ............................................................................................................ 50
Tabela 4.21 - Seo do condutor de fase pelo critrio da queda de tenso .. 50
Tabela 4.22 - Sees dos condutores de fase calculadas pelos critrios do
aquecimento e da queda de tenso ............................................................... 50
Tabela 4.23 - Iluminncias para as reas do almoxarifado .......................... 52
Tabela 4.24 - Iluminncias para as reas da administrao ......................... 53
Tabela 4.25 - Iluminncias para as reas do laboratrio de nutrio .......... 54
Tabela 4.26 - Iluminncias para as reas do prdio da florestal .................. 54
Tabela 4.27 - Dimenses de cada prdio, suas reas de exposio e as
probabilidades Nd ........................................................................................ 56
Tabela 4.28 - Fatores de ponderao adotados e a probabilidade Nd ........ 56
Tabela 4.29 - Dados para o clculo do raio do cone de proteo Rp e do
nmero de condutores de descidaN............................................................ 57
Tabela 4.30Nmero de captores para cada prdio ................................... 58
Tabela B.1 - Valores para o prdio da administrao .................................. 76
Tabela B.2 - Posicionamento das luminrias nas salas dos prdios da
administrao ............................................................................................... 77
Tabela B.3 - Dados para o prdio do almoxarifado ..................................... 79
Tabela B.4 - Dados para o prdio do laboratrio de nutrio ...................... 79
Tabela B.5 - Dados para o prdio da florestal .............................................. 80Tabela C.1 - Quadro de cargas dos prdios da administrao ..................... 81
Tabela C.2 - Quadro de cargas do prdio do almoxarifado ........................ 82
Tabela C.3 - Quadro de cargas do laboratrio de nutrio .......................... 83
Tabela C.4 - Quadro de cargas do prdio da florestal ................................. 84
Tabela D.1 - Fator A: Tipo de ocupao da estrutura .................................. 86
Tabela D.2 - Fator B: Tipo de construo da estrutura ................................ 86
Tabela D.3 - Fator C: Contedo da estrutura e efeitos indiretos das
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descargas atmosfricas ................................................................................. 86
Tabela D.4 - Fator D: Localizao da estrutura ........................................... 87
Tabela D.5 - Fator E: Topografia da regio ................................................. 87
Tabela D.6 - Exemplos de classificao de estruturas ................................. 87
Tabela E.1Consumo da FAL como consumido convencionalm .............. 88
Tabela E.2 - Consumo estimado da FAL com consumidor horo-sazonal,
tarifa azul no perodo seco ........................................................................... 88
Tabela E.3 - Consumo estimado da FAL com consumidor horo-sazonal,
tarifa verde no perodo seco ......................................................................... 88
Tabela E.4 - Consumo estimado da FAL com consumidor horo-sazonal,
tarifa azul no perodo mido ........................................................................ 88
Tabela E.5 - Consumo estimado da FAL com consumidor horo-sazonal,
tarifa verde no perodo mido ...................................................................... 89
Tabela E.6 - Consumo da FAL no dia 20/05/2008 (tera-feira) .................. 89
Tabela E.7 - Consumo da FAL no dia 21/05/2008 (quarta-feira) ................ 89
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LISTA DE SMBOLOS E ABREVIATURAS
ABNT: Associao Brasileira de Normas Tcnicas
ANEEL: Agncia Nacional de Energia Eltrica
APA: rea de Proteo Ambiental
ARIE: rea de Relevante Interesse Ecolgico
CAD: Computer aided design
DEC: horas, em mdia, que a regio ficou sem energia eltrica
DIC: tempo, em horas, que o cliente ficou sem energia eltrica
DMIC: durao mxima de interrupo contnua
EDP: Energias de Portugal
EFL: Engenharia Florestal
F-N: Fase-Neutro
FAL: Fazenda gua Limpa
FAV: Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinria
FC: Fator de Carga
FPS: Preo para horrio fora de ponta perodo seco
FPU: Preo para horrio fora de ponta perodo mido
HP ou P: Horrio de Ponta
HFP ou FP: Horrio Fora de Ponta
IBGE: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica
IEEE: Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrnicos
kV: Quilovolt
kVA: Quilovolt-ampre
kvar: Potncia Reativa
kW: Potncia AtivakWh: Energia ativa consumida no perodo de medio
lm/W: Eficincia Luminosa em lmem por watt
lm: lumens
MG: Minas Gerais
NBR: Norma brasileira
PRC: Prefeitura do campus da UnB
PS: Preo para horrio de ponta perodo seco
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PU: Preo para horrio de ponta perodo mido
PVC: Policloreto de Vinila
S: Perodo Seco
SPDA: Sistema de proteo contra descargas atmosfricas
TUG: Tomada de uso geral
TUE: Tomada de uso especfico
U: Perodo mido
UnB: Universidade de Braslia
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RESUMO
PROJETO DE GERENCIAMENTO DE ENERGIA E DAS
INSTALAES ELTRICAS DA FAZENDA GUA LIMPADA UNB
A Universidade de Braslia tem procurado diminuir o consumo de energia do
campus Darcy Ribeiro. O presente projeto tem por objetivo fornecer uma
documentao, at ento inexistente, sobre as plantas eltricas dos prdios mais
importantes da Fazenda gua Limpa (FAL), alm de iniciar um projeto de
implementao de um sistema de gerenciamento de energia utilizando os aparelhos daCCK.
A criao das plantas eltricas dos prdios foi feita de acordo com o grau de
importncia de cada edificao. Como bases foram usadas as NBR 5410 2004, a
NBR 5413 1992 e a NBR 5419 2001, que regem, respectivamente, sobre as
instalaes eltricas de baixa tenso, sobre iluminao de interiores e sobre proteo de
estruturas contra descargas atmosfricas.
O projeto do sistema de gerenciamento foi desenvolvido para fornecer
informaes sobre o consumo de energia da FAL em tempo real. Para isso foi feita uma
pesquisa sobre o tipo de rede existente na fazenda e como ligar o dispositivo de
gerenciamento a ela. Alm disso, foi feito um pequeno estudo sobre o impacto na conta
de energia se o contrato da FAL com a CEB fosse alterado, passando de consumidor
convencional para consumidor horo-sazonal.
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1.INTRODUOA Fazenda gua Limpa (FAL), pertencente Universidade de Braslia (UnB),
possui uma rea de aproximadamente 4.500 hectares, sendo que cerca de metade destaa
destinada prtica de ensino, pesquisa e extenso. A FAL, situada na rea do Ncleo
da Biosfera do Cerrado, faz parte da rea de Proteo Ambiental (APA) das Bacias do
Gama e Cabea do Veado e tem, no seu interior, a rea Relevante de Interesse
Ecolgico (ARIE) Capetinga/Taquara, tambm denominada Estao Ecolgica da
Universidade de Braslia.
Este projeto pretende dar continuidade ao trabalho de (LOPES, 2007) e tem
como objetivo contribuir com a Universidade de Braslia e com a FAL no esforo demelhorar suas instalaes de forma a garantir a segurana de seus usurios e preservar o
patrimnio da universidade. Este trabalho fornece, como principais resultados, as
plantas eltricas dos principais prdios; a anlise tarifria para enquadr-la no melhor
plano; e o incio de um projeto para a instalao de um gerenciador de energia.
O segundo captulo apresenta uma reviso bibliogrfica com vrios conceitos
em eletricidade fundamentais para o entendimento do trabalho.
O captulo 3 apresenta a Fazenda gua Limpa e os materiais e mtodos
utilizados nos projetos das instalaes dos prdios.
O captulo 4 aborda os resultados obtidos e suas anlises. Inicialmente, so
apresentados dados e algumas solues para o projeto de instalao de um sistema de
gerenciamento de energia. Em seguida feita uma comparao entre a estrutura tarifria
convencional e as horo-sazonais de forma a concluir qual seria a melhor para a fazenda.Por fim, trata-se dos projetos das instalaes dos quatro prdios principais da FAL. Este
tpico est divido em 3 itens: 1) a instalao eltrica; 2) o projeto de iluminao e 3) o
projeto do SPDA;
No captulo 5 temos as concluses finais e tambm algumas sugestes para a
melhoria das instalaes da FAL.
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2.REVISO BIBLIOGRFICA
2.1.CONCEITOS DE ELETRICIDADEA seguir, so apresentadas vrias definies relacionadas eletricidade, que so
teis no correto entendimento do projeto ora apresentado. Esses conceitos foram obtidos
da resoluo 456 de 29 de novembro de 2000, da ANEEL, que estabelece as condies
gerais de fornecimento de energia eltrica.
2.1.1.
CARGA INSTALADA
Carga instalada a soma das potncias nominais dos equipamentos eltricos
instalados na unidade consumidora, em condies de entrar em funcionamento, expressa
em quilowatts (kW).
