CALCULO ILUMINAÇÇAO

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    04-Jul-2015
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5 PROJETO ELTRICO5.1 Classificao da reaA rea em questo utilizada para abrigar compressores de gs o galpo de dimenses mostradas no APNDICE B folha01. uma rea aberta, bem ventilada, ou seja, com ventilao adequada ou natural. O tipo de substncia inflamvel existente o Gs Natural. O gs natural uma mistura de gases encontrado frequentemente em combustveis fsseis, isolado ou acompanhado ao petrleo. Ainda que a sua composio seja diferente dependendo da fonte da qual extraido, composto principalmente por metano em quantidades que podem superar 90 ou 95%, e contm outros gases como nitrognio , etano, CO2 ou restos de butano ou propano. Conforme conceituao americana (NEC), o Gs Natural pertence CLASSE I (gases e vapores). Possui um grau de risco baixo, ou seja, a liberao do produto inflamvel em recipiente fechado para o meio externo ser via falha ou operao anormal do equipamento. E a rea encontra-se na DIVISO 2, devido a baixa probabilidade de presena de mistura inflamvel. Com relao conceituao brasileira (ABNT/IEC), o Gs Natural pertence ao GRUPO IIA. Com relao classe de temperatura, a temperatura de auto-inflamao do gs equivale a 287 C. Com isso os equipamentos instalados nesta rea devem ter elevao de temperatura menor que 287 C. Por isto devem ser classificados como classe de temperatura T3 que possui temperatura mxima de superfcie de 200 C. A rea em questo faz parte da ZONA 2 conforme ABNT/IEC, devido a baixa probabilidade de presena de mistura inflamvel. Conforme ABNT/IEC, o projeto eltrico utilizar equipamentos e normas voltadas para instalaes em Zona 2, Grupo IIA e classe de temperatura T3. O tipo de proteo adotado o tipo d proteo a prova de exploso aplicveis para Zonas 1 e 2.

5.1.1 Casa de CompressoresUm tipo de construo muito comum na indstria de processo aquela em que h um galpo para abrigar compressores (casa de compressores). Geralmente h um fechamento

26 lateral at certa altura, mas neste caso no h, alm da cobertura para proteger as mquinas contra a chuva. A parte inferior aberta tendo apenas colunas de sustentao. Os compressores se situam numa parte bem ventilada. Nesse caso, se o produto mais leve que o ar, em caso de vazamento com o meio externo, h uma tendncia de o produto ocupar as partes superiores do galpo. Na figura 5 observa-se a classificao de reas sugerida para esse caso.

Figura 5:Galpo adequadamente ventilado, compressor de gs natural.

5.2 IluminaoO projeto de iluminao utilizar luminrias pendentes prova de exploso Nutsteel (cdigo NE250AN3S25), com lmpadas de vapor de sdio de 250W e reator com perdas de 30W. Dados sobre a luminria esto no APNDICE A. A iluminao ser acionada por circuito de comando utilizando rel fotoeltrico que manter as lmpadas acessas em falta de luz. A planta baixa e diagrama unifilar relacionadas iluminao encontram-se no APNDICE B-folha02 e folha03.

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5.2.1 LuminotcnicaVisando a obteno da quantidade de luminrias no projeto utilizou-se o mtodo de fluxo luminoso para se obter uma estimativa inicial. O iluminamento necessrio para galpes industriais de 150 lux. Mtodo de fluxo luminoso (estimativa inicial) O ndice de recinto K dado pela equao (1). K= lb hM (l + b) (1)

l comprimento local =24m b largura local = 14m hM altura montagem da luminria (distncia luminria plano de trabalho) = 7m Como K=1,26 aproxima-o de K=1,50 para utilizar a tabela 8 de fatores de utilizao (U).

Tabela 8:Fator de utilizao

Como se trata de um galpo sem paredes e em contato com o ambiente foi feito considerao que as paredes, teto e piso consistem uma superfcie escura. Logo: teto(%) =30 parede(%) =10

piso(%) =10 Da o fator de utilizao equivale a U= 0,19. Como fator de depreciao (d) adota-se um perodo de manuteno de 5000h e ambiente sujo, tendo assim d=0,66. O clculo fluxo total a ser emitido pelas lmpadas (t) dado pela equao (2).t = ES Ud

(2)

EIluminamento mdio requerido em luz; E=150lux Srea do recinto em m; S=336m d Fator de depreciao; d=0,66 U Fator de utilizao; U=0,19 Com isso o fluxo total ser t = 401913,88 lumens A obteno da quantidade de luminrias (N) dado pela equao (3). N= t (3)

t fluxo total a ser emitido pelas lmpadas em lumens; t = 401913,88 lm fluxo luminoso da lmpada em lumens; S=25000lm Logo se obtm uma quantidade N=18 luminrias (valor aproximado). Porm pelo mtodo ponto a ponto verifica-se que essa quantidade de luminrias no suficiente para obteno de um ambiente com iluminao de 150 lux. Mtodo ponto a ponto Se a distncia d entre a fonte de luz e o objeto a ser iluminado for no mnimo 5 vezes maior do que as dimenses fsicas da fonte de luz, pode-se calcular a Iluminncia pelo Mtodo de Iluminncia Pontual como na figura 6.

