Um dos recursos disponibilizados no modulo Elétrico é o dimensionamento automático da fiação e da proteção dos circuitos, que levam em consideração os critérios como: capacidade de condução de corrente, queda de tensão e proteção contra sobrecarga e curto-circuito.
Após realizar o processamento do projeto, com a opção Dimensionar circuitos habilitada, o programa faz as verificação dos critérios mencionados acima e o usuário pode verificar os resultados calculados pelo programa através do quadro de cargas.
Figura 1
1°) Circuito: Nome do circuito definido pelo usuário (geralmente é representado por um número);
2º) Descrição: Nome descritivo definido pelo usuário nas propriedades do circuito;
Tabela 2
3º) Esquema: Esquema adotado para a fiação do circuito, o que determina a fiação que será adotada pelo programa. Em outras palavras, o esquema é o tipo de alimentação elétrica do circuito, definindo a quantidade de condutores fase e neutro utilizadas. Em conjunto com a Tensão, define os dados necessários para o dimensionamento dos condutores.
Para questões de exemplo, os circuitos ficarão definidos como exibido nas tabela 3 e tabela 4:
Tabela 3
Tabela 4
4º) Método de instalação: Em uma instalação elétrica, é necessário definir a maneira como os condutores serão instalados (em eletrodutos embutidos ou aparentes, em canaletas, enterrados, etc). A maneira de instalar influencia na capacidade de troca térmica entre os condutores e o ambiente, influenciando, portanto, a capacidade de condução de corrente de um condutor. Para definir o método utilizado, o programa utiliza como referência a NBR5410/2004, item 6.2.5.1.2.
5º) Tensão (V): Tensão adotada para o dimensionamento do circuito, em Volts. Define-se por tensão a diferença de potencial entre os condutores carregados de um circuito. Essa tensão será utilizada pelo programa no dimensionamento dos condutores.
A forma de indicar a tensão, bem como os valores permitidos, dependem do tipo de Esquema adotado. Definindo a tensão de entrada como 380/220V, se for utilizado o F+F a tensão aplicada será 380V, se utilizar F+N a tensão será 220V. Outro exemplo seria se fosse definido a tensão de entrada como 220/127V, se for utilizado o F+F a tensão aplicada será 220V, se utilizar F+N a tensão será 127V. Ou seja, se a tensão de entrada é indicada por um par de valores, o primeiro valor indica a tensão fase-fase e o segundo a fase-neutro, como mostra tabela 5.
Tabela 5
Tabela 6
7º) Potência Total (VA): Apresenta o valor efetivamente usado para o dimensionamento. Para obter este valor soma-se a potência (VA) de cada ponto pertencente ao circuito. Para obter a potência (VA) de cada ponto o programa divide a potência (W) cadastrada na peça pelo fator de potência vezes o rendimento, também cadastrados na peça, como mostra a tabela 7.
No exemplo, a potência total (VA) dos quadros será a soma das potências dos circuitos, 5400VA+5000VA+6938VA=17338VA.
Tabela 7
8º) Potência Total (W): Apresenta a potência total instalada no circuito, obtida pela soma das potências cadastradas nas peças utilizadas.
No exemplo, a potência total (W) dos quadros será a soma das potências dos circuitos, 5400W+5550W+4000W=14950W.
9º) Fases: Indicação das fases usadas pelo circuito. Pode se determinada como (A,B,C), (R,S,T) ou (U,V,W), dependendo de qual nomenclatura é definida nas Propriedades da edificação.
Tabela 8
11º) In - R (A), In - S (A) e In - T (A):
Para circuitos terminais: A corrente de projeto In é a corrente calculada através da potência instalada na maior derivação do circuito. Para mais informações sobre como ela é calculada recomendamos a leitura do artigo Corrente de projeto In menor que a corrente de projeto total Ip.
Para circuitos de alimentação: Corrente de projeto calculada na fase "R", “S” e “T".
Para determinar em qual fase cada circuito será alocado o programa utiliza o balanceamento de fases.
Balancear fases: O comando balancear fases tem por objetivo alterar as fases utilizadas pelos circuitos do projeto, de forma a obter a menor diferença possível entre a corrente que passa em cada fase. Essa verificação só tem sentido para projetos que utilizem alimentação trifásica (Esquema "3F+N") ou bifásica (Esquema "2F+N").
O balanceamento das fases é realizado através da corrente demandada dos circuitos. Como essas correntes são estabelecidas apenas no dimensionamento, deve-se garantir que os circuitos estejam dimensionados antes de se fazer o balanceamento.
Executado o comando “Processar” (guia Operações – grupo Dimensionamento) com a opção “Balancear fases” habilitada