2.1.2. CONCESSIONRIA OU PERMISSIONRIAConcessionria ou permissionria o agente titular de concesso ou permisso
federal para prestar o servio pblico de energia eltrica, referenciado, doravante,
apenas pelo termo concessionrio.
2.1.3. CONSUMIDORConsumidor a pessoa fsica ou jurdica, ou comunho de fato ou de direito,
legalmente representada, que solicitar concessionria o fornecimento de energia
eltrica e assumir a responsabilidade pelo pagamento das faturas e pelas demaisobrigaes fixadas em normas e regulamentos da ANEEL, assim vinculando-se aos
contratos de fornecimento, de uso e de conexo ou de adeso, conforme cada caso.
2.1.4. CONTRATO DE ADESOContrato de adeso um instrumento contratual com clusulas vinculadas s
normas e regulamentos aprovados pela ANEEL, no podendo o contedo das mesmas
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ser modificado pela concessionria ou consumidor, a ser aceito ou rejeitado de forma
integral.
2.1.5. CONTRATO DE FORNECIMENTOContrato de fornecimento um instrumento contratual em que a concessionria e
o consumidor responsvel por unidade consumidora do Grupo A ajustam as
caractersticas tcnicas e as condies comerciais do fornecimento de energia eltrica.
2.1.6. DEMANDADemanda a mdia das potncias eltricas ativas ou reativas, solicitadas ao
sistema eltrico pela parcela da carga instalada em operao na unidade consumidora,durante um intervalo de tempo especificado.
2.1.7. DEMANDA CONTRATADADemanda contratada a demanda de potncia ativa a ser obrigatria e
continuamente disponibilizada pela concessionria, no ponto de entrega, conforme valor
e perodo de vigncia fixados no contrato de fornecimento e que dever ser
integralmente paga, seja ou no utilizada durante o perodo de faturamento, expressa em
quilowatts (kW).
2.1.8. DEMANDA DE ULTRAPASSAGEMDemanda de ultrapassagem a parcela da demanda medida que excede o valor
da demanda contratada, expressa em quilowatts (kW).
2.1.9. DEMANDA FATURADADemanda faturvel o valor da demanda de potncia ativa, identificado de
acordo com os critrios estabelecidos e considerada para fins de faturamento, com
aplicao da respectiva tarifa, expressa em quilowatts (kW).
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2.1.10.DEMANDA MEDIDADemanda medida a maior demanda de potncia ativa, verificada por medio,
integralizada no intervalo de 15 (quinze) minutos durante o perodo de faturamento,
expressa em quilowatts (kW).
2.1.11.ENERGIA ELTRICA ATIVAEnergia eltrica ativa a energia eltrica que pode ser convertida em outra forma
de energia, expressa em quilowatts-hora (kWh).
2.1.12.ENERGIA ELTRICA REATIVAEnergia eltrica reativa a energia eltrica que circula continuamente entre os
diversos campos eltricos e magnticos de um sistema de corrente alternada, sem
produzir trabalho, expressa em quilovolt-ampre-reativo-hora (kvarh).
2.1.13.ESTRUTURA TARIFRIAEstrutura tarifria o conjunto de tarifas aplicveis s componentes de consumo
de energia eltrica e/ou demanda de potncia ativas de acordo com a modalidade defornecimento.
2.1.14.ESTRUTURA TARIFRIA CONVENCIONALEstrutura tarifria convencional a estrutura caracterizada pela aplicao de
tarifas de consumo de energia eltrica e/ou demanda de potncia independentemente das
horas de utilizao do dia e dos perodos do ano.
2.1.15.FATURA DE ENERGIA ELTRICAFatura de energia eltrica a nota fiscal que apresenta a quantia total que deve
ser paga pela prestao do servio pblico de energia eltrica, referente a um perodo
especificado, discriminando as parcelas correspondentes.
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2.1.16.GRUPO AGrupo A o grupamento composto de unidades consumidoras com
fornecimento em tenso igual ou superior a 2,3 kV, ou, ainda, atendidas em tenso
inferior a 2,3 kV a partir de sistema subterrneo de distribuio e faturadas neste Grupo
nos termos definidos no art. 82, subdividido nos seguintes subgrupos:
a) Subgrupo A1 - tenso de fornecimento igual ou superior a 230 kV;
b) Subgrupo A2 - tenso de fornecimento de 88 kV a 138 kV;
c) Subgrupo A3 - tenso de fornecimento de 69 kV;
d) Subgrupo A3a - tenso de fornecimento de 30 kV a 44 kV;
e) Subgrupo A4 - tenso de fornecimento de 2,3 kV a 25 kV;
f) Subgrupo AS - tenso de fornecimento inferior a 2,3 kV, atendidas a partir de sistema
subterrneo de distribuio e faturadas neste Grupo em carter opcional.
2.1.17.GRUPO BGrupo B o grupamento composto de unidades consumidoras com
fornecimento em tenso inferior a 2,3 kV, ou, ainda, atendidas em tenso superior a 2,3
kV e faturadas neste Grupo nos termos definidos nos arts. 79 a 81, subdividido nos
seguintes subgrupos:
a) Subgrupo B1 - residencial;
b) Subgrupo B1 - residencial baixa renda;
c) Subgrupo B2 - rural;
d) Subgrupo B2 - cooperativa de eletrificao rural;
e) Subgrupo B2 - servio pblico de irrigao;
f) Subgrupo B3 - demais classes;
-
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6
g) Subgrupo B4 - iluminao pblica.
2.1.18.POTNCIA
Potncia a quantidade de energia eltrica solicitada na unidade de tempo,expressa em quilowatts (kW).
2.1.19.POTNCIA DISPONIBILIZADAPotncia disponibilizada a potncia que o sistema eltrico da concessionria
deve dispor para atender s instalaes eltricas da unidade consumidora, segundo os
critrios estabelecidos na resoluo 456 da ANEEL e configurados nos seguintes
parmetros:
a) unidade consumidora do Grupo A: a demanda contratada, expressa em quilowatts
(kW);
b) unidade consumidora do Grupo B: a potncia em kVA, resultante da multiplicao
da capacidade nominal ou regulada, de conduo de corrente eltrica do equipamento de
proteo geral da unidade consumidora pela tenso nominal, observado no caso de
fornecimento trifsico, o fator especfico referente ao nmero de fases.
2.1.20.TARIFATarifa o preo da unidade de energia eltrica e/ou da demanda de potncia
ativas. As tarifas so classificadas em:
- Tarifa monmia: tarifa de fornecimento de energia eltrica constituda por
preos aplicveis unicamente ao consumo de energia eltrica ativa.
- Tarifa binmia: conjunto de tarifas de fornecimento constitudo por preos
aplicveis ao consumo de energia eltrica ativa e demanda faturvel.
2.1.21.TARIFAES HORO-SAZONAIS (VERDE E AZUL)A estrutura tarifria horo-sazonal caracterizada pela aplicao de tarifas
diferenciadas de consumo de energia eltrica e de demanda de potncia de acordo com
as horas de utilizao do dias e dos perodos do ano, conforme especificao a seguir:
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Tarifa azulModalidade estruturada para aplicao de tarifas diferenciadas de
consumo de energia eltrica de acordo com as horas de utilizao do dia e os perodos
do ano, bem como de tarifas diferenciadas de demanda de potncia de acordo com ashoras de utilizao do dia.
Esta modalidade tarifria exige um contrato especfico entre a
distribuidora de energia e o consumidor onde, entre outras clusulas, podemos destacar
dois valores de demanda contratada (kW), um para o segmento de ponta e outro para o
segmento fora de ponta:
Horrio de Ponta (HP ou P): Segundo a resoluo da ANEEL n 090 de
27 de maro de 2001, horrio de ponta definido pela concessionria e
composto por 3 (trs) horas dirias consecutivas, exceo feita aos sbados,
domingos, tera-feira de carnaval, sexta-feira da Paixo, Corpus Christi, dia de
finados e os demais feriados definidos por lei federal (01/01, 21/04, 01/05,
07/09, 12/10, 15/11, 25/12). Neste horrio a energia eltrica mais cara,
considerando as caractersticas do seu sistema eltrico.
Horrio Fora de Ponta (HFP ou FP): Horrio fora de ponta so as horas
complementares s trs horas consecutivas que compem o horrio de ponta,
acrescidas da totalidade das horas dos sbados e domingos e dos 11 (onze)
feriados indicados acima. Neste horrio a energia eltrica mais barata
[HADDAD et. All, 2004].
Ainda a resoluo da ANEEL n 456 permite que sejam contratados dois valores
diferentes de consumo, um para o perodo seco e outro para o perodo mido tanto parao horrio de ponta quanto para o horrio fora de ponta.
Perodo Seco (S): perodo de 7 (sete) meses consecutivos, compreendendo os
fornecimentos abrangidos pelas leituras de maio a novembro.
Perodo mido (U): perodo de 5 (cinco) meses consecutivos, compreendendo
os fornecimentos abrangidos pelas leituras de dezembro de um ano a abril do ano
seguinte.
