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A desativação de antigos padrões elétricos em um sistema de ar condicionado e a instalação de novos circuitos, incluindo detalhes sobre as entradas subterrâneas, alimentadores principais e secundários, ramais secundários, caixas de passagem, e quadro de distribuição. O texto também inclui informações sobre a corrente de curto circuito, impedância de sequência zero, e cálculos de ganho de calor total.
O que você vai aprender
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
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CLIENTE: MITRA DIOCESANA DE GOVERNADOR VALADARES – PARÓQUIA SANTA RITA OBRA: REFORMA DAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DO SANUTÁRIO; SISTEMA DE AR CONDICIONADO REDIMENSIONAMENTO DO PADRÃO DE ENTRADA DE ENERGIA ENDEREÇO: AV. WASHINGTON LUIZ Nº 2579 LOCAL: BAIRRO SANTA RITA GOVERNADOR VALADARES DATA: 06/04/2015 (inicio do projeto)
Figura 1 - Caixa de disjuntor e TC's do padrão de entrada tipo CM18, com CM4 acoplada
O presente memorial tem por finalidade descrever as reformas das instalações elétricas e
seus complementares incluindo o redimensionamento do padrão de entrada de energia
do Santuário, Sistema de Ar Condicionado e Pátio de festas. Os padrões existentes
foram desativados como medidores de consumo de energia passando essas instalações a
atuar como proteção das divisões dos circuitos existentes, sendo Circuito do Sistema de
Ar Condicionado circuito do Pátio de Festas e Circuito do Santuário.
As entradas de energia existentes em baixa tensão 220/127V, trifásica de 200A, para o
Padrão do Sistema de Ar Condicionado e baixa tensão 220/127V, trifásica de 100 A e
bifásica 60 A para o do Pátio de Festas e Santuário, estes padrões foram modificados
passando a funcionar como um sistema de
proteção dos ramais resultando num aumento da
capacidade instalada levando em consideração as instalações existentes e permitindo uma
capacidade extra para contingências ou aumento
futuro de novas cargas, bem como atender aos
aumentos sazonais de cargas em função de festas
e outros eventos religiosos. Após as modificações
o sistema elétrico ficará, dimensionado conforme
segue:
3. PADRÃO GERAL
Composto por uma entrada subterrânea constituído
por fase tipo sintenax flex 0,6/1,0kV, com isolação por composto termoplástico de PVC flexível SEM CHUMBO, e antichama de seção #2X240mm2. O Ramal de Ligação conecta-se ao Ramal de Entrada no interior de uma caixa de passagem tipo ZC (770X670X900) CP-01.
Em seguida o padrão de entrada é acomodado em duas caixas uma tipo CM-18, com um disjuntor de 400 A, TC´s e barramentos, conforme detalhes na tabela abaixo, acoplada à esta, está uma caixa tipo CM4 para abrigar o medidor de energia.
01 Caixa tipo CM-18, Montada, com chapa isolante (fenolite), pintura eletrostática. 02 Barramento: barra de cobre eletrolítico de 3/8" X 1 X 1/2 ", densidade de corrente mínima 2,0 A/mm^2 03 Caixa CM-4 acoplada, com plataforma para medidor CEMIG 04 Disjuntor tripolar GE - COR. NOM. 400A - 415 Vca Capacidade de interrupção Icu 65 Ka (240 V) - COD. GE SPECTRA SGLA426AT0400B 05 Ramal de entrada: cabos tipo sintenax flex 0,6/1,0 kV, 3 fases mais 1 neutro, dois condutores por fase com isolação por composto termoplástico de PVC flexível SEM CHUMBO, e antichama de seção #2X240 mm 06 Alimentador principal: cabos tipo sintenax flex 0,6/1,0 kV, 3 fases mais 1 neutro, dois condutores por fase com isolação por composto termoplástico de PVC flexível SEM CHUMBO, e antichama de seção #2X120 mm
Apartir da caixa de passagem CP-02 tipo ZB (520X440X700), o Alimentador Principal bifurca em Alimentador secundário -1 e Alimentador secundário – 2.
