Inst Elet USS 2013, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

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CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS, TECNOLÓGICAS E DA NATUREZA

CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

SUMÁRIO

• 1 Partes componentes de um sistema elétrico
  • 1.1 Introdução
• 2 Aspectos gerais sobre recursos energéticos
  • 2.1 Geração/captação de energia elétrica
• 3 Elementos componentes de uma instalação elétrica
  • 3 .1 Introdução
  • 3 .2 Definições
  • 3 .3 Fiação
  • 3 .4 Símbolos e convenções
  • 3 .5 Esquemas fundamentais de ligações
  • 3 .6 Estimativa de carga
  • 3 .7 Intensidade de corrente
  • 3 .8 Divisão em circuitos
  • 3 .9 Condutores elétricos
  • 3 .10 Escolha do condutor segundo o critério de aquecimento
  • 3 .11 Escolha do condutor segundo o critério da queda de tensão
• 4 Materiais utilizados
  • 4 .1 Eletrodutos
  • 4 .2 Caixas de derivação
  • 4 .3 Disjuntores
  • 4 .4 Centros de distribuição
• 5 Aterramento
  • 5 .1 Introdução
  • 5 .2 Sistemas de aterramento
  • 5 .3 Interruptor Diferencial Residual (DR)
  • 5 .4 Disjuntor Diferencial Residual (DDR)
  • 5 5 Dispositivo de Proteção Contra Surto (DPS)
• 6 Sistema de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA)
  • 6 .1 Definições
  • 6 .2 Formação das descargas atmosféricas
  • 6 .3 Funciopnamento do pára-raios
  • 6 .4 Tipos de SPDA
• 7 Comando, controle e proteção
  • 7 .1 Chave de nível tipo bóia
  • 7 .2 Motores elétricos (aplicação em motobombas)
  • 7 3 Dimensionamento dos alimentadores dos motores elétricos
• 8 Quadro de Cargas e diagrama unifilar
  • 8 .1 Quadro de Cargas
  • 8 .2 Diagrama unifilar e multifilar
• 9 Tubulações secundárias
  • 9 .1 Tubulações telefônicas
  • 9 .2 Tubulações para antena de TV
• 10 Cálculo de Demanda
  • 10 .1 Introdução
  • 10 .2 Terminologias e definições
  • 10 .3 Determinação da carga instalada
  • 10 .4 Avaliação de demandas
  • 10 .5 Método de avaliação
  • 10 .6 Expressão geral para cálculo de demanda
  • 10 .7 Exemplo de avaliação de demanda
  • 10 .8 Estimativa de consumo de energia elétrica
  • 10 9 Categorias de atendimento
• Bibliografia

ASPECTOS GERAIS SOBRE RECURSOS ENERGÉTICOS

2.1 - GERAÇÃO/CAPTAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

Principais Fontes: No Brasil, devido ao predomínio do relevo planáltico e à grande disponibilidade de recursos hídricos, com rios extensos e volumosos, as hidrelétricas são as principais responsáveis pela geração de energia. Nosso potencial hidráulico é um dos maiores do planeta, superado apenas por Rússia e Canadá. Mapa atual das usinas hidroelétricas, Termoelétricas e eólicas instaladas no país

Usinas termoelétricas

As usinas termelétricas ou centrais térmicas, no Brasil, são acionadas com variados combustíveis:

● Fósseis Ò petróleo, carvão mineral, diesel, óleo, gás natural,

● Não fósseis Ò madeira, bagaço de cana, carvão vegetal,

● Nuclear Ò urânio enriquecido.

Apesar de poluir o ambiente em funcionamento, esse tipo de usina apresenta algumas vantagens como: não necessita de rios, aumentando a flexibilidade na localização; quando usa o gás natural, apresenta o menor custo por hora, em relação às outras usinas; o tempo máximo para a construção é de 2,5 anos, contrapondo-se a 5 anos das hidrelétricas e pode funcionar com recurso renovável, como o biogás e o próprio bagaço de cana. No caso de uma usina termelétrica, a energia é gerada de uma forma diferente da encontrada na usina hidroelétrica, tem-se:

• a fornalha, onde é queimado o combustível;
• a caldeira, onde é produzido o vapor. O jato de vapor extraído da caldeira gira a turbina que, por estar interligada ao eixo do gerador faz com que este entre em movimento, gerando a eletricidade.

Usinas Eólicas As Usinas Eólicas aproveitam a força da velocidade dos entos para gerar eletricidade. São grandes hélices instaladas em locais altos onde a ação do vento seja permanente e intensa. Quando não há vento não é possível a geração de energia elétrica. A grande vantagem da usina eólica é que não existe nenhum tipo de poluição. Acredita-se que fontes de energia alternativas e limpas e sem impacto para o meio ambiente devem ser adotadas como principais fontes de energia, como a energia eólica ou a energia solar. Isso já vem acontecendo aos poucos, mas as usinas hidroelétricas ainda são responsáveis por 87% da geração de energia elétrica no Brasil.

A grande vantagem de uma Central Térmica Nuclear é a enorme quantidade de energia que pode ser gerada, ou seja, a potência gerada, para pouco material usado (o urânio).

ELEMENTOS COMPONENTES DE UMA INSTALAÇÃO ELÉTRICA

3 .1 - INTRODUÇÃO

Para que se possa elaborar e interpretar um projeto de instalações elétricas, é necessário que fiquem caracterizados e identificados os elementos ou partes que compõem o mesmo. É o que será feito a seguir. 3 .2 - DEFINIÇÕES ü Ponto ativo à É o dispositivo onde a corrente elétrica é realmente utilizada ou produz efeito ativo ( Ex.: receptáculo onde é colocada uma lâmpada ou tomada na qual se liga um aparelho qualquer). ü Ponto de comando à É o dispositivo por meio do qual se controla um ponto ativo. É constituído por um interruptor, botão, disjuntor ou chave. 3 .3 - FIAÇÃO No traçado do projeto de instalações é necessária a marcação dos condutores contidos na tubulação, para determinar-se o diâmetro da mesma e para orientar o trabalho da futura enfiação. Para tanto, é necessário conhecerem-se os esquemas os esquemas de ligação e a denominação dos condutores segundo a função que desempenham. Definamos primeiramente os condutores que conduzem a energia dos pontos de comando aos de utilização. Os condutores de alimentação podem ser divididos em : · Condutores de circuitos terminais à são os que saem do quadro terminal (QT) de disjuntores de uma residência, por exemplo, e alimentam os pontos de luz, as tomadas e os aparelhos fixos. · Condutores do circuito principal à são os que ligam o QT ao medidor. Os condutores que constituem os circuitos terminais classificam-se em : ü Condutor neutro à vai, sem exceção, diretamente a todos os pontos ativos. ü Condutor fase à vai diretamente apenas às tomadas e pontos de luz que não dependem de comando, aos interruptores e a somente um dos interruptores paralelos (caso do three way e four way).

O conjunto dos condutores de alimentação, referidos anteriormente, com suas ramificações, constitui um circuito elétrico terminal. O circuito terminal alimenta, portanto, diretamente os pontos de utilização, os equipamentos e as tomadas de corrente. Os circuitos terminais partem de quadros de distribuição designados por quadro terminais. A fig. 3 .1 mostra um diagrama básico de uma instalação elétrica residencial. Fig. 3.

3 .4 - SÍMBOLOS E CONVENÇÕES

Na elaboração de projetos de instalações elétricas, empregam-se símbolos gráficos para a representação dos “pontos” e demais elementos que constituem os circuitos elétricos. São apresentados na tab. 3 .1 os símbolos mais usuais.

3 .5 - ESQUEMAS FUNDAMENTAIS DE LIGAÇÕES

Os esquemas apresentados a seguir representam trechos constitutivos de um circuito de iluminação e tomadas, e poderiam ser designados como “subcircuitos” ou circuitos parciais. O condutor-neutro é sempre ligado ao receptáculo de uma lâmpada e à tomada. O condutor-fase alimenta o interruptor e a tomada. O condutor-retorno liga o interruptor ao receptáculo da lâmpada. Ø Ponto de luz e interruptor simples (uma seção) à Ao interruptor, vai a fio-fase (F) e volta ao ponto de luz; o fio-retorno é R (fig. 3 .2). Fig. 3. Ø Tomada à À tomada vão os fios F, N e PE (terra) (fig. 3 .3). Fig. 3.

Ø Pontos de luz e interruptor de duas seções à Às vezes é usado em banheiros, ficando a arandela sobre o espelho, acima do lavatório (fig. 3 .4). Fig. 3. Ø Ligação de uma lâmpada com interruptores paralelos ( three-way ) à Dois interruptores three-way permitem que tanto um quanto o outro possa acender ou apagar um ou mais pontos de luz. É usado em lances de escada, corredores e dependências com acessos por duas portas (fig.

3. 5 ). Fig. 3. 5

Ø Ligação de sensor de presença comandando uma ou mais lâmpadas à Os sensores de presença são indicados para uso em halls de edifícios, escadas, corredores, garagens e demais locais onde existe movimentação de pessoas. Este dispositivo detecta automaticamente a radiação infra-vermelho emitida pelo corpo humano, acionando automaticamente uma carga elétrica (fig.

3. 8 ). Fig. 3. 8 Ø Ligação de minuteria comandando uma ou mais lâmpadas à É um sistema que permite, com o acionamento de qualquer um dos interruptores/pulsadores do circuito, ligar simultaneamente, por exemplo, as lâmpadas do hall de um certo andar. Após um certo tempo, conforme o ajuste, desliga-se todo o circuito. Ideal para halls, corredores de edifícios etc. Economiza energia (fig. 3. 9 ). Fig 3.

Ø Ligação de conjunto para ventilador e uma ou mais lâmpadas à Este conjunto é composto de um módulo interruptor para reversão (ventilação / exaustão), módulo variador de velocidade para ventilador e um módulo interruptor para iluminação. O módulo variador de velocidade para ventilador permite o controle de cargas (ventiladores) até 150 W em 127 V e 250 W em 220 V. Ø Ligação de interruptor horário à O interruptor horário, ou simplesmente temporizador , é um dispositivo que possibilita programar, ligar e desligar automaticamente circuitos elétricos em tempos pré-determinados. Quando instalado em prédios, indústrias, comércio ou residências, pode se tornar uma forma eficiente no gerenciamento do consumo de energia. (fig. 3 .1 0 ). Fig. 3 .1 0