-
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Tarifa verdeModalidade estruturada para aplicao de tarifas diferenciadas de
consumo de energia eltrica de acordo com as horas de utilizao do dia e os perodos
do ano, bem como de uma nica tarifa de demanda de potncia.
Esta modalidade tarifria possui um nico valor de demanda contratada (kW),
independente do posto horrio (ponta ou fora de ponta), sendo aplicada uma nica tarifa
para esta demanda e os preos das tarifas para o consumo de energia (kWh) so idem a
tarifa azul, ou seja:
Um preo para horrio de ponta em perodo mido (PU);
Um preo para horrio fora de ponta em perodo mido (FPU);
Um preo para horrio de ponta em perodo seco (PS) e
Um preo para horrio fora de ponta em perodo seco (FPS).
2.1.22.TARIFA DE ULTRAPASSAGEMTarifa de ultrapassagem a tarifa aplicvel sobre a diferena positiva entre a
demanda medida e a contratada, quando exceder os limites estabelecidos.
2.1.23.TENSO SECUNDRIA DE DISTRIBUIOTenso secundria de distribuio a tenso disponibilizada no sistema eltrico
da concessionria com valores padronizados inferiores a 2,3 kV.
2.1.24.TENSO PRIMRIA DE DISTRIBUIOTenso primria de distribuio a tenso disponibilizada no sistema eltrico da
concessionria com valores padronizados iguais ou superiores a 2,3 kV.
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2.1.25.UNIDADE CONSUMIDORAUnidade consumidora o conjunto de instalaes e equipamentos eltricos
caracterizado pelo recebimento de energia eltrica em um s ponto de entrega, com
medio individualizada e correspondente a um nico consumidor.
2.1.26.VALOR LQUIDO DA FATURAValor lquido da fatura o valor em moeda corrente resultante da aplicao das
respectivas tarifas de fornecimento, sem incidncia de imposto, sobre as componentes
de consumo de energia eltrica ativa, de demanda de potncia ativa, de uso do sistema,
de consumo de energia eltrica e demanda de potncia reativas excedentes.
2.2.FATOR DE POTNCIADe acordo com a resoluo da ANEEL n. 456, de 29 de Novembro de 2000,
fator de potncia a razo entre a energia eltrica ativa e a raiz quadrada da soma dos
quadrados das energias eltrica ativa e reativa, consumidas num mesmo perodo
especificado.
No Brasil, a ANEEL estabelece que o fator de potncia nas unidades
consumidoras deve ser superior a 0,92 capacitivo durante s 6 horas da madrugada e
0,92 indutivo durante as outras 18 horas do dia. Esse limite determinado pelo Artigo
n 64 da resoluo n456 de 2000 e quem descumpre est sujeito a uma penalidade que
leva em conta o fator de potncia medido e a energia consumida ao longo de um ms.
Esta resoluo estabelece tambm que a medio do fator de potncia pelas
concessionrias obrigatria para unidades consumidoras de mdia tenso (alimentadas
com mais de 2.300 V) e facultativas para unidades consumidoras de baixa tenso
(abaixo dos 2.300 V, como residncias em geral).
Esse ndice varia de 0 (zero) a 1 (um). Quanto mais prximo de 1, maior ser a
eficincia do sistema em anlise.
Baixos valores de fator de potncia so decorrentes de quantidades elevadas de
energia reativa. Essa condio resulta em aumento na corrente total que circula na rede
de distribuio de energia eltrica da concessionria e das unidades consumidoras,
http://pt.wikipedia.org/wiki/Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Aneelhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Aneelhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Brasil -
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podendo sobrecarregar as subestaes, as linhas de transmisso e distribuio,
prejudicando a estabilidade e as condies de aproveitamento do sistema eltrico.
Como conseqncia de baixos valores de fatores de potncia, as perdas de
energia eltrica aumentam. Elas ocorrem em forma de calor e so proporcionais ao
quadrado da corrente total. Como essa corrente cresce com o excesso de energia reativa,
estabelece-se uma relao direta entre o incremento das perdas e o baixo fator de
potncia, provocando o aumento do aquecimento de condutores e equipamentos. Outro
importante efeito a queda de tenso acentuada que ocorre devido ao aumento da
corrente por excesso de reativo, podendo ocasionar a interrupo do fornecimento de
energia eltrica e a sobrecarga em certos elementos da rede. Esse risco , sobretudo,
acentuado durante perodos em que a rede fortemente solicitada. As quedas de tensopodem provocar, ainda, diminuio da intensidade luminosa nas lmpadas e aumento da
corrente nos motores.
2.3.INSTALAO ELTRICANo mundo moderno, quase todos os ambientes existentes possuem energia
eltrica. Essa energia disponibilizada para os consumidores principalmente atravs detomadas que so alimentadas por fios ou cabos energizados (NISKIER, 2000).
Para se garantir a segurana das pessoas que utilizam essa energia, deve-se criar
um projeto para a parte eltrica das edificaes seguindo algumas regras. No Brasil,
essas regras so definidas pela NBR 5410/04, que a norma que estabelece as
condies necessrias a que deve satisfazer uma instalao eltrica de baixa tenso.
2.3.1. DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES
Para se dimensionar os condutores de fase dos circuitos das tomadas de uso
especifco (TUEs), utilizam-se principalmente dois critrios: o critrio do aquecimento e
o da queda de tenso. Aps o clculo da bitola dos condutores segundo essas regras,
escolhe-se o maior valor entre esses que foram obtidos. Os critrios mencionados sero
descritos mais a frente.
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O condutor neutro, pela NBR 5410-2004, deve ter o mesmo dimetro do
condutor de fase e no deve ser comum a mais de um circuito.
O dimensionamento dos condutores de proteo de extrema importncia, pois
atravs desses que correntes de falta fluiro, garantindo a proteo dos equipamentos
ligados ao circuito faltoso e das instalaes em geral. Nesse projeto, a seo dos
condutores foi determinada por meio da figura A.14, que vlida apenas se o condutor
de proteo for constitudo do mesmo metal que os condutores de fase.
Para o caso do condutor de proteo no fazer parte do mesmo cabo ou no
estiver contido no mesmo eletroduto que os condutores de fase, a sua seo dever ser
de, no mnimo:
1) 2,5 mm2 em cobre e 16 mm2 em alumnio se for provida proteo contra danosmecnicos;
2) 4 mm2 em cobre e 16 mm2 em alumnio, se no for provida proteo contra danosmecnicos.
Um condutor de proteo pode ser comum a dois ou mais circuitos, desde que
esteja instalado no mesmo conduto que os respectivos condutores de fase, sua seo
ser encontrada na figura A.14, com base na maior seo de condutor de fase desses
circuitos.
1) Critrio do aquecimentoPara se calcular a bitola a partir do critrio do aquecimento fez-se necessrio,
alm da obteno da corrente de projeto Ip, a definio de alguns parmetros do fio ou
cabo utilizado. O padro escolhido foi cabos com isolamento de PVC, que comumente
usado no mercado e fcil de encontrar. Como o sistema considerado monofsico,
sero usados dois condutores carregados (F-N: fase-neutro) instalados dentro de
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eletrodutos aparentes em um ambiente cuja temperatura mdia fica em torno de trinta
graus Celsius.
H ainda trs correes em Ip que obrigatoriamente devem ser feitas para se
garantir um bom dimensionamento:
a) Correo de temperatura (fator k1): considerado diferente de 1 se a temperaturaambiente ou do solo for diferente das estabelecidas nas tabelas utilizadas. O
fator k1 se encontra na figura A.4
b) Agrupamento de condutores ou circuitos (fator k2): utilizado quando existemtrs ou mais condutores carregados dentro de um mesmo eletroduto. Os valores
para k2 se encontram na figura A.6.
c) Agrupamento de eletrodutos (fator k3): quando h mais de um eletrodutopassando pelo mesmo local. O fator k3 encontra-se na figura A.7.
Assim, a corrente de projeto Ip deve ser corrigida caso ocorram algumas das
condies acima, resultando em uma corrente hipottica Ip:
1
'
k
II Pp ou
21
'
kk
II
p
p
ou321
'
kkk
II
p
p
)1(
De posse de Ip, escolhe-se o cabo usando a figura A.8
2) Critrio da queda de tenso
Nesse critrio leva-se em considerao que em um circuito no pode haver umareduo de tenso que ultrapasse os limites definidos pela NBR 5410:2004 da ABNT.
Neste trabalho ser tratado dos limites para instalaes alimentadas diretamente em
baixa tenso.
A queda de tenso, a partir do quadro terminal, at o dispositivo que ser
alimentado, de no mximo 4% para iluminao e de 3% para tomadas (NISKIER,
2000).
