CENTRO DE ENSINO SUPERIOR DO AMAPA-

CEAPCurso de arquitetura e urbanismo

INSTALAÇÕES E EQUIPAMENTOS ELéTRICOS

Parte i

Profº MSc. espíndola

PROJETO

• CONCEITO DE UM PROJETO Projetar, no conceito mais geral do termo, é apresentar soluções possíveis de ser implementadas para resolução de determinados problemas.• Para o projetista, a solução visa: - Atender uma necessidade - Um resultado desejado - Um objetivo

• Por exemplo, Um projeto de instalações elétricas:

“ Visa definir de que forma a energia elétrica será conduzida da rede de distribuição até os pontos de utilização em um determinado prédio ( residência, comercio, apartamento, etc..)” Então projetar é a mediação entre dois ou mais estados

• Fator importante! A solução não é única. O PROJETISTA DEVE :

>>Avaliar as possibilidades de cada uma delas e escolher por aquela que julgar mais adequada. Nem sempre é tranquila Porque envolve a maioria das vezes, aspectos conflitantes o cumprimento das normas A segurança das instalações e dos usuários. A operacionalidade; e

Os aspectos econômicos. EM OUTRAS PALAVRAS Projetar pressupõe capacidade de criação, para elaborar as soluções possíveis dentro de um determinado contexto, e capacidade de discernimento para compara-las e selecioná-las. TEM MAIS!• “O projeto é, em essência, uma

antecipação detalhada de uma solução que será implementada para satisfazer determinado objetivo”

E de fundamental importância que o projetista realize:

Um projeto exequível ( sobre o ponto de vista técnico) Levando –se em conta o fator econômico (tem que ter um custo razoável)

FATORES IMPORTANTES QUE DEVEM SER QUESTIONADOS JUNTOS AOS PROJETISTAS

O projeto tem que ser perfeitamente compreensível e esclarecido O projeto tem que ter um nível de detalhamento tal que garanta aos seus executores a aos usuários que aquilo que esta sendo executado na realidade corresponde ao que foi realizado no projeto.

Um projeto é o resultado de uma iteração dos sujeitos envolvidos:

• Um projeto é o resultado de uma iteração dos sujeitos envolvidos:

>>> clientes >>> profissional projetista >>> entidades normalizadoras ( Associação normalizadoras, órgãos públicos, concessionarias, etc...)

PODEMOS REPRESENTAR COMO:

O PROJETO REPRESENTA UMA SOLUÇÃO DA ENGENHARIA PARA PROBLEMAS DA NECESSIDADE HUMANA.

• Um projeto é dinâmico >>> Pode sofrer alterações >>> Tem prazo de execução PORTANTO PODEMOS CONCLUI QUE :“ O projetista é um solucionador de problemas, um criador de soluções”• >>> Para ele a realização é ver os

seus projetos serem implementados como foram concebidos, ou o mais próximo possível disto.

A DIMENSÃO ETICA DO TRABALHO DO PROJETISTA

• O BOM PROJETISTA É MOVIDO POR SENSO DE RESPONSABILIDADE QUE ENVOLVE OS SEGUINTES ASPECTOS:

>> Desejo de progredir até o fim, buscando levar a sua solução ao bom êxito; >> Disposição para inovar sempre, buscando os melhores métodos e as melhores técnicas, visando ao aperfeiçoamento a constante atualização; >> Companheirismo e solidariedade com colegas através do intercambio de informações técnicas.

>> Acompanhamento da implantação e do desempenho das soluções, visando comprovar sua eficácia e auferir experiência.>> Responsabilidade profissional para manter confidenciais as ideias, processos, técnicas ou conhecimentos,, que sejam objetos de contratos específicos, sobre os quais o cliente ou empregador solicite sigilo;>> Ter perspectiva de, através de suas criações, contribuir para melhorar as condições de vida da HUMANIDADE.

• 88066011• 81061632• rcespindola@gmail.com

O QUE É UMA NORMA?

>> Documento, estabelecido por consenso e aprovado por um organismo reconhecido, que fornece, para uso comum e repetitivo, regras, diretrizes ou características para atividades ou seus resultados, visando á obtenção de um grau ótimo de ordenação em um dado contexto.

>> Convém que as normas sejam baseadas em resultados consolidados da ciência, tecnologia e experiência acumulada, visando à obtenção de benefícios para a comunidade.

PRINCIPAIS BENEFICIOS

Elimina a variedade desnecessária. Reduz custos operacionais(economia)

Promove a segurança (proteção dos consumidores) Elimina as barreiras técnicas e comerciais Protege a saúde e o meio ambiente Permiti a intercambialidade e incrementa a produtividade, mantendo adequada a qualidade.

“No mundo globalizado, o cumprimento das normas técnicas é OBRIGATORIO, sob pena de inviabilizar a exportação de produtos ou serviços, que não seriam adquiridos se os compradores imaginarem que os produtores não seguem as normas, pois constituem requisitos básicos de qualidade”.

“NO BRASIL, A UTILIZAÇÃO DE NORMAS TECNICAS OFICIAIS (ABNT) É OBRAGATORIA CONFORME PRESCREVE O ORDENAMENTO JURIDICO BRASILEIRO”

A NBR 5410• NBR 5410 ( Instalações elétricas de baixa

tensão)

>> Esta norma estabelece as condições a que devem satisfazer as instalações elétricas de baixa tensão (instalações novas e a reforma), a fim de garantir a segurança de pessoas e animais, o funcionamento adequado da instalação e a conservação de bens.

Objetivos >> Garantir a segurança de pessoas e animais; >> Garantir o funcionamento adequado da instalação; >> Garantir a conservação dos bens.

Campo de aplicação >> Edificações residenciais, comerciais, industriais, públicas, de serviços, agropecuários, hortifrutigranjeiro, etc. >> Áreas externas ás edificações; >> Trailers, campings, marinas e análogas; >> Canteiros de obras, feiras e exposições e temporárias (circos, etc.)

A norma não se aplica >> Tração elétrica, veículos, embarcações, aeronaves; >> Iluminação publica; >> Redes publicas de distribuição; >> SPDA; >> Minas, cercas eletrificadas.

A Documentação do Projeto Elétrico

Projeto Básico• >> Reuni as informações relativas a um

empreendimento;• >> Estuda as alternativas existentes e as

apresenta de forma ordenada sobre os aspectos de desenho preliminares, memoriais descritivos e critérios de projetos;

• >> A documentação técnica gerada permite em geral a preparação de cronogramas (definição de prazo) e estimativas de custos de referencia.

Projeto Básico

• >> Destina a consolidar diversos aspectos de engenharia de uma planta, antes que sejam efetuados dispêndios importantes como a aquisição de componentes e execução de obras.

Exemplos de projetos básicos  • As listas de cargas• Diagramas unifilares• Arranjos de equipamentos internos e no campo• Especificações preliminares de equipamentos; e• Listas de materiais avançadas

Benefícios do Projeto Básico• Possibilita estudar, discutir e definir antes

do detalhamento a melhor alternativa diante dos critérios de projeto pré-estabelecidos com o cliente;

• Pode-se fazer cálculos alternativos, trabalhar com mais de uma opção e ate mesmo, em certas situações, retroagir em alguma decisão sem maiores impactos;

• Uma vez definida a solução e aprovado o projeto básico, o detalhamento ocorrerá num tempo menor e sem retrabalho.

PROJETO DETALHADO

• Consiste no desenvolvimento detalhado das decisões básicas, no nível de fornecimento, fabricação, compra, construção, montagens e posta em marcha ( start up) das instalações.

• Os dois tipos de projetos (básico e detalhado) diferem substancialmente quanto ao objetivo, sendo o primeiro fonte de informações para o segundo.

Exemplo de projeto detalhado de eletricidade.• As plantas detalhadas de

montagens.• Esquemas• Memoriais de cálculos e descritivos• Listas de materiais definitivas• Além da adequação de alguns

documentos do projeto básico, como , por exemplo, os diagramas unifilares da instalação.

BENEFICIOS DO PROJETO DETALHADO

• Permite fornecer, fabricar, construir, montar e por em marcha (start up) a instalação projetada.

• Facilita muito o entendimento e a montagem do projeto, bem como a aquisição e utilização adequada dos materiais especificados.

DOCUMENTO “AS BUILT” O documento “as built” (como construído) contempla os dados dos projetos básico e detalhado ( executivo), acrescido ou modificado pelas informações (alterações) sugeridas na fase de execução da instalação.

DOCUMENTO “AS BUILT”• Quando o instalador termina a

execução das instalações, o projeto executivo deixa de ser o documento básico para o usuário daquela instalação. Neste caso o usuário daquela instalação deverá receber o projeto como construído (AS BUILT).

• Esta atualização pode ser realizada pelo projetista, pelo executor ou por outro profissional.

• “Não cabe ao responsável pela elaboração de um projeto “as built” a analise técnica dos fatos, mas, sim a representação deles.”

DOCUMENTAÇÃO TÉCNICA DO PROJETO

• Chamamos de documentação técnica do projeto o conjunto de conhecimento e técnicas disponibilizados para um determinado fim, fixada materialmente e disposta de maneira que se possa utilizar para consulta ou estudo, permitindo a posterior execução do projeto.

DOCUMETOS EXIGIDOS CONFORME NBR 5410

• Plantas• Esquemas unifilares e outros quando

aplicáveis.• Detalhes de montagens, quando necessárias. • Memoriais descritivos da instalação• Especificações dos componentes (descrição,

características nominais e normais que devemos atender).

• Parâmetros de projeto ( corrente de curto-circuito, queda de tensão, fatores de demanda, classificação das influencias externas, etc.

Outros documentos também normalmente elaborados são:

• Memoriais de cálculos• Listas de materiais

A NBR 5410, no seu item 6.1. 8.3, estabelece a necessidade de elaborar um “Manual do Usuário” (principalmente para unidades residenciais e pequenos comércios, ou seja, predomínio de pessoas leigas), que contenha no mínimo, os seguintes:

• Esquema do(s) quadro(s) de distribuição com indicação dos circuitos e respectivas finalidades, incluindo relação de pontos alimentados, no caso de circuitos terminais.

• Potências máximas que podem ser ligadas em cada circuitos terminais.

• Potências máximas previstas nos circuitos deixados como reservas, quando for o caso.

• Recomendação explicita para que não sejam trocadas, por tipos com características diferentes, os dispositivos de proteção existentes no(s) quadro(s)

• Intervalo

O PROJETO ELÉTRICO E SUAS ETAPAS

INTRODUÇÃO

Projetar uma instalação elétrica para qualquer tipo de residência, edifício ou local consiste essencialmente em selecionar, dimensionar e localizar, de maneira racional, os equipamentos e outros componentes necessários a fim de proporcionar, de modo seguro e efetivo, a transferência de energia desde uma fonte até os pontos de utilização.

INTRODUÇÃO

• O projeto de instalação elétrica não se resume, como alguns ainda pensam (e o que pior, praticam!), num simples trabalho mecânico de consulta a tabelas e fórmulas padronizadas.

• >> Muito pelo contrário, o projeto é dinâmico e diretamente ligado aos avanços tecnológicos.

• O projetista deve conhecer a fundo a normalização aplicável e utilizá-la devidamente, preocupando-se constantemente com a segurança das pessoas, funcionalidade da instalação e a conservação da energia elétrica.

INTRODUÇÃO

• É importante lembrar que o projeto de instalações elétricas apenas um dos vários projetos necessários à construção de uma edificação e, assim, sua elaboração deve ser conduzida em perfeita harmonia com os demais projetos (civil, estrutura, tubulações, decoração, etc.).

2- O PROJETO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICAS E SUAS ETAPAS

1. Consulta preliminar2. Levantamentos de dados do imóvel3. Previsão de cargas de iluminação4. Previsão de cargas de tomadas –

TUG e TUE5. Quadro de cargas e potência

instalada

6. Modalidade e limite de fornecimento7. Cálculo da demanda máxima e dimensionamento do ramal de entrada8. Localização do quadro de distribuição9. Divisão da instalação de circuitos10. Dimensionamento de condutores11. Dimensionamento dos dispositivos de proteção12. Dimensionamento dos eletrodutos13. Dimensionamento do sistema de aterramento14. Dimensionamento do DPS.

Conceitos Básicos1 – Introdução

• Energia é a capacidade de realizar trabalho

• Apresentando-se sob as mais variadas forma:

>> térmica >> mecânica >> elétrica >> atômica >> etc.

Introdução• Ela não pode ser criada, mas apenas

transformada de uma forma para outra.

>> processo pelo qual pagamos um preço: rendimento • Efeitos da energia: >> na realidade a energia é invisível, o que percebemos são seus efeitos.

Introdução

Sistema de EnergiaIntrodução

Introdução

>> Estes efeitos são devidos a:

Tensão e corrente elétrica

• Pode-se concluir então que

Agora... Qual é a unidade de medida de potência elétrica?

Então, como a potência é o produto da ação da tensão com a corrente, a sua unidade de medida é o volt-ampere (VA)

Ainda potência elétrica

Ainda potência elétrica

Ainda potência elétricaPotência aparente (VA)=potência ativa (W) + potência reativa (Var)

• A Potência ativa (P) quantifica o trabalho útil produzido pelo circuito.

• Por exemplo:

Ainda potência elétrica• A quantidade de potência ativa

absorvida pela carga depende do fator de potência de cada carga.

• Que é dado por:

)(

)(

VAAparentePotência

WAtivaPotênciaFP

Ainda potência elétrica• Potência reativa (Q)• É a parcela (Q) que representa a

quantidade da potência aparente que foi transformada em campo magnético, quando circula , por exemplo, através de motores, Transformadores, reatores. Sua unidade de medida é em volt.ampère-reativo (Var)

• Seu valor depende também do fator de potencia da carga

Triângulo de Potência• A soma da potência ativa e a

potência reativa não é linear

• Vimos que

• Então FP= Cos(θ)

P

Q

)(

)(

VAAparentePotência

WAtivaPotênciaFP

S

Triângulo de Potência• Então podemos calcular:• P(w)= S.cos(θ)• Q(Var)=S.sen(θ).• Observação >> cada carga tem seu fator de potência especifico. >> Para iluminação usa-se 1,0. >> Para TUG usa-se 0,8.

Fator de potência• Exemplo

• Quando o FP=1, significa que toda a potência aparente é transformada em potência ativa. Exemplo: chuveiro, fogão elétrico, lâmpada incandescente, etc.

Fator de potência

• Quanto maior o fator de potência menor a corrente e, consequetemente, menores os custos com condutores e dispositivos de proteção.

• Exemplos:• Uma carga de 10 KW com cos(θ )=0,75 e uma outra de

10KW com cos(θ )=0,95

Temos que P=S.COS(θ) S= P/COS(θ) =10000/0,75 S=13.333,33 VA Se fosse ligado a um circuito bifásico, a corrente seria: I=13.333,33/220 = 60,6 A

Fator de potência

• S= P/COS(θ) =10000/0,95• S=10.526,00 VA• Se fosse ligado a um circuito

bifásico, a corrente seria:• I=10.526,00/220=47,84 A

Fator de potência• As concessionárias multam os

consumidores cujas instalações operam com fator de potência inferior a 0,92.

• As concessionarias só instalam medidores de kwh em consumidores em baixa tensão, para cobra essa multa teria que instalar medidores de kvarh.

• Já os consumidores em alta tensão elas instalam esses equipamentos

MULTA SOBRE UM BAIXO FATOR DE POTÊNCIA

• Multa=(valor da conta de energia)

Para conta = R$ 400,00 e

Para conta=R$ 400,00 e

)1)cos(

92,0(

85,0)cos(

8,32082,0*400)1082,1(400)185.0

92.0(*400 Multa

75,0)cos(

6,90227,0*400)1227,1(400)175.0

92.0(*400 Multa

Cálculos de potência ativa• Em circuitos monofásicos P=V.I.cos(θ)(W) v(tensão fase/neutro)

• Em circuitos bifasicos:• P=V.I.cos(θ)(W) v (tensão

fase/fase)

• Em circuitos trifásicos• P= V.I.cos(θ)(W) v (tensão

fase/fase)

Energia(kWh)=P(kw)*h(horas)3

Tensão e Corrente Contínua e Alternada• A energia elétrica é transportada sob a forma

de corrente elétrica e pode apresentar-se sob duas formas:

• ➡ Corrente Contínua (CC)• ➡ Corrente Alternada (CA)• A Corrente Contínua (CC) é aquela que

mantém sempre a mesma polaridade,• fornecendo uma tensão elétrica (ou corrente

elétrica) com uma forma de onda constante (sem oscilações), como é o caso da energia fornecida pelas pilhas e baterias. Tem-se um polo positivo e outro negativo.

• A Corrente Alternada (CA) tem a sua polaridade invertida um certo número de vezes por segundo, isto é, a forma de onda oscila diversas vezes em cada segundo.

• O número de oscilações (ou variações) que a tensão elétrica (ou corrente elétrica) faz por segundo é denominado de Frequência.

• A sua unidade é Hertz e o seu símbolo é Hz. Um Hertz corresponde a um ciclo completo de variação da tensão elétrica durante um segundo. No caso da energia elétrica fornecida pela CEA, a frequência é de 60 Hz.

• A grande maioria dos equipamentos elétricos funciona em corrente alternada (CA), como os motores de indução, os eletrodomésticos, lâmpadas de iluminação, etc.

• A corrente contínua (CC) é menos utilizada. Como exemplo, tem-se:

• >> os sistemas de segurança e controle, os equipamentos que funcionam com pilhas ou baterias;

• >>os motores de corrente contínua, etc.

Tensões segundárias no Amapá

Tensões segundárias no Amapá

Rendimento ( )• Para se transformar energia de uma

forma para outra dizemos que pagamos por isso, ou seja, sempre a energia em nova forma é menor que a original.

• Esta perda é: Perda=Pot. Energia original– Pot. Energia nova

Perda= Potencia absorvida– potencia fornecida

)(

)( '

PabsorvidaPotência

PfornecidaPotência

Resistência Elétrica• Resistência Elétrica – Lei de Ohm• É chamada de Resistência Elétrica (R) a

oposição que o circuito oferece à circulação da corrente elétrica.

• A unidade da Resistência Elétrica é o Ohm e o seu símbolo é o Ω (letra grega chamada de ômega).

• Lei de Ohm, assim chamada, devido ao físico que a descobriu.

Lei de Ohm

• Essa Lei estabelece que: se for aplicado em um circuito elétrico, uma tensão de 1V, cuja resistência elétrica seja de 1 Ω , a corrente que circulará pelo circuito, será de 1A.

Cálculos das variáveis de um circuito

• Vimos que:

• E Potência:• P(VA)=U(V)xI(A)

Cálculos das variáveis de um circuito

• Manipulando as expressões acima obtemos outras que também podem ser úteis em aplicações específicas:

•

EXEMPLOS• 1-a)Qual a resistência de uma

lâmpada incandescente onde são assinalados os valores 40W e 120V?

• • b) Qual a corrente absorvida pela

lâmpada quando usada num circuito de 120V?

•

• 2-Se a mesma lâmpada fosse ligada a uma tensão (voltagem) de 115V.

• a) Qual sua potência efetivamente consumida.

•

• b) Qual a corrente que circulará no circuito?

• 3- Um chuveiro elétrica traz as indicações 2800-4500W e 220V. a)Qual o valor da resistência no verão ?

• a) Qual s corrente no chuveiro no verão?

•

4- Se o chuveiro fosse instalado em uma tensão de 230V.a) Qual a corrente que circulará?

b) Qual é a potência que será absorvida?