O Alimentador secundário – 1 , é composto por cabos tipo sintenax flex 0,6/1,0 kV, com isolação por composto termoplástico de PVC flexível SEM CHUMBO, e antichama de seção #70 mm2, 3 fases e 1 neutro mais terra de 35mm2, sendo conduzido no interior de eletroduto de PVC Ø75mm. Este alimentador passa por uma caixa CP-03 tipo ZC (860X790X900), sendo direcionado à caixa de proteção de ramais CD-01 tipo CM2, sendo conduzido no interior de eletroduto de PVC Ø75mm, e eletroduto de aço galvanizado Ø75mm, externo na subida, onde é seccionado por um disjuntor termomagnético GE 150 A, apartir deste ponto o circuito bifurca novamente em dois ramais: Ramal secundário – 1 e Ramal secundário – 2.
Conforme exposto no item anterior o Alimentador secundário – 2 , é conectado ao Alimentador principal na caixa de passagem CP-02, e é composto de cabos tipo sintenax flex 0,6/1,0 kV, com isolação por composto termoplástico de PVC flexível SEM CHUMBO, e antichama de seção #185 mm2, 3 fases e 1 neutro, têmpera mole encordoamento extra flexível classe 5, em conformidade com a NBR7288, sendo cabos de cor preta para fase, azul claro para os cabos neutro e
Figura 2 - Caixa de passagem CP- 02 - Alimentadores
neutro, com isolação por composto termoplástico de PVC flexível SEM CHUMBO, e antichama de seção #6 mm2, e proteção #6 mm2, onde o circuito é divido nos circuitos terminas de iluminação da frente do Santuário, estacionamento das bicicletas e refletores superiores. Ramal secundário 1.3 – Deriva da CP-05 para o QD-02 no interior da Sacristia, para alimentação da iluminação interna do Santuário e Ventiladores e QD- 05 situado no sótão do Santuário para alimentação do Altar e tomadas no interior do Santuário. Composto de cabos tipo sintenax 0,6/1,0 kV, 3 fases mais 1 neutro, com isolação por composto termoplástico de PVC flexível SEM CHUMBO, e antichama de seção #16 mm2, e proteção #10 mm2, este por sua bifurca em dois circuitos no sótão do santuário em Ramal secundário 1.3.1 - 3 fases #16mm2 mais um neutro #16mm2 e terra #10mm2, que alimenta o QD- no sótão e Ramal secundário 1.3.2 - 3 fases #10mm2 mais um neutro #10mm2 e terra #10mm2 que alimenta o QD-02 na Sacristia.
O Ramal secundário – 2 é composto por cabos tipo sintenax flex 0,6/1,0 kV, 3 fases mais 1 neutro, com isolação por composto termoplástico de PVC flexível SEM CHUMBO, e antichama de seção #25 mm2, e proteção #10mm2. Este circuito é proveniente da caixa de proteção de ramal CD-03 com disjuntor termomagnético tripolar GE de 100 A, Icu 10 kA, e é direcionado à caixa de passagem CP-03, onde bifurca em três circuitos para o Pátio de festas alimentando os circuitos terminais de iluminação e tomadas.
Ramal secundário 2.1 – Deriva da CP-03 para um quadro de distribuição próximo aos banheiros do Pátio de Festas, para alimentação de iluminação e tomadas. Composto de cabos tipo sintenax 0,6/1,0 kV, 3 fases mais 1 neutro, com isolação por composto termoplástico de PVC flexível SEM CHUMBO, e antichama de seção #25 mm2, e proteção #10 mm2. Ramal secundário 2.2 – Deriva da CP-03 para um quadro de distribuição na parede lateral do bar do Pátio de Festas, para alimentação de iluminação e tomadas. Composto de cabos tipo sintenax 0,6/1,0 kV, 3 fases mais 1 neutro, com isolação por composto termoplástico de PVC flexível SEM CHUMBO, e antichama de seção #16 mm2, e proteção #16 mm2. Ramal secundário 2.3 – Deriva da CP-03, para a CP-06 daí para um quadro de distribuição nas barracas do Pátio de Festas, para alimentação de iluminação e tomadas. Composto de cabos tipo sintenax 0,6/1,0 kV, 3 fases mais 1 neutro, com isolação por composto termoplástico de PVC flexível SEM CHUMBO, e antichama de seção #16 mm2, e proteção #10 mm2.