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Para dimensionar o condutor, necessrio conhecer os seguintes parmetros
para, a partir deles, proceder-se ao clculo da seo do condutor. Os parmetros
necessrios so os seguintes (NISKIER, 2000):
1) Se o material do eletroduto magntico ou no-magntico;2) A corrente de projeto Ip (em ampres);3) O fator de potncia dos equipamentos ligados ao circuito;4) A queda de tenso admissvel, em porcentagem (%);5) O comprimento l do circuito (em m);6) E a tenso entre fases U (em volts).
De posse desses dados, calcula-se a queda de tenso admissvel em volts usando
a relao abaixo:
)((%) UU )2(
Agora, precisa-se obter a queda de tenso em (volt/ampre) x m para encontrar a
seo do condutor na figura A.15. Consegue-se isso usando a equao abaixo:
lI
UU
P
'
)3(
Com o valor de U, consulta-se a figura A.15 e encontra-se a seo do
condutor.
Existe um mtodo mais simples quando se tratar de circuitos com cargaspequenas. Calcula-se a soma dos produtos potncia (watts) x comprimento (metros) e
consulta-se a figura A.16, para tenso de 220 volts, para se obter a seo dos
condutores. Considera-se os condutores feitos de cobre.
As sees foram calculadas pela frmula a seguir:
-
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=2
2 ( ) () sendo:
resistividade do cobre = 0,0172 mm2/m 1
58
2
;
U tenso;
U queda de tenso percentual.
2.3.2. DIMENSIONAMENTO DOS ELETRODUTOS
Para o dimensionamento dos eletrodutos, deve-se observar a existncia de
circuitos diferentes dentro do mesmo conduto. Se isso ocorre, as seguintes regras devemser observadas para que a instalao se enquadre s normas (NISKIER, 2000):
1) Os circuitos devem se originar do mesmo quadro de distribuio;2) Eles tm que possuir a mesma tenso de isolamento;3) As sees dos condutores de fase tm que estar em um intervalo de trs valores
normalizados consecutivos (por exemplo: 1,5, 2,5 e 4 mm2).
4) Se os condutores forem iguais, deve-se utilizar a tabela da figura A.10 para obter aseo do eletroduto;
5) Se os condutores forem desiguais, consideram-se as duas regras descritas a seguir:a) Deve-se verificar se a soma das sees transversais dos cabos inferior a 33%
(1/3) da rea do eletroduto. Caso isso se verifique, no h a necessidade de se
fazer a correo de agrupamento de condutores e, portanto, de se determinar o
fator de correo k2.
b) A soma das reas totais dos condutores contidos em um eletroduto no deve sersuperior a 40% da rea til do eletroduto. Para o clculo da seo de ocupao
do eletroduto pelos cabos, pode-se utilizar as tabelas A.11 e A.12.
-
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2.4.SISTEMA DE PROTEO CONTRA DESCARGASATMOSFRICAS (SPDA)
O SPDA um sistema que tem como objetivo proteger estruturas contra os
efeitos das descargas atmosfricas. popularmente conhecido como pra-raios.
composto por um captor (elemento destinado a interceptar as descargas atmosfricas,
constitudo de 3 ou mais pontas, fixado em haste ou mastro, o qual preso a uma base
composta de um isolador de porcelana vitrificada para um nvel de tenso de 10 kV),
condutores de descida (so uma cordoalha ligada ao captor que conduz a corrente
eltrica terra por meio do sistema de aterramento e devem ser dispostos de maneira a
constiturem, tanto quanto possvel, o prolongamento direto dos captores, devendo o
comprimento de cada trajeto ser o menor e o mais retilneo possvel (NBR 5419 , 2000)
e aterramento (sistema que emprega eletrodos enterrados, os quais permitem dispersar a
corrente de descarga atmosfrica na terra). Pode existir em alguns casos um sistema
interno formado por um conjunto de dispositivos que reduzem os efeitos eltricos e
magnticos da corrente de descarga atmosfrica dentro do volume a proteger
(NISKIER, 2000).
2.4.1. DIMENSIONAMENTO DE UM SPDAForam definidos quatro nveis de proteo (NISKIER, 2000):
1) Nvel IRefere-se s construes cuja falha no sistema de proteo pode vir aprovocar danos s estruturas adjacentes, tais como as indstrias petroqumicas, de
explosivos etc.
2)
Nvel IIRefere-se s construes protegidas cuja falha no SPDA pode ocasionar aperda de bens de elevado valor ou provocar pnico nos ocupantes, sem afetar as
construes vizinhas. o caso de teatros, museus, estdios, etc.
3) Nvel IIIRefere-se s construes de uso comum, como os prdios residenciais ecomerciais.
4) Nvel IVRefere-se s construes onde no habitual a presena de pessoal. Aconstruo de material no-inflamvel, bem como os produtos nela armazenados
como galpes de concreto para armazenar materiais de construo.
-
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A escolha do nvel de proteo para uma determinada estrutura deve comear
com a avaliao do risco de exposio. Essa avaliao feita a partir do clculo da
probabilidade de uma estrutura ser atingida por um raio em um ano. Essa probabilidade
dada por (NBR 5419, 2000):
= 106 [por ano] (4)
Onde:
= 0,04 1,25 [por km2/ano] densidade de descargas atmosfricaspara a terra; (5)
[m2] rea de exposio equivalente.
No clculo deNg necessrio saber o nmero de dias de trovoadas por ano (Td),
obtido de mapas isocerunicos (Figura D.1), no anexo.
A rea de exposio equivalente a rea do plano da estrutura prolongada em
todas as direes, de modo a levar em considerao a sua altura. Os limites da rea de
exposio equivalente esto afastados do permetro da estrutura por uma distncia igual
altura da estrutura no ponto considerado (NBR 5419, 2000). A figura abaixo ilustra a
rea de exposio para uma estrutura retangular de comprimento L, largura We altura
H.
Figura 2. 1 - Delimitao da rea de exposio equivalente (Ae)
-
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= + 2 + 2 + 2 [m2] (6)
Aps determinado oNd, aplica-se os fatores de ponderao indicados nas tabelas
D.1 a D.5, multiplicando os valores pertinentes com o valor de Nd. Depois se compara o
resultado obtido com os critrios abaixo (NBR 5419, 2000):
a) SeNd 10-3, a estrutura requer um SPDA;b) Se 10-3 >Nd> 10-5, a convenincia de um SPDA deve ser decidida por acordo
entre projetista e usurio;
c) SeNd 10-5, a estrutura dispensa um SPDA.
Aps da definio da necessidade ou no de um SPDA, definimos o nvel de
proteo da estrutura a partir da tabela D.6.
Com o nvel de proteo escolhido, procede-se escolha do mtodo de clculo
do SPDA. So trs os mtodos usuais (NISKIER,2000):
1) De Franklin;2) De Faraday;3) Eletromagntico.
Apenas o mtodo de Franklin ser detalhado nesse trabalho, pois ele foi o mais
adequado para a fazenda devido a altura das edificaes e baseia-se na colocao de
apenas uma haste no topo da construo a ser protegida.
Considera-se a construo envolvida por um cone cujo ngulo da geratriz com
a vertical estabelecido em funo do nvel de proteo necessrio e da altura da
construo (NISKIER, 2000). A tabela 2.1 fornece o ngulo de proteo para
diferentes alturas.
-
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Tabela 2. 1 - Angulo de proteo em graus e altura da construo
Nvel de proteo
Altura da construo em metros
0-20 m 21 m30 m 31 m45 m 46 m60 m
I 25No permitida a proteo
pelo mtodo FranklinII 35 25III 45 35 25IV 55 45 35 25
Fonte: NBR 5419/2000
Com o ngulo obtido, determina-se o cone de proteo pelo raio Rp dado por:
Rp = Hc tg (7)
Por fim, calcula-se o nmero de condutores de descida atravs da seguinte
equao:
=
(8)
Onde:
N Nmero de condutores
P Permetro da construo em metros
D Distncia mxima dos condutores de descida (tabela 2.2)
Tabela 2. 2 - Espaamento mdio dos condutores de descida conforme o nvel de proteo
Nvel de Proteo Espaamento mdio (m)I 10II 15III 20IV 25
Fonte: NBR 5419/2000
-
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2.5.ILUMINAO2.5.1. CONCEITOS E GRANDEZAS FUNDAMENTAIS
Muitos ambientes interiores e locais exteriores exigem uma iluminao que seja
adequada atividade que ser executada nos mesmos. Assim, necessria a realizao
de um estudo com o objetivo de garantir a melhor escolha de luminrias e lmpadas
para os ambientes.
Aqui sero definidas grandezas e estabelecidos conceitos que se encontram na
NBR 5461/91 Iluminao Terminologia e na NBR 5413/92 Iluminao de
Interiores, alm do Inmetro Instituto Nacional de Metrologia, Normalizao e
Qualidade, no que se refere s unidades empregadas (NISKIER, 2000).
2.5.2. LUZ
uma modalidade da energia radiante que estimula a retina de um observador
dando a sensao visual de claridade. As cores so determinadas pela reao do
mecanismo de percepo sensorial aos diversos comprimentos de onda (NISKIER,2000).
A faixa de radiaes das ondas eletromagnticas detectada pelo olho humano se
situa entre 380 e 780 nanmetros, cujo menor valor corresponde ao limite dos raios
ultravioleta e o maior ao dos raios infravermelhos (NISKIER, 2000).
2.5.3. FLUXO LUMINOSO ()
a potncia de radiao total emitida por uma fonte de luz e capaz de produzir
uma sensao de luminosidade atravs do estimulo da retina ocular. A unidade o
lmen (lm).
-
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As lmpadas apresentam fluxos luminosos com diversas eficincias. A eficincia
definida como a razo do fluxo luminoso emitido sobre a potncia consumida pela
fonte. Sua unidade lm.W-1.
O lmen pode ser definido como o fluxo luminoso emitido, segundo um slido
de um esterradiano, por uma fonte puntiforme de intensidade invarivel em todas as
direes e igual a uma candela (NISKIER, 2000).
2.5.4. INTENSIDADE LUMINOSA (I)
a potncia de radiao luminosa de uma fonte luminosa em uma dada direo.Ela dada por:
I
)9(
Onde o ngulo slido.
Essa expresso pode ser interpretada como a razo do fluxo luminoso () que sai
da fonte e se propaga no elemento de ngulo slido, cujo eixo coincide com a direoconsiderada para esse elemento de ngulo slido. A intensidade luminosa medida em
cadela (cd) (NISKIER, 2000).
2.5.5. ILUMINNCIA (E)
a relao entre o fluxo luminoso que incide sobre uma superfcie pela rea da
mesma. Portanto, pode-se interpretar a iluminncia como a densidade de fluxo luminoso
na superfcie sobre a qual este incide. O Inmetro denomina essa grandeza de
iluminamento. (NISKIER,2000).
A unidade de iluminncia o lux (lx), definido como a iluminncia de uma
superfcie de 1m2 recebendo de uma fonte puntiforme, na direo normal, um fluxo
luminoso de um lmen uniformemente distribudo (NISKIER, 2000). A iluminncia
calculada usando a expresso abaixo:
-
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SE
)10(
A iluminncia calculada com a frmula acima corresponde ao valor mdio,
porque o fluxo luminoso no se distribui uniformemente sobre a superfcie.
2.5.6. LUMINNCIA (L)
obtida dividindo-se a intensidade luminosa da superfcie pela sua rea
aparente, ou seja, pode-se defini-la como sendo a densidade luminosa superficial.
A luminncia a medida da sensao de maior ou menor claridade que umobservador ter ao olhar para uma superfcie iluminada (NISKIER,2000).
S
IL
)11(
2.5.7. MTODO DA PHILIPS PARA PROJETOS DE ILUMINAO
O mtodo proposto pela Philips consiste no uso de tabelas dos fatores deutilizao feitas pela empresa e de algumas relaes matemticas simples para se obter
o nmero de luminrias para cada ambiente. Abaixo seguem algumas definies para
facilitar o entendimento posterior (NISKIER, 2000):
1) K Fator do Local2) C Comprimento do recinto em metros3) L Largura do recinto em metros4) A Diferena entre o p direito e o plano de trabalho em metros5) S rea do recinto em m26) Fator de utilizao (encontrado na figura B.1 no anexo)7) d Fator de depreciao (encontrado na figura B.2 no anexo)8) E Iluminncia desejada (Encontrada na NBR 5413)9) Fluxo luminoso emitido pela luminria (Obtido da figura B.4 no anexo)10) Fluxo total necessrio para atender ao nvel de iluminncia E desejado11)n Nmero de luminrias dado pela razo entre e .
-
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2.5.8. FATOR DE REFLETNCIAPara se usar a tabela da figura B.1, precisa-se conhecer o fator de refletncia do
teto, da parede e do piso do local que se quer iluminar. Para isso, utiliza-se a tabela da
figura B.3.
Na figura B.1, os fatores de refletncia aparecem na linha superior, na forma de
nmeros com trs algarismos onde (NISKIER, 2000):
1) O primeiro refere-se reflexo no teto2) O segundo, das paredes3) O terceiro, do piso
Assim, se os fatores de refletncia escolhidos forem 70% para o teto, 50% para
as paredes e 10% para o piso, o cdigo que usaremos para encontrar na tabela o fator de
utilizao ser 751(7 do teto, 5 da parede e 1 do piso).
2.5.9. CLCULO DO FATOR K DO LOCAL s usar a relao abaixo:
=
+(12)
De posse desse valor, dos fatores de refletncias e do modelo de luminria que
ser usada, consulta-se a tabela B.1 e obtm-se o valor do fator de utilizao
(NISKIER, 2000).
2.5.10.CLCULO DO FLUXO TOTAL NECESSRIO O fluxo encontrado usando a equao abaixo:
)(d
ESlm
(13)
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2.5.11.CLCULO DA QUANTIDADE DE LUMINRIAS NA quantidade de luminrias dada por:
= (14)
De posse desse valor, s falta calcular a distncia entre as luminrias de uma
mesma linha e de uma mesma coluna, que encontrada dividindo-se o comprimento C
do local onde sero instaladas pela quantidade de luminrias que sero colocadas ao
longo dele (linha). Calcula-se da mesma forma a distncia entre as localizadas na
mesma coluna, s que no lugar do comprimento usa-se a largura L do local.
Denominamos essas distncias de A e B respectivamente.
A separao entre as linhas e colunas mais exteriores do arranjo e as paredes dos
ambientes calculada dividindo-se A ou B por dois, de forma que cada uma das linhas
ou colunas exteriores esteja igualmente afastada das paredes. Chamamos a distncia de
uma coluna exterior at uma parede de D1 e a distncia de uma linha exterior at uma
parede de D2.
2.6.CONSIDERAES FINAISEsse captulo possui conceitos fundamentais, como conceitos bsicos de projeto
de instalaes eltricas e de iluminao, alm de noes do regime tarifrio para o
entendimento do restante do trabalho.
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3.MATERIAIS E MTODOSNesse captulo so apresentados os materiais e mtodos utilizados nesse
trabalho.
3.1.FAZENDA GUA LIMPA (FAL)A FAL propriedade da Universidade de Braslia e est situada a 32 km de
distncia do Campus Universitrio Darcy Ribeiro. A FAL possui uma rea de
aproximadamente 4.500 hectares que faz parte da rea de Proteo Ambiental (APA)
das Bacias do Gama e Cabea do Veado e tem, no seu interior, a rea Relevante de
Interesse Ecolgico (ARIE) Capetinga/Taquara, tambm denominada Estao Ecolgicada Universidade de Braslia, pertencente ao Ncleo da Biosfera do Cerrado. Limita-se
ao norte com o Ribeiro do Gama e o Ncleo Rural da Vargem Bonita, ao sul com a BR
251, que liga Braslia a Una/MG, ao leste com o Crrego Taquara e o IBGE, e ao oeste
com a estrada de ferro e o Country Club de Braslia (Fazenda gua Limpa, 2007).
Figura 3.1: Imagem de satlite da localizao relativa da FAL
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De toda a rea da fazenda, 50% so destinados preservao e o restante,
prtica de ensino, pesquisa e extenso. Diversos setores da UnB possuem atividades na
fazenda, entre os quais, destacam-se:
- Instituto de Biologia (IB);
- Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinria (FAV);
- Engenharia FlorestalEFL;
- Instituto de Geologia e
- Departamento de Fsica.
A FAL oferece um potencial tcnico-cientfico natural, possibilitando estudos
climticos, da flora e fauna silvestres, pedolgicos, limnolgicos, geolgicos, etc. Alm
destes, so realizados, ainda, estudos nas reas de:
- Zootecnia (com pequenos, mdios e grandes animais);
- Fitotecnia (com culturas de ciclo curto, anual e perene);
- Silvicultura e manejo florestal;
- Irrigao;- Drenagem;
- Armazenamento;
- Educao ambiental;
- Primatologia;
- Farmcia e
- Arquitetura.
A FAL possui vrios prdios que foram separados segundo o grau de utilizao e
importncia para a fazenda. Nesse contexto, quatro deles foram escolhidos para este
projeto: a administrao, o laboratrio de nutrio animal, o prdio ao lado do viveiro
da engenharia florestal, denominado de prdio da florestal e o almoxarifado.
A administrao concentra atividades que so de grande importncia para o
funcionamento da FAL. composta por dois prdios onde so executadas vrias
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atividades. Neles se encontram as salas de aula, a cozinha, a lanchonete, o refeitrio, a
secretaria e a diretoria, alm de outras reas administrativas.
O prdio do laboratrio de nutrio animal da Faculdade de Agronomia e
Medicina Veterinria. Ali so realizadas aulas prticas para alunos de graduao e
possui equipamentos de grande potncia nominal. Assim, se faz necessrio um projeto
para este local, visando a segurana e preservao do patrimnio da universidade
O prdio da florestal um local com pouca carga instalada. O que se destaca
nesse local a presena de duas cmaras, uma fria e outra seca, que possui uma
instalao eltrica prpria, mas que no foi identificada nesse projeto. A justificativa
para se fazer um projeto de instalao eltrica desse local foi a constante presena dealunos, professores e funcionrios. Ele utilizado para aulas prticas e para o trabalho
nos viveiros da florestal.
Por fim tem-se o almoxarifado, que um prdio onde se tem o armazenamento
dos insumos e dos equipamentos de segurana utilizados na fazenda. Este um local
que apresenta instalaes antigas e sem manuteno.
3.2.O PROGRAMA AUTOCADAutoCAD um software do tipo CAD computer aided design ou projeto
assistido por computadorcriado e comercializado pelaAutodesk, Inc. desde 1982.
utilizado principalmente para a elaborao de peas de desenho tcnico em duas
dimenses (2D) e para criao de modelos tridimensionais (3D). Alm dos desenhos
tcnicos, o programa vem disponibilizando, em suas verses mais recentes, vrios
recursos para visualizao em diversos formatos. amplamente utilizado emarquitetura, design de interiores, engenharia eltrica e em vrios outros ramos da
indstria.
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3.3.REGRAS E PADRESAdequaram-se as instalaes eltricas NBR 5410 - 2004, que estabelece as
condies para garantir a segurana de pessoas e animais bem como a conservao debens. Dessa forma foi estabelecido o nmero mnimo de tomadas, bem como o correto
dimensionamento dos condutores e eletrodutos. O projeto de iluminao foi feito com
base na NBR 5413 de 1992, que estabelece os valores de iluminncias mdias mnimas
para iluminao artificial de interiores. Essa parte ser tratada em um tpico em
separado.
Com a autorizao da prefeitura do campus, foram acessadas as plantas baixas
das edificaes que compem a fazenda para fazer a planta eltrica delas em AutoCAD.
Essas plantas foram entregues a prefeitura e esto anexadas nesse projeto.
Todas as tomadas so do tipo tripolar, pois o aterramento obrigatrio para a
preservao do patrimnio da UnB, visto que uma rea de alta incidncia de raios. O
aterramento ser tratado em um tpico especfico. As tomadas de uso geral (TUG)
possuem potncia aparente de 100 VA. J as tomadas de uso especfico (TUE) possuem
potncia aparente varivel de acordo com a sua utilidade.
O padro escolhido para os condutores foram da Pirelli do modelo Pirastic
Ecoflam, que so comumente usados no mercado e fcil de encontrar. As caractersticas
desse tipo de condutor esto na figura A.12. O dimetro externo adotado para os
condutores de 1.5 mm2 foi de 3.0 mm e para os condutores de 2,5 mm2 foi de 3,7 mm,
pois assim teremos uma boa margem de segurana.
Como o sistema considerado em todos os prdios monofsico, sero usados
dois condutores carregados (F-N: fase-neutro) instalados dentro de eletrodutos aparentes
tambm de PVC em um ambiente cuja temperatura mdia fica em torno de trinta graus
Celsius. Em alguns casos adotaram-se eletrodutos aparentes feitos de ao devido
quantidade de circuitos dentro deles. O condutor neutro, pela NBR 5410-2004, deve ter
o mesmo dimetro do condutor de fase.
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No dimensionamento dos eletrodutos observada a existncia ou no de
circuitos diferentes dentro do mesmo conduto. Existindo circuitos diferentes, verifica-se
se em todos eles h uma mesma tenso de isolamento e se os circuitos se originam do
mesmo quadro de distribuio.
Depois de verificado a existncia de circuitos diferentes, verifica-se se as sees
dos condutores so iguais. Se forem as mesmas, usa-se a hiptese de condutores iguais.
A partir da quantidade de condutores no interior do eletroduto e da tabela da figura
A.10, obtm-se o tamanho do eletroduto.
Para condutores com sees diferentes, considerado o maior nmero de
condutores dentro do mesmo eletroduto e utiliza-se o mtodo descrito no item 5 do
tpico 2.3.2 da reviso bibliogrfica .
O dimensionamento dos condutores de proteo feito usando a figura A.14,
pois eles so do mesmo metal dos condutores de fase. Assim, a seo deles igual s
dos condutores de fase dos circuitos da qual fazem parte. Nos circuitos de TUGs os
condutores de proteo possuem seo de 2,5 mm2.
Os valores dos disjuntores para cada circuito se encontram no quadro de cargas
(anexo C). Adota-se nesse projeto dois tipos de disjuntores:
Disjuntor termomagntico monopolar: oferece proteo aos cabos do circuito.Nesse disjuntor s se pode ligar os condutores de fase. usado nos circuitos de
iluminao, juntamente com o disjuntor diferencial residual bipolar.
Disjuntor diferencial residual bipolar: oferece proteo aos cabos do circuitoe tambm s pessoas contra choques eltricos provocados por contatos diretos e
indiretos. Usado para proteger circuitos de TUGs ou de TUEs
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Fonte: Elektro/Pirelli, 2003
Figura 3. 2 - Exemplo de circuitos terminais protegidos por disjuntores termomagnticos
Fonte: Elektro/Pirelli, 2003
Figura 3. 3 - Exemplo de circuitos terminais protegidos por disjuntores DR
Outro ponto que observado, mas um pouco mais complexo, foi a possibilidade
de se alterar toda a rede de distribuio subterrnea, que se encontra entre os prdios da
administrao, para uma rede area. Isso foi pensado com o objetivo de se evitar um
possvel rompimento de cabos enterrado, pois a fazenda e uma rea que est em
constante escavao, seja para jardinagem ou para plantio. Mas esse assunto no ser
abordado nesse trabalho.
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4.RESULTADOS E DISCUSSOEsse captulo aborda os resultados obtidos e se faz uma anlise deles.
4.1. GERENCIAMENTO DE ENERGIAPara melhorar a gesto da energia da FAL, deve-se instalar um gerenciador de
energia da CCK ou similar como forma de controlar o uso da energia na fazenda de
forma remota. Esse controle feito atravs de uma conexo do aparelho com a internet.
Um problema encontrado foi com relao distncia do medidor de energia at
o ponto de rede mais prximo, localizado na administrao da fazenda. Atravs do
programa Google Earth, sabe-se que a distncia a ser coberta de 1,6 Km. A figura 4.1
ilustra o caminho do ponto de medio at a administrao.
Figura 4. 1 - Imagem de satlite que mostra o caminho da entrada da FAL at a administrao da fazenda
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So proporcionadas trs solues:
1. Instalao do gerenciador de energia ao lado do medidor da CEB e recolhimentodos dados manualmente;
2. Instalao de um sistema, tambm da CCK, de transmisso de dados dogerenciador via celular;
Instalao de um mini transmissor-receptor no medidor da CEB e conect-lo ao
gerenciador de energia, instalado em uma caixa ao lado do medidor.
Fazendo-se uma anlise das solues acima, conclumos que a segunda opotorna-se economicamente invivel, pois exigiria um contrato de locao do sistema com
a CCK, pela qual se pagaria uma taxa mensal de 300 reais com fidelizao de 24 meses
para que disponibilize os dados, que seriam enviados para uma central da prpria
empresa. No caso de quebra do contrato por parte da UnB, cobrada uma multa no
valor de 60% do prazo restante. Alm disso, paga-se uma taxa de 500 reais pela
instalao mais despesas de deslocamento e hospedagem dos tcnicos,
A terceira opo para ser aplicada em longo prazo. Apesar do custo para a
compra e instalao da fibra tica, ela poderia ser utilizada para outras finalidades alm
do gerenciamento.
A primeira soluo sugerida para que se comece com o monitoramento do
consumo da fazenda, sendo de rpida aplicao.
Um detalhamento da rede mostra que a fazenda possui uma internet com
velocidade 100 kbps, sendo dividida entre os pontos de acesso. So 24 pontos, dos quais
17 esto sendo utilizados e destes, 11 esto localizados nos escritrios da
Administrao, 2 em salas de aula, 2 no Laboratrio de Nutrio Animal, 1 no Setor de
Segurana e 1 no Observatrio Astronmico. O gateway padro o 164.41.207.1.
Para a instalao da fibra, sugere-se a colocao dela nos postes de energia que
esto pela fazenda, facilitando a sua instalao e diminuindo o risco do rompimento dela
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por escavaes do solo. O preo da fibra para ser instalada ao longo do trecho de 1,5 km
fica em torno dos R$ 2000,00. A ttulo de exemplo, a empresa Energiflex Cabos e
Sistemas Especiaiscobra para um cabo de 1,5 km de extenso, contendo duas fibras um
valor de R$ 1.560,00.
Um problema que impede a instalao do CCK a falta de uma sada de pulso
no medidor de energia da fazenda. Para alterar o tipo de medidor para um com a sada
de pulso, necessrio trocar o tipo de consumidor em que se enquadra a fazenda.
Atualmente ela est como consumidor convencional do grupo A4 - Poder Pblico.
Teramos que alterar o contrato para o tipo de consumidor horo-sazonal do grupo A4
Poder Pblico e escolher entre a tarifa azul ou verde. A anlise para a escolha da melhor
tarifa est descrita no prximo tpico.
4.2. ANLISE TARIFRIAEsse tpico trata do estudo feito para a escolha da melhor tarifa para a FAL. Na
primeira parte do estudo obteve-se dados sobre o consumo da fazenda. Os dados foram
coletados manualmente, com a presena de uma pessoa anotando os valores de consumoa cada hora durante um perodo de doze horas. Esses dados foram coletados na tera e
na quarta-feira de uma mesma semana, pois so os dias mais movimentados.
De posse desses resultados, calcula-se os valores das contas de luz para cada
modalidade com base no consumo na ponta e fora de ponta e decide-se sobre qual
modalidade enquadrar a fazenda. Mas no foi possvel utilizar os dados para fazer esse
clculo, pois o medidor no permitiu que se conseguisse os valores de consumo a cadahora, pois ele s registra uma mudana a cada 120 kWh consumidos. As tabelas E.6 e
E.7 ilustram os resultado obtidos.
Fez-se, ento, uma estimativa do consumo no horrio de ponta e fora de ponta
com base nas contas de luz da fazenda, no perodo de agosto de 2007 a maio de 2008.
Com esses valores fez-se o clculo das contas para cada modalidade, cujos resultados
esto representados na figura 4.2. O consumo atual e o estimado e os custos nos
horrios de ponta e fora de ponta esto nas tabelas E.1 a E.4.
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Figura 4. 2Comparao entre os valores das contas de energia para cada modalidade tarifria
Pode-se concluir que seria mais vantajoso para a UnB alterar o contrato de
energia da FAL para a tarifa verde, pois este resulta no menor valor para a conta de
energia dentre as modalidades existentes. Alm disso, possibilita a instalao do sistema
de gerenciamento de energia porque, com a alterao do contrato, a CEB proporciona atroca do medidor por um com sada de pulso, necessria para a instalao do
equipamento da CCK.
4.3. O PROJETO DE INSTALAO ELTRICAO projeto da parte eltrica da FAL tem o objetivo de enquadrar as instalaes s
normas tcnicas estabelecidas pela ABNT que tratam da iluminao de ambientes e
tambm das instalaes eltricas de baixa tenso.
Essa etapa do projeto visa estabelecer um padro para as instalaes da FAL,
pois no existe nenhuma documentao sobre elas. O que se observa na fazenda a
improvisao na parte eltrica, composta de ligaes indevidas e fiao exposta. Isso
pode ter como conseqncias curtos circuitos, queima e perda de equipamentos e
mesmo acidentes com as pessoas que freqentam a fazenda.
5.400,00
5.600,00
5.800,00
6.000,00
6.200,00
6.400,00
6.600,00
ValorTotal(R$)
Anlise Tarifria
CONVENCIONAL
AZUL- SECO
AZUL - MIDO
VERDE - SECO
VERDE - MIDO
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O padro foi escolhido de forma a facilitar a instalao e principalmente a
manuteno da mesma, pois essa ltima que garante a eficincia e a segurana da
parte eltrica. Assim optou-se por colocar eletrodutos aparentes em substituio aos
embutidos que existem atualmente.
4.3.1. PRDIO DO ALMOXARIFADO, DEPSITOS DE ADUBOS EFERRAMENTAS
Com a planta do almoxarifado e a tabela de cargas (LOPES, 2007), fez-se o
levantamento do nmero mnimo de tomadas e pontos de luz considerando a utilizaodo local.
Tabela 4. 1Nmero de tomadas e pontos de luz
LOCAL TUGs TUEs PONTOS DE LUZDEPSITO DE ADUBOS 4 0 8
DEPSITO DEFERRAMENTAS
0 1 2
ALMOXARIFADO 3 1 3SANITRIO FEMININO 1 1 1
SANITRIO MASCULINO 1 1 1
Na rea destinada ao armazenamento de adubo, foram colocadas 4 TUGs ao
invs de oito como manda a norma, pois um local destinado apenas ao
condicionamento de sacas de adubo. Foram fixadas quatro tomadas para caso haja a
necessidade de se ligar equipamentos para fazer a limpeza do local.
Na parte onde se armazenam ferramentas, no foram colocadas TUGs por ser
uma rea de pequenas dimenses (12,60 m2) e observando que no h necessidade de se
ligar equipamentos eltricos. Existe apenas uma TUE para se instalar um exaustor com
potncia nominal de at 300 VA, visto que o local no possui janelas e ali se
armazenam tambm produtos para limpeza.
No almoxarifado coloca-se o quadro de disjuntores, pois este no existe. Foi
escolhido esse local pelo fato de sempre haver uma pessoa trabalhando l e, dessa
forma, ele estar sempre aberto. Tambm definido para o almoxarifado um total de trs
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TUGs, uma para o computador da pessoa que cuida do local e outras duas para o caso
de se necessitar utilizar algum equipamento para manuteno do local.
Por fim fez-se o projeto para os sanitrios. Eles no esto sendo utilizados
atualmente, mas optou-se por fazer um projeto para, caso haja uma reforma no local, j
exista um padro a ser seguido. Neles colocam-se duas tomadas de uso especfico para
os chuveiros especificados na planta e cada tomada suporta at 5400 VA, que a
potncia mais comum dos chuveiros existentes no mercado.
Em cada banheiro coloca-se uma TUG para caso seja necessrio ligar um
aparelho eltrico de limpeza, como enceradeiras.
4.3.1.1. DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES EELETRODUTOS
CONDUTORES DE FASE
a) CRITRIO DO AQUECIMENTO
As correes introduzidas no dimensionamento dos cabos so as seguintes:
b) k1 = 1, pois a temperatura ambiente igual a 30 graus Celsius;;c) k2 = 0,8 , pois existem dois circuitos passando pelo mesmo eletroduto;d) k3 = 1, pois consideramos um eletroduto instalado na vertical e um instalado na
horizontal, no teto.
A tabela 4.2 apresenta as sees dos condutores de fase calculadas pelo critrio
do aquecimento.
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Tabela 4. 2Seo do condutor de fase pelo critrio do aquecimento
CIRCUITOS* FATOR k1 FATOR k2 FATOR k3 Ip1)(A) Ip (A)
SEO DOCONDUTOR DE
FASE (mm2)2)
1 1 0,8 1 4,66 5,83 0,52 1 0,8 1 25 31,25 4,03 1 0,8 1 25 31,25 4,04 1 0,8 1 5,91 7,39 0,5
* A localizao de cada circuito est no quadro de cargas no anexo C.1) Ip = tenso/potncia aparente. A tenso e a potncia aparente esto no quadro de cargas no anexo C.2) Figura A.8. Mtodo de referncia B1, com 2 condutores carregados.
b) CRITRIO DA QUEDA DE TENSO (MTODO SIMPLES)
A tabela 4.3 apresenta as sees dos condutores de fase calculadas pelo critrio
da queda de tenso.
Tabela 4. 3Seo do condutor de fase pelo critrio da queda de tenso.
CIRCUITO 1) DISTNCIA 2) (m) SEO DO CONDUTOR (mm2)1 40,93 1,52 13,43 1,53 12,40 1,54 29,46 1,5
1) A tenso em todos os circuitos de 220V. A localizao de cada circuito est no quadro de cargas no anexo C2) A distncia considerada o maior caminho saindo do quadro terminal at o ponto de instalao mais distante deste
A tabela 4.4 mostra os resultados obtidos pelos dois mtodos. A maior seo a
que ser adotada para o condutor de fase.
Tabela 4. 4 - Sees dos condutores de fase calculadas pelos critrios do aquecimento e da queda de tenso
CIRCUITO* CRITRIO DO AQUECIMENTO (mm2)CRITRIO DA QUEDA DE
TENSO (mm2)1 0,5 1,52 1,5 4,03 1,5 4,0
4 0,5 1,5* A localizao de cada circuito est no quadro de cargas no anexo C
Tabela 4. 5 - Seo para os condutores de fase, neutro e de proteo do almoxarifado
CIRCUITO* FASE (mm2) NEUTRO (mm2) PROTEO (mm2)1 1,5 1,5 1,52 4,0 4,0 4,03 4,0 4,0 4,04 1,5 1,5 1,5
* A localizao de cada circuito est no quadro de cargas no anexo C.
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ELETRODUTOS
Para o conduto que contm os circuitos 2 e 3, usa-se a hiptese de condutores
iguais, pois ambos os circuitos alimentam dois chuveiros de mesma potncia. A partir
das informaes da tabela 4.4 e da figura A.10, encontra-se para o tamanho nominal do
conduto o valor de 16 mm.
Os circuitos 1 e 4 possuem sees diferentes e o maior nmero de condutores
dentro do mesmo eletroduto igual seis. Calculando-se a rea ocupada pelos cabos
condutores encontramos:
Cabo de 1,5 mm2 rea ocupada = 7,1 mm2 3 = 21,3 mm2 Cabo de 2,5 mm2 rea ocupada = 10,7 mm2 3 = 32,1 mm2 rea total ocupada = 21,3 mm2 + 32,1 mm2 = 53,4 mm2
Assim, escolhe-se um eletroduto com 16 mm de dimetro, pois menos de um
tero de sua rea transversal (201 mm2) ocupada pelos cabos.
4.3.2. PRDIO DA ADMINISTRAO
Um dos projetos mais trabalhosos o dos prdios da administrao da FAL, pois
existem ali vrios ambientes e em cada um se realiza um tipo de atividade diferente.
Colocam-se dois quadros terminais, um em cada prdio, para que haja um melhor
controle dos pontos de luz e de tomadas existentes. Denomina-se de QT1 e QT2 os
quadros localizados perto da diretoria e perto da sala tcnica, respectivamente.
Define-se, primeiramente, o nmero de tomadas para cada sala existente. Essa
escolha feita de acordo com o tipo de atividade realizada em cada local.
A tabela 4.6 detalha o nmero de tomadas e pontos de luz nos prdios da
administrao da FAL.
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Tabela 4. 6 - Nmero de tomadas e pontos de luz na administrao
LOCAL TUGs TUEs PONTOS DE LUZSALAS DE AULA 9 0 9
SALAS DOSPROFESSORES 1
3 1 4
SALAS DOS
PROFESSORES 2 2 1 2LAB. DE
AGROCLIMATOLOGIA4 1 2
HIDROCLIMATOLOGIA 4 1 2SECRETARIA 8 1 3DIRETORIA 7 1 3
SANITRIO FEMININO 1 0 2SANITRIO MASCULINO 1 0 2
LANCHONETE 4 0 2VARANDA 1 2 0 3VARANDA 2 2 0 3
CIRCULAO 1 2 0 2COZINHA 6 3 4
DESPENSA 1 0 2REFEITRIO 2 0 6
EQUIP. AUDIO VISUAIS 1 0 2SALAS DE AULA 2 8 0 8
ASSISTENCIA PESSOAL 3 0 2FINANCEIROS 3 0 2
SALA TCNICA 3 0 2CONTABILIDADE 3 0 2CIRCULAO 2 0 0 3CIRCULAO 3 0 0 1CIRCULAO 4 0 0 3CIRCULAO 5 0 0 1
Nas salas de aula coloca-se mais TUGs que o mnimo necessrio pela normapelo fato do local necessitar da utilizao de equipamentos como retroprojetores,
computadores e multimidia. Outro fato que deve ser levado em considerao o
aumento do nmero de pessoas utilizando computadores portteis na universidade.
Assim pensa-se na colocao de TUGs ao redor das salas de aula visando utilizao
pelos alunos. No se coloca TUEs, pois ali no existem equipamentos de elevada
potncia que justificasse a instalao das mesmas.
Nas salas dos professores segue-se o mnimo estipulado pelo critrio das reas
(NBR 5410, 2004) em relao ao nmero de TUGs, visto que existem poucos
equipamentos instalados nesses locais. |Foi colocada uma TUE com potncia nominal
de 1500 VA para o ar-condicionado.
No laboratrio de agroclimatologia e na sala de hidroclimatologia define-se um
total de quatro TUGs. Apesar de na tabela de carga (LOPES, 2007) relativa s cargas da
administrao no apresentar nenhum equipamento que esteja instalado nesses locais,
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opta-se por colocar essas TUGs para o caso de no futuro instalar equipamentos e no ser
necessrio refazer a instalao eltrica do local. Apenas seria preciso analisar a potncia
dos equipamentos a serem instalados para garantir que as TUGs no seriam utilizadas
alm da capacidade projetada. No se coloca TUEs nesses ambientes.
Para a secretaria instalam-se vrias tomadas de uso geral, pois existem muitos
equipamentos utilizados ao mesmo tempo, como computadores, impressoras e
copiadoras. Assim, para garantir um uso eficiente da rede e tentar diminuir ao mximo o
uso de extensores de tomadas, opta-se por essa quantia de TUGs. Tambm coloca-se
uma TUE para a instalao de ar-condicionado.
A sala da diretoria tem apenas computadores e um ar-condicionado. Ento, o
nmero de TUGs necessrios para esse local igual a trs, uma a mais do que o mnimo
previsto pela norma para a rea da diretoria. E existe uma tomada de uso especfico para
o ar-condicionado que est instalado.
Em cada banheiro fixam-se uma TUG para se ligar um aparelho eltrico de
limpeza, como enceradeiras.
Na lanchonete colocam-se apenas quatro TUGs, que o nmero de
equipamentos existentes ali. Isso feito porque os produtos vendidos ali so feitos na
cozinha, que um ambiente distinto da lanchonete. Portanto, a previso de que ali
haver um aumento da carga mnima.
J a cozinha um local com uma grande quantidade de equipamentos, alguns
com elevada potncia. Assim, coloca-se TUGs para alimentar os de baixa potncia(menor que 1000 VA) e os de alta potncia so ligados em TUEs destinadas para cada
um deles. A quantidade e a disposio das tomadas esto na planta no anexo C suas
potncias esto no quadro de cargas no anexo B.
Colocam-se as TUGs existentes no refeitrio e nas despensas visando apenas a
utilizao delas para ligar equipamentos de limpeza. Vale ressaltar que o nmero de
tomadas existentes no refeitrio inferior ao nmero mnimo exigido pela norma
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devido ao fato do local ser utilizado apenas para refeies, no fazendo sentido,
portanto, colocar as sete tomadas exigidas.
A sala de equipamentos udio visuais destinada apenas para armazenamento
dos recursos udio visuais utilizados nas aulas da fazenda. Portanto, ali se faz necessrio
apenas uma tomada para o caso de se testar equipamentos antes de sua utilizao.
Para as salas denominadas assistncia pessoal, financeiros, sala tcnica e
contabilidade foi feito um mesmo projeto, pois elas se destinam praticamente mesma
atividade, de administrao, e possuem praticamente a mesma quantidade de
equipamentos. Assim, h trs TUGs em todas elas.
4.3.2.1. DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES EELETRODUTOS
CONDUTORES DE FASE
Os circuitos que saem do QT1 possuem os seguintes fatores de correo para os
clculos utilizando o critrio do aquecimento:
k1 = 1, pois a temperatura ambiente igual a 30 graus Celsius k2 = 0,50, obtido da figura A.6, no item 1 para 9 circuitos k3 = 0,80, obtido da figura A.7 devido aos 2 eletrodutos que saem do QT1
Para o QT2 os fatores foram os seguintes:
k1 = 1, pois a temperatura ambiente igual a 30 graus Celsius k2 = 0,54, obtido da figura A.6, no item 1 para 7 circuitos k3 = 0,80, obtido da figura A.7 devido aos 2 eletrodutos que saem do QT1
Para o critrio da queda de tenso usa-se o mtodo simples, com queda
admissvel de 3% para circuitos de TUE e TUG e para os circuitos de iluminao adota-
-
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41
se como admissvel uma queda de 4%. As sees dos condutores so obtidas da tabela
da figura A.15.
a) Critrio do aquecimentoAs tabelas 4.7 e 4.8 apresentam as sees dos condutores de fase calculadas pelo
critrio do aquecimento.
Tabela 4. 7 - Seo do condutor de fase pelo critrio do aquecimento (QT1)
CIRCUITO* FATOR k1 FATOR k2 FATOR k3 Ip1)(A) Ip (A)
SEO DOCONDUTOR DE
FASE (mm2)2)
1 1 0,5 0,8 9,60 24,00 2,52 1 0,5 0,8 5,24 11,43 1,03 1 0,5 0,8 7,18 17,95 2,57 1 0,5 0,8 15,00 37,50 6,08 1 0,5 0,8 15,46 38,65 6,010 1 0,5 0,8 7,18 17,95 2,511 1 0,5 0,8 7,18 17,95 2,512 1 0,5 0,8 7,18 17,95 2,513 1 0,5 0,8 7,18 17,95 2,514 1 0,5 0,8 7,18 17,95 2,5
* A localizao de cada circuito est no quadro de cargas no anexo C 1) Ip = tenso/potncia aparente. A tenso e a potncia aparente esto no quadro de cargas no anexo C.2) Figura A.8. Mtodo de referncia B1, com 2 condutores carregados.
Tabela 4. 8 - Seo do condutor de fase pelo critrio do aquecimento (QT2)
CIRCUITO* FATOR k1 FATOR k2 FATOR k3 Ip1)(A) Ip (A)
SEO DOCONDUTOR DE
FASE (mm2)2)
4 1 0,