Figura 6:Mtodo ponto a ponto para incidncia perpendicular

Esse mtodo demonstra que a Iluminncia (E) inversamente proporcional ao quadrado da distncia. Por exemplo, dobrando-se a distncia entre a fonte de luz e o objeto, reduz-se a Iluminncia sobre o objeto a um quarto de seu valor anterior. Se a incidncia da luz no for perpendicular ao plano do objeto, o modelo de clculo passa a ser conforme figura 7.

Figura 7:Mtodo ponto a ponto para incidncia no-perpendicular

I a intensidade luminosa de acordo com o ngulo de inclinao do feixe de luz. Assim a Iluminncia (E) em um ponto o somatrio de todas as Iluminncias incidentes sobre esse ponto oriundas de diferentes pontos de luz, conforme a seguir:

Figura 8:Mtodo ponto a ponto

Para a lmpada de vapor de sdio em questo, para a obteno da intensidade luminosa em cada ngulo utiliza-se a curva de distribuio polar da figura 9.

Figura 9:Curva de distribuio polar

Utilizando mtodo computacional baseado no clculo ponto a ponto neste galpo em questo e utilizando dados da intensidade luminosa da curva polar acima, para cada ngulo verifica-se uma iluminncia de 150 lux com a utilizao de 24 luminrias ou 24 pontos de luz.

5.3 Dimensionamento do QDL (Quadro de Distribuio de Luz)Premissas: Fonte 220V para as cargas Transformador 150kVA, 3 , 60Hz , 13800:230 V , -Y , Z = 4% , rigidamente aterrado.

5.3.1 Dimensionamento da IluminaoA iluminao constitui-se de dois circuitos (circuitos 1 e 2) com 12 pontos de luz cada. Diagrama unifilar encontra-se no APNDICE B-folha02. Circuito 1e 2 Com relao potncia do circuito adota-se 12 lmpadas de vapor de sdio de 250W e reator com perdas de 30W e fator de potncia de 0,92. Com isso: P = 12x(250+30) = 3360W Fp = 0,92 Caractersticas da carga: Potncia: 3360W Trifsico Tenso: 220V Corrente de Carga: P 3 V fp

I=

=

3360 3 220 0,92

= 9,58 A

Para o clculo do amper-trip utiliza-se um fator regime de 1,25 para regime contnuo, logo:AT = 1,25 In = 1,25 9,58 = 11,975 A

As lmpadas de vapor de sdio apresentam uma corrente de partida conforme figura10. Considera-se a corrente eficaz (rms) como sendo a corrente na partida da lmpada conforme clculo a seguir.

Figura 10:Grfico corrente de partida X tempo

Onde 6 min=360s , In=9,58A e I=1,4In=13,41A clculo da corrente eficaz2 1 Irms = T2 T1 1 T

T

[ f (t )] dt2 2

considera - se f(t) como sendo uma reta prxima a curva da figura10 f (t ) = 0,0106 t + 13,41 Irms = 1 360 0360

] [0,0106t +13,410

dt

Irms = 11,12 A = 1,16In

Adota-se um mini-disjuntor tripolar termo-magntico siemens 5SX1 313-7 com AT13A. O ampr-frame (AF), maior corrente da famlia deste disjuntor, equivale a 80A e a corrente mxima de interrupo Icc=10kA. Conforme figura 11 observa-se que o disjuntor protege contra sobrecarga na partida da lmpada.

Figura 11:Curva do disjuntor 5SX1

Critrio da mxima capacidade de conduo de corrente: Condutor unipolar, isolao em PVC e capa externa de PVC instalado em eletroduto

aparente (mtodo de referncia B1), classe de tenso 0,6/1kV. Fator de correo por efeito de temperatura de 40, conforme tabela 9: Ft = 0,87.

Tabela 9:Fatores de correo para temperaturas ambientes diferentes de 30C para linhas no subterrneas e de 20C (temperatura do solo) para linhas subterrneas.

Fator de correo por agrupamento, conforme tabela 10: Fa=0,80 (2 circuitos agrupados).

Tabela 10:Fatores de correo para agrupamento de circuitos ou cabos multipolares

Iamp =

9,58 I = Ft Fa 0,87 0,80

= 13,76 A

Conforme tabela 11, o condutor de seo nominal 2,5mm suporta uma corrente de 21A que maior que Iamp, satisfazendo a condio.

Tabela 11:Capacidades de conduo de corrente para fios e cabos isolados em termoplstico, condutor de cobre

Condio de amper trip do disjuntor:I = Icabo Fa Ft = 21 0,80 0,87 = 14,616 A > AT = 13 A( condio satisfeita)

Para o condutor terra, como a seo do condutor fase 2,5mm, logo Sp=2,5mm, conforme tabela 12.