Figura 5 - QD-02 durante montagem, na Sacristia.
O Ramal secundário – 3 é composto por cabos tipo sintenax flex 0,6/1,0 kV, 3 fases mais 1 neutro, com isolação por composto termoplástico de PVC flexível SEM CHUMBO, e antichama de seção #185 mm2, e proteção #95mm2, com esta seção transversal até a caixa de passagem CP-05, apartir deste ponto o ramal tem sua seção reduzida, para #95mm2 nos três cabos fase e #16mm2 no neutro (este neutro é utilizado somente nos circuitos monofásicos existentes no circuito do Sistema de Ar Condicionado que são respectivamente, iluminação e comando), foi inserido um disjuntor adicional na CD-02 com corrente nominal 250 A para proteção do ramal..
O circuito é direcionado ao Quando de Distribuição – QD-01, onde são feitas as derivações e proteções para os circuitos terminais.
4. SISTEMA DE AR CONDICIONADO
Devido à alta carga imposta ao Alimentador Secundário-2 que alimenta o sistema de ar
condicionado, foi feito um estudo separado do circuito.
O sistema é composto por um Quadro de Distribuição Geral – QD-01, que abriga a
proteção para os seguintes circuitos terminais:
Circuito de alimentação do Motor do Ventilador do Evaporador Circuito de alimentação do Motor do Compressor da Máquina 01 Circuito de alimentação do Motor do Compressor da Máquina 02 Circuito de alimentação do Motor do Compressor da Máquina 03 Circuito de alimentação do Motor do Ventilador das Condensadoras 01, 02, e 03 Circuito de proteção do Comando do Sistema Circuito de alimentação dos Motores das Cortinas de Ar 01 e 02 Circuito de alimentação dos Motores das Cortinas de Ar 03 e 04 Circuito de alimentação dos Motores das Cortinas de Ar 05 e 06 Circuito de alimentação dos Motores das Cortinas de Ar 07 e 08 Circuito de alimentação dos Motores das Cortinas de Ar 09 e 10 Circuito de alimentação do Ar Condicionado da Capela
Figura 6 - CP-05 caixa de passagem tipo ZC(Cemig)
Abaixo um quadro com os equipamentos que compõem este circuito, características
elétricas de projeto, e desempenho em regime de operação.
EQUIPAMENTO POTÊNCIA CORRENTE DE PROJETO
Motor do Ventilador
do Evaporador
Motor do Compressor
RAP200-MAQ
Motor do Compressor
RAP200-MAQ
Motor do Compressor
RAP120-MAQ
Motor do Ventilador
RAP200-
Motor do Ventilador
RAP200-
Motor do Ventilador
RAP120-
Motor das Cortinas de Ar 1 a 10
Motor do Compressor
Ar da Capela
TOTAL 78,76 kW 218,
Comprimento do circuito da derivação na CP-01 até o QDF-01 (Quadro de Distribuição
na casa de máquinas) 65m
Queda de tensão máxima admissível 5,0%
Onde:
S= Seção transversal do cabo (mm^2 )
r= Resistividade do Cobre =>1/58 (W*mm^2 /m)
e(%)= Queda de tensão em percentual
U=tensão entre fases do circuito em (V)
P= Potência total do circuito em (W) L= Comprimento do lance de cabos em (m)
S=72,9 mm2,^ portanto menor que 95mm^2 , OK!
De acordo com as tabelas 35, 36 e 40 da norma NBR5410:2004 e método de referência
de instalação A1 e A2, da tabela 33 Todos os condutores atendem à tabela 35 quanto às
suas temperaturas características,
Tipo de Isolação
Temperatura máxima para serviço contínuo (condutor) ºC
Temperatura limite de sobrecarga (condutor) ºC
Temperatura limite de curto- circuito (condutor) ºC Policoreto de vinila (PVC) até 300mm^2 70 100 160
Tabela 35 – NBR5410: E quanto à sua capacidade de condução de corrente tabela 36. Neste caso específico do
sótão do Santuário coberto por telha de zinco, aos cabos instalados neste local foi
aplicado um fator de correção da temperatura ambiente na capacidade de condução de
corrente dos mesmos.
Temperatura (ºC)
Isolação
PVC EPR ou XLPE Ambiente 25 1,06 1, 35 0,94 0, 40 0,87 0, Tabela 40 – NBR5410: Considerando uma temperatura ambiente em torno de 35 ºC, aplicando a formula de
correção:
Onde:
= Corrente de projeto corrigida em (A) = Corrente de projeto = Fator de correção para temperaturas ambientes diferente de 30 ºC; = Fator de correção para resistividade do solo, caso seja diferente de 2,5 K*m/W; = Fator de correção de agrupamento (agrupamento de mais de um circuito no mesmo
eletroduto)
Neste estudo será demonstrado somente o cálculo para o Alimentador Secundário-
Cálculo da corrente de projeto:
√ ̇
√̇
A reatância reduzida será:
e ̅̅̅̅̅
pu
Impedância do transformador CEMIG
Mudança de base do transformador para o sistema
Potencia nominal (considerando transformador a ser instalado) - 150 kVA
Impedância percentual - 3,5 %
Perdas ôhmicas no cobre - 2050 W
Tensão nominal - 13,8/220-127 kV/V
Cálculo da Resistência -
Cálculo da Reatância -
( ) ( pu ) √^ ( )
Impedância do circuito de conexão do transformador ao padrão de entrada de
energia -
Cálculo da Resistência -
( W )
( pu )
Onde:
Resistência do condutor, em W/m; Comprimento do circuito, medido entre os terminais do transformador e o ponto
de conexão com o disjuntor do padrão de entrada em m;
Número de condutores por fase do circuito mencionado.
Cabo utilizado: sintenax flex 0,6/1,0kV, com isolação por composto termoplástico de
PVC flexível SEM CHUMBO, e antichama de seção #2x240mm sendo 2 condutores
por fase, sendo: = (0,0862 +j0,169) W /km.
( pu )
( pu)
Cálculo da Reatância -
( W )
( pu )
A corrente de curto circuito assimétrica será:
Onde FA = fator de assimetria, determinado segundo a relação
(Tabela 5.2 – Instalações Eletricas Industriais – João Mamede Filho)
̇ ( kA )
̇ ( kA )
Impulso da corrente de curto-circuito será:
√ (kA)
√ (kA)
Corrente de curto circuito Fase Terra máxima é:
Cálculo da impedância de sequência zero do circuito que liga o transformador ao Padrão
de entrada de energia. Para os cabos sintenax flexível isolação em PVC #240mm^2 os valores de impedância de
sequência zero são respectivamente:
( pu )
( pu )
( pu )
( pu )
( pu )
( pu )
( ) ( ) ( )
̇ (kA)
CORRENTE DE CURTO CIRCUITO DO PADRÃO DE ENTRADA ATÉ O QD-
Nota: Devido à magnitude da corrente envolvida no circuito do Alimentador Secundário - optou-se por um detalhamento do cálculo para presumir a real influência deste circuito no
( pu )
( pu )
Impedância equivalente do agrupamento de motores.
Por se tratar de um sistema de ar condicionado onde todas as máquinas funcionarão 100% do tempo quando em operação, será considerado um fator de demanda de 100%,
consequentemente a soma das potências de todos os motores.
Potência dos motores: 78,76 kW
Fator de potência médio: 0,
Rendimento médio: 0,
Resistência
Reatância
(pu)
Impedância equivalente até o ponto de defeito considerado, ou seja, a conexão dos cabos ao disjuntor do QD-01.
̇ (pu )
A corrente de curto circuito simétrica trifásica com a contribuição dos motores,
será:
( )̇
( kA)
A corrente de curto circuito bifásico com a contribuição dos motores será:
A corrente de curto circuito assimétrica com a contribuição dos motores será:
Onde FA = fator de assimetria, determinado segundo a relação
(Tabela, valor interpolado)
̇ ( kA )
̇ ( kA )
Impulso da corrente de curto-circuito com a contribuição dos motores será:
√ (kA)
√ (kA)
(kA)
Corrente de curto circuito do Alimentador Secundário -
Pelo método simplificado utilizaremos a corrente nominal do disjuntor de proteção do
Alimentador Secundário – 1, instalado na CD-1.
A impedância do circuito será:
