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Atenção: Com o novo RECON-LIGHT de Novembro de 2016 - alguns dados expressos aqui podem estar imprecisos. Sempre confirme os dados e as tabelas diretamente no RECON-Light-BT mais atualizado possível.

Texto baseado em Palestra feita na ETERJ - Escola Técnica do Rio de Janeiro, dia 30 de maio de 2016.

Darei continuidade a esta série a medida que for aparecendo tempo. Se houver algum colaborador ou doador do site que esteja interessado no assunto, por favor, entre em contato que darei prioridade a esta série. Caso ocorra qualquer dúvida, se você é do Rio de Janeiro, o RECON-BT da Light é o melhor documento para saná-la. Consulte os regulamentos da sua concessionária local.

Para conferir a parte 1 desta série, clique aqui.

  

3 – Determinação da Carga Instalada

Um dos desafios na escolha do padrão de entrada adequado é em relação ao seu dimensionamento, dado que muitas vezes, o cliente contratante não sabe ou as vezes não prevê uma série de equipamentos elétricos que claramente contabilizam para o cálculo da carga instalada e, consequentemente, para um correto dimensionamento do Padrão de Energia. Um subdimensionamento do padrão incorrerá em um aumento de carga num futuro próximo, um superdimensionamento do padrão poderá encarecer a instalação, sem falar que gerará uma relação de demanda média baixíssima em relação a capacidade da instalação, fato que poderá gerar desproporcionalidades no fator de potência da instalação elétrica que por norma deve ser 0,92 indutivo.

Após estar com a previsão ou certeza dos equipamentos elétricos que serão usados na instalação elétrica e que serão alimentados pelo padrão de entrada, na Seção 01, Item 17, do RECON-BT da Light S.A, estabelece como fazer o cálculo da carga instalada:

“A carga instalada é determinada a partir do somatório das potências nominais dos aparelhos, dos equipamentos elétricos e das lâmpadas existentes nas instalações.”

“No cálculo para determinação da carga instalada, não devem ser computadas as potências de aparelhos de reserva.”

Um exemplo de uma tabela contida neste documento, serve de exemplo e é recomendado constar no memorial descritivo do projeto do padrão de entrada. Esta tabela está no item 17 do referido documento.

De acordo com a Resolução no 414/2010 da ANEEL, a carga instalada deve ser expressa em Watt (W), e, portanto, para passar de kVA para kW, deve-se multiplicar a carga instalada em kVA pelo fator de potência de potência médio de 0,92 exigido na mesma norma para fins de correta tarifação da energia. O que foi dito, pode ser expresso pela seguinte fórmula:

3.1 – Avaliação da Demanda

De acordo com o RECON-BT Light S.A:

“A avaliação da demanda deve ser obrigatoriamente efetuada a partir da carga total instalada ou prevista para a instalação, qualquer que seja o seu valor. Será utilizada na definição da categoria de atendimento e no dimensionamento dos equipamentos e materiais das instalações de entradas de energia elétrica monofásicas e polifásicas.”

“Quando um determinado conjunto de cargas é analisado, verifica-se que, em função da utilização diversificada dessas cargas, um valor máximo de potência é absorvido por esse conjunto num mesmo intervalo de tempo, geralmente inferior ao somatório das potências nominais de todas as cargas do conjunto. Nesse caso, um bom conhecimento da utilização da instalação permite ao projetista a adoção e aplicação de fatores de demanda ou diversidade na carga instalada, o que proporcionará um refinamento no dimensionamento dos materiais e equipamentos da instalação de entrada de energia elétrica, de forma a obter melhor compatibilização técnica e econômica sem comprometer a confiabilidade e a segurança.”

3.1.1 – Método de Avaliação de Demanda – Seção “A”:

Como este trabalho tem foco em padrão de entrada individual e residencial, a melhor maneira de se avaliar a demanda é o método de avaliação – Seção “A”, item 18.1 do RECON-BT.


3.1.2 – Expressão para o cálculo de demanda

Conforme já falado, dentro do nosso contexto e aplicação, o cálculo da demanda é dado pela seguinte expressão:

Onde:

d1 (em kVA) = demanda de iluminação e tomadas, calculada com base nos fatores de demanda da tabela abaixo, considerando o fator de potência igual a 1,0.

Tabela 1 – Fator de Demanda para iluminação e tomadas

Conforme pode ser visto, o fator de demanda é aplicado de modo regressivo de acordo com a previsão de carga instalada calculada anteriormente para tomadas e iluminação. De 0 a 1 Kva de carga instalada, o fator de demanda aplicado é 80 %, de 1 a 2 de carga instalada, o fator de demanda é de 75 % e , assim, vai sendo feito o cálculo de avaliação da demanda para iluminação e tomadas para unidades consumidoras residenciais.

d2 (em kVA) = Demanda de aparelhos para aquecimento de água (chuveiros, aquecedores,torneiras etc.), calculada conforme tabela abaixo, considerando o fator de potência igual a 1,0.

Tabela 2 - Fator de Demanda para aparelhos para aquecimento de água.

d3 ( kVA) = demanda de aparelhos de ar condicionado tipo janela e similares (split, fan-coil), calculada conforme tabela abaixo respectivamente, para uso residencial e não residencial.

Tabela 3 – Fator de Demanda para aparelhos de ar condicionado tipo janela e similares.

 

d4 (kVA) = demanda de unidades centrais de condicionamento de ar e similares (self container) calculada a partir das respectivas correntes máximas e demais dados de placa fornecidos pelos fabricantes, aplicando os fatores de demanda da TABELA 4 do RECON-BT Light S.A.

De acordo com nosso objetivo, e de acordo com nossa aplicação de padrão de entrada, não será considerado o cálculo de d4.

d5 (kVA ) = demanda de motores elétricos e máquinas de solda tipo motor - gerador.

Em edificações residenciais, esse d5 é válido, e deve ser considerado, pois algumas residências fazem uso de Sistema de Bomba hidráulica e cisterna para abastecimento de água da Caixa d'água. Para conversão de CV em KVA é usada a tabela da figura abaixo:

E para o fator de demanda é usada a tabela da figura abaixo:

Observação: Motores classificados como “RESERVA” não devem ser computados nos cálculos, tanto de carga instalada, quanto demandada.

d6 (kVA) = demanda de máquinas de solda a transformador e aparelhos de raio-x, calculada conforme TABELA 6 do RECON-BT Light S.A.

De acordo com nosso objetivo, e de acordo com nossa aplicação de padrão de entrada, não será considerado o cálculo de d6.

3.3 – Exemplo prático quanto a determinação da carga instalada, avaliação de demanda e categoria de consumo

Um caso de exemplo para cálculo de carga e demanda expresso no RECON-BT da Light S.A e que se encaixa muito bem com o objetivo deste artigo é mostrado a seguir. Adicionalmente, ao cálculo, se estabelecerá o a categoria de consumo a partir da demanda calculada. Em seguida, se estabelecerão os materiais a serem utilizados para instalação do padrão de energia.

Exemplo:

Residência isolada, área útil de 300 m², com fornecimento de energia através de ramal de ligação independente em tensão 220/127 V.

Características da Carga Instalada

Iluminação e Tomadas

6,0 kVA

Chuveiros elétricos

3 x 4,4 kVA

Torneiras elétricas

2 x 2,5 kVA

Aparelhos de ar condicionado

- 2 x 1 CV

- 2 x 3/4 CV

Motores monofásicos

- 1 x 1 CV

- 1 x 1/2 CV

- 2 x 1/4 CV (1 reserva)

Sauna

-9,0 kVA

 

Excluindo o motor monofásico de ¼ CV da conta, pois é equipamento de reserva, a carga instalada, conforme explicitado em item 3 deste artigo, será o somatório das potências nominais dos aparelhos, dos equipamentos elétricos e das lâmpadas existentes nas instalações.

3.3.1 – Iluminação e Tomadas

A carga, conforme tabela é de 6 kVA, no entanto, conforme tabela do item 3.1.2 deste artigo, para uma residência de 300 m² a carga mínima instalada será:

carga mínima = 300 x 0,030 = 9 kVA

Portanto, será considerado 9 kVA como a carga de Iluminação e Tomadas para essa residência.

3.3.2 - Chuveiros elétricos

A carga considerada para os 3 chuveiros elétricos de potência de 4,4 kVA será:

carga chuveiro elétrico = 3 x 4,4 kVA = 13,2 kVA

3.3.3 – Torneira Elétrica

A carga considerada para 2 torneiras elétricas de potência de 2,5 kVA será:

carga chuveiro elétrico = 2 x 2,5 kVA = 5 kVA

3.3.4 – Aparelhos de Ar condicionado

São quatro aparelhos de Ar condicionado sendo 2 com potência de 1 CV e 2 com potência de ¾ CV. Usando a tabela de d5 para conversão de CV para kVA, temos:

carga dos aparelhos de ar condicionado = 2x1,52 kVA + 2x1,26 kVA = 5,56 kVA

3.3.5 - Motores Monofásicos

Para cálculo da carga instalada serão considerado 3 motores monofásico (1 é motor de reserva). Um motor é de 1 CV , ½ CV e o último de ¼ CV. Usando a tabela de conversão de CV para kVA, temos:

carga dos motores monofásicos = 1,52 + 0,87 + 0,66 = 3,05 kVA

3.3.6 - Sauna

A Sauna será considerada a carga de 9 kVA

3.3.7 – Tabela com somatório das cargas calculadas:

Iluminação e Tomadas

9 kVA

Chuveiros elétricos

13,2 kVA

Torneiras elétricas

5 kVA

Aparelhos de ar condicionado

5,56 kVA

Motores monofásicos

3,05 kVA

Sauna

9,0 kVA

Total

44,81 kVA

Como já falado no item 3, em Watts, a carga instalada fica:

CI (W) = CI (kVA) x 0,92 = 41,23 kW


3.3.8 – Avaliação da demanda

Após calcular a carga instalada, deve-se avaliar a demanda da instalação, a partir da carga instalada.

O Cálculo das demandas foi explicado no item 3.1.2 deste artigo. A demanda da nossa instalação pelo método da seção A, do RECON-BT Light, será:

Demanda = d1 + d2 + d3 + d4 + d5 + d6

3.3.8.1 – d1

A demanda de iluminação e tomadas, dado pela parcela d1, foi mostrada na Tabela 1 deste artigo, onde é aplicado o fator de demanda sob a carga instalada de iluminação e tomadas, anteriormente calculado, de forma regressiva. Dessa forma, temos para CI (carga instalada) de 9 kVA, temos:

C1 = 9 kVA

d1 = (1 x 0,80) + (1 x 0,75) + (1 x 0,65) + (1 x 0,60) + (1 x 0,50) + (1 x 0,45) + (1 x 0,40) + (1 x 0,35) + (1 x 0,30)

d1 = 4,80 kVA

3.3.8.2 – d2

A demanda dos aparelhos de aquecimento, dado pela parcela d2, foi mostrada na tabela Tabela 2, onde é aplicado o fator de demanda sob a carga instalada anteriormente instalada. Dessa forma, a demanda dos 3 chuveiros de 4,4 kVA, de duas torneiras elétricas de 2,5 kVA e a Sauna de 9,0 kVA, será de:

C2 = (3 x 4,4) + (2 x 2,5) + (1 x 9,0)
d2 = (3 x 4,4) x 0,70 + (2 x 2,5) x 0,75 + (1 x 9,0) x 1,0

d2 = 21,99 kVA

3.3.8.3 – d3

A demanda dos aparelhos de ar condicionado tipo janela, representado pela parcela d3, foi explicitada usando a Tabela 3, e é calculado da seguinte forma:

Conforme Tabela 3, são 4 aparelhos de Ar condicionado e , portanto, o fator de demanda é de 100 %, logo, convertendo de cv para KVA, conforme a figura 14, temos:

d3 = [(2 x 1,52) + (2 x 1,26)] x 1 = 5,56 kVA

3.3.8.4 – d5

A demanda dos motores, representado pela parcela d5, foi explicitado na figura 15, e é calculado da seguinte forma:

Conforme tabela que relaciona fator de demanda x nº de motores, são 4 motores monofásicos, sendo um de reserva, e , portanto, o fator de demanda para três motores (não é considerado o motor de reserva) é de 63,33 %, logo, convertendo de cv para KVA, conforme a tabela de conversão, temos:

d5 = [1, 52 + 0,87 + 0,66] x 0,6333= 1,93 kVA

3.3.9 – Demanda Total

A demanda total será o somatório das parcelas de demanda calculadas anteriormente:

D total = d1 + d2 + d3 + d5
D total = 4,8 + 21,99 + 5,56 + 1,93
D total = 34,28 kVA

3.3.10 – Categoria de Atendimento

Após calcular a carga instalada e a demanda, é estabelecida a categoria de atendimento, conforme tabela da figura 16 abaixo, presente na na tabela 10A do RECON-BT da Light S.A :

Para o nosso exemplo temos encontramos a demanda total de 34,28 kVA, e, portanto, olhando a tabela da figura acima, temos que nossa categoria de atendimento será a T6 que prevê uma instalação trifásica, eletroduto do padrão de entrada de 3”, disjuntor geral de 125 Ampéres trifásico, caixa de medição do tipo CSM 200 mais a caixa de proteção geral do tipo CPG 200. A bitola dos 4 condutores será de 50 mm² (3 Fases + 1 Neutro) , o condutor de proteção (terra) terá 25 mm² e o condutor de interligação do Neutro a Malha de aterramento terá 25 mm².

Portanto, nosso padrão de entrada de energia elétrica, está devidamente dimensionado para aprovação junto a Light S.A.

 


Como continuação desta série, estarei falando sobre principais materiais utilizados em um padrão de energia, sistemas de aterramento, eletrodutos, caixas de medição e de disjuntor e, com isso, terminará nossa série sobre padrão de energia.

Grande Abraço,
Wendel da Rocha (@wendelrj).