Dimensionamento Condutores II

8/19/2019 Dimensionamento Condutores II

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Critério do Limite de Queda de Tensão Exemplos

Dimensionamento de Condutores - CircuitosTerminais (Parte II)

Docente: Eubis Pereira Machado

Eubis Pereira Machado Universidade Federal do Vale do São Francisco

Dimensionamento de Condutores - Circuitos Terminais (Parte II)


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Sumário

1 Critério do Limite de Queda de Tensão

Método da Queda de Tensão UnitáriaCálculo da Queda de Tensão pelo Método

Watts × metros

2 Exemplos

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Sumário


Método da Queda de Tensão UnitáriaCálculo da Queda de Tensão pelo Método

Watts × metros

2 Exemplos

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Critério do Limite de Queda de Tensão

Devido a passagem da corrente elétrica pelos condutores do

circuito, o valor da tensão padrão não é o mesmo em todos os

pontos da instalação.

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Limites de queda de tensão - NBR 5410:2004

Instalação alimenta por rede de distribuição pública em

baixa tensão.

Instalação alimentada por transformador próprio.

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Limites de queda de tensão - NBR 5410:2004

Instalação alimenta por rede de distribuição pública em

baixa tensão.

Instalação alimentada por transformador próprio.

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C é Q


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Técnicas de cálculo

1 Método da Queda de Tensão Unitária:

Técnica utilizada para dimensionamento de condutores de

circuitos de distribuição e de circuitos terminais com cargasconcentradas ou distribuídas ao logo do alimentador.

2 Método da queda de tensão pelo técnica Watts × metros :Técnica simplificada;Considera apenas a resistência ôhmica dos condutores;Deve ser limitada ao dimensionamento de condutores comseção nominal relativamente pequenas, onde a reatânciaindutiva não é predominante.

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C ité i d Li it d Q d d T ã E l


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Método da Queda de Tensão Unitária


Circuito com carga concentrada na extremidade

˙U 1 =

˙I p (Z 1 + Z 2) +

˙U 2= İ p [2L(r + jx )] + U̇ 2

U̇ 1− U̇ 2 = İ p [2L(r + jx )]

Escrevendo a corrente do circuito em função do fator de

potência da carga (cos(φ)), a queda de tensão pode serexpressa por:

∆U = | U̇ 1 − U̇ 2| = t I p L[(r cos(φ) + x sin(φ)].7 / 2 8



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Onde,

r - Resistência do condutor do circuito (Ω/km );

x - Reatância do condutor do circuito (Ω/km );cos(φ) - Fator de potência da carga;

t - Fator que vale 2 para circuitos monofásicos e√

3 para

circuitos trifásicos;

L - Comprimento do circuito, desde a origem até a carga;I p - Corrente de projeto.

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Definindo,

∆U = ∆U

I p L = t [(r cos(φ) + x sin(φ)]

Queda de tensão unitária (∆U )

Dado obtido a partir de tabelas de fabricantes decondutores elétricos (fios e cabos) para diversas seçõesnormatizadas.

Devemos escrever a queda de tensão unitária em função da

queda de tensão percentual, dado definido por norma.

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A queda de tensão percentual (∆U %) em relação à tensãonominal (U N ) do circuito pode ser definida por

∆U % = ∆U

U N ×100 ∴ ∆U =

∆U % × U N 100

Substituindo ∆U na expressão da queda de tensão unitária:

∆U = ∆U % × U N 100

×I p ×

L

Expressão utilizada para o dimensionamento dos condutores

pela máxima queda de tensão admissível. Contudo, essa

expressão só é válida para uma única carga concentrada.

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Circuito com carga distribuída ao longo do alimentador

Admitindo o mesmo condutor ao longo do circuito e cargas

com o mesmo fator de potência, a queda de tensão unitáriapode ser expressa por:

∆U = ∆U % × U N 100

n i =1 I i

×Li

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Circuitos com cargas distribuídas ou concentradas ao longo do

circuito:

Com o valor de ∆U , entra-se em uma das tabelas dequeda de tensão unitária [V /A.km ] que apresente ascondições do método de instalação selecionado.

As tabelas de queda de tensão unitária devem ser obtidas

dos catálogos dos fabricantes de condutores elétricos,

pois não é fornecida pela NBR 5410:2004.

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p

Cálculo da Queda de Tensão pelo Método Watts × metros

Queda de Tensão pelo Método Watts × metros Cálculo da seção pela queda de tensão admissível:

S c = 2ρ 1

e (%)V 2 ×

N

i =1

(p i × Li )

Onde,

S c = seção do condutor em mm 2;

ρ = resistividade do cobre 1/58(Ohms × mm 2)/m p = potência consumida em W;

N = número de cargas no circuito;L = comprimento em metros;

e (%) = queda de tensão percentual;

V = 110 ou 220 V.

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p

Sumário



Cálculo da Queda de Tensão pelo Método

Watts × metros

2 Exemplos

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Exemplo 01

Dimensionar os condutores para um circuito terminal de um

chuveiro elétrico, dados: Pn = 5400W; Tensão = 220V; fator de

potência unitário; temperatura de 30◦C ; comprimento do

circuito: 15,0 m.

Solução adotada:

A partir do dimensionamento pela critério da ampacidade,

tem-se

Material do eletroduto: PVC (material não magnético)

Tipo de circuito: monofásico

Cálculo da corrente de projeto: I p = 24, 5A

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Solução adotada:

Fator de potência unitário. Porém, as tabelas dos

fabricantes fornecem apenas os valores de 0,80 e 0,95.

∆U = ∆U % × U N 100 × I p × L =

4 × 220100 × 24, 5 × 0, 015 23, 9V /A.km .

Devemos buscar na tabela do fabricante o valor da queda de

tensão igual ou imediatamente inferior à computada.

Consultando a tabela da Prysmian (antiga Pirelli), obtemos o

valor de 16, 9V /A.km que corresponde a uma seção de2, 5 mm 2.

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Resultados:

Critério da capacidade de condução de corrente: 4 mm 2.

Critério do limite de queda de tensão: 2, 5 mm 2

.Seção mínima para um circuito de força segundo a NBR

5410: 2, 5 mm 2.

Determinada as seções, devemos utilizar o de maior seção.

Logo a seção a ser utilizada é 4 mm 2.

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Critério da Ampacidade

Exemplo 02

Dimensionar os condutores para um circuito de tomadas da

cozinha, cujo diagrama unifilar é apresentado; tensão = 220 V;

temperatura = 30◦C ; comprimento do circuito 10, 0m .

Solução adotada:A partir do dimensionamento pela critério da capacidade de

condução de corrente:



Cálculo da corrente de projeto: I p = 9, 1A18/28



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Solução adotada:

∆U = ∆U % × U N 100 × I p × L =

4 × 220100 × 9, 1 × 0, 01 96, 7V /A.km .

Devemos buscar na tabela do fabricante o valor da queda detensão igual ou imediatamente inferior à computada.

Fator de potência unitário. Porém, as tabelas dos

fabricantes geralmente fornecem apenas os valores de

0,80 e 0,95.

Consultando a tabela da Prysmian (antiga Pirelli), obtemos o

valor de 27, 6V /A.km que corresponde a uma seção de1, 5 mm 2.

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Resultados:

Critério da capacidade de condução de corrente:

0, 75 mm 2.

Critério do limite de queda de tensão: 1, 5 mm 2.

Seção mínima para um circuito de força segundo a NBR

5410: 2, 5 mm 2.

Determinada as seções, devemos utilizar o de maior seção.Logo a seção a ser utilizada é 2, 5 mm 2.

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Dimensionamento de Condutores

Exemplo 03

Dimensionar os condutores dos circuitos terminais, cujas

cargas estão representas na figura. tensão = 220 V;

temperatura = 45◦C .

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Solução adotada - capacidade de condução de corrente:

Material do eletroduto: PVC


Cálculo da corrente de projeto:1

Circuito 1: I p 1 = 10, 0A2 Circuito 2: I p 2 = 20, 0A3 Circuito 3: I p 3 = 10, 0A

Temos três circuitos agrupados e a temperatura ambiente é

diferente de 30◦C .

FCA - Tabela 42 da NBR 5410:2004 (Ref. 1), três circuitos

em eletrodutos de PVC FCA = 0, 70.

FCT - Tabela 40 da NBR 5410:2004, temperatura

ambiente de 45◦C FTC = 0, 79.

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Fatores de Correção


I z 1 = 10, 0

0, 70 × 0, 79 = 18, 1A

I z 2 = 20, 00, 70 × 0, 79 = 36, 2A

I z 1 = 10, 0

0, 70 × 0, 79 = 18, 1A

Para circuitos monofásicos, depois de aplicado o FCA

considera-se que há dois condutores carregados

(Fase+Neutro).

Para circuitos trifásicos equilibrados, depois de aplicado o

FCA considera-se que há três condutores carregados

(Fase+ Fase + Fase).23/28



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Fatores de Correção


Escolha do condutor: consultando a Tabela 36 da NBR

5410:2004, coluna (B1,2cc), obtemos o valor imediatamentesuperior às correntes computadas:

1 Circuito 1: I c 1 = 24A 2, 5mm 2.

2 Circuito 2: I c 2 = 41A 6mm 2

3 Circuito 3: I c 3 = 24A 2, 5mm 2

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Solução adotada - critério do limite de queda de tensão


Tipo de circuito: monofásicoQueda de tensão admissível: 4%

Correntes dos circuitos:

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Queda de tensão admissível: 4%

Correntes dos circuitos:

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Queda de tensão unitária - Circuito 1:

∆U 1 = ∆U %×U N

100

n

i =1 I i ×

Li

= 4×220

100[10,

0×

0,

02+6,

8×

0,

004+3,

2×

0,

003]

=

37, 2V /A.km .


∆U 2 = ∆U %×U N 100×I 2×L2

= 4×220100×20,0×0,015 = 29, 3V /A.km .


∆U 3 = ∆U %×U N 100×I 3×L3

= 4×220100×10,0×0,029 = 30, 3V /A.km .

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Devemos buscar na tabela do fabricante o valor da queda de

tensão unitária igual ou imediatamente inferior à computada.

Consultando a tabela da Prysmian (antiga Pirelli), observa-seque só estão tabelados os fatores de potência 0,8 e 0,95.

Logo, adota-se o valor mais próximo de 1,0.

1 Circuito 1: ∆U 1 27, 6 1, 5mm 2.

2 Circuito 2: ∆U 2 27, 6 1, 5mm 2.

3 Circuito 3: ∆U 3 27, 6 1, 5mm 2.

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Solução adotadaCapacidade de condução de corrente:

Circuito 1: 2,5 mm 2.Circuito 2: 6 mm 2.Circuito 3: 2,5 mm 2.

Critério do limite de queda de tensão:Circuito 1: 1,5 mm 2.Circuito 2: 1,5 mm 2.Circuito 3: 1,5 mm 2.

Seção mínima segundo a NBR 5410:2004Circuito 1: 2,5 mm 2.Circuito 2: 2,5 mm 2.Circuito 3: 2,5 mm 2.

Adotar os condutores de maior seção.

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