Motivação

Função dos condutores

Eficiência

Custo da baixa eficiência

Como diminuir esses custos? Quando podemos diminuir esses custos?

Proble ma

Identificar uma seção de condutor que reduza os custos da energia desperdiçada, sem provocar o aumento excessivo dos custos iniciais de compra e instalação.

Esta abordagem foi inicialmente avaliada em

1881 por Lord Kelvin e tem sido empregada em casos onde o custo e a eficiência devem ser considerados para se obter uma solução ótima.

Critérios

Técnico

Aplicação da norma para a escolha de um condutor

Conduz à menor seção possível que não comprometa a segurança, qualidade e durabilidade de uma instalação elétrica.

Capacidade de condução, queda de tensão e seção mínima.

Econô mico

Leva em consideração a energia dissipada por efeito joule em um condutor e o custo desta energia para o proprietário.

Considerações Energia dissipada em um condutor

Custo X Seção Nominal Custo X Seção Nominal

Quando aplicar este critério

É bastante vantajoso nos seguintes casos de circuitos:

Com seções iguais ou superiores a 25mm2.

Que funcionam em regime contínuo.

Onde o critério de capacidade de corrente prevaleceu diante do critério de queda de tensão.

Vantagens:

Redução do custo operacional da instalação ao longo do tempo.

Aumento da vida útil dos condutores, pois irão trabalhar em uma temperatura menor.

Procedi mento

Deve-se seguir as recomendações da norma

IEC 287-3-2 (ainda não há norma NBR sobre o assunto)

Este procedimento traz cálculos simplificados baseados nas seguintes hipóteses:

Custo de instalação constante

Perdas em blindagens e pelo efeito pelicular desprezíveis.

Considerar custo apenas da energia ativa Temperatura de operação média de 50ºC

Expressões para o cálculo Expressões para o cálculo

Determinação do G'

É preciso consultar um fornecedor de cabos e obter a tabela de preços em R$/km.

E obter o valor médio R$/mm2/km

Exemplo de cálculo

Considerando um circuito que alimenta um quadro de distribuição trifásico.

Comprimento 100m

Temperatura ambiente 30oC

Corrente de projeto 220A

Instalação em eletrocalha aberta em trifólio

Foi estimado que este circuito funciona 4000h/ano

Valor da tarifa de energia R$0,257 / kWh Anos a serem considerados 10 anos

Exemplo de cálculo Cálculo das constantes

Cálculo da seção econômica Adota-se a seção mais

Dimensionamento pelo critério técnico

Considerando um agrupamento de 1 circuito

FCA = 1

Considerando a temperatura ambiente 30oC

FCT = 0,94 Calculando a corrente corrigida

Utilizando as tabelas da norma

Icorr = Iproj

Dimensionamento pelo critério técnico

Selecionando o método de instalação

Dimensionamento pelo critério técnico

Tabela 39 Capacidades de condução de corrente, em ampères, para os métodos de referência E, F e G

Condutores: cobre e alumínio

Isolação: EPR ou XLPE Temperatura no condutor: 90°C Temperatura ambiente de referência: 30°C

Dimensionamento pelo critério técnico Utilizando a tabela encontra-se:

Condutor de 70mm2.

Com capacidade de condução de 268A

Pelo critério da seção econômica

Condutor de 185mm2

Com capacidade de condução de 510A

Onde está a vantagem?

Análise comparativa

Utilizamos a seguintes expressão para o cálculo do curto com a perda de energia no cabo:

Análise comparativa

Precisa-se calcular a resistência do cabo na temperatura de funcionamento

Calcula-se a carga percentual do cabo pela expressão

Iproj

Análise comparativa

Encontra-se a temperatura de funcionamento pelo gráfico abaixo.

Aprox. 75oC

Análise comparativa

Com a temperatura de funcionamento, calcula- se a resistência do cabo através de um fator de correção, utilizando a tabela abaixo.

Utiliza-se o maior mais próximo 1,236

Análise comparativa

Calculando-se a resistência do cabo, utilizando o valor de resistência padrão para cada seção.

Análise comparativa

Calculando-se a resistência total, temos:

Rtot = R/km x distância x Fat corr temp

Análise comparativa

Calculando-se o custo da energia elétrica por ano, temos:

Análise comparativa

Fazendo o mesmo processo para o cabo de 185mm2, temos:

A temperatura no gráfico é de 50oC

O fator de correção da resistência com a temperatura é de 1,118.

Iproj

Análise comparativa

Calculando o custo anual da energia elétrica, te mos:

Análise comparativa Fazendo-se a comparação:

seçãoEm 10 anosPercentual

Custo de instalação

Custo energia anual

Custo total em 10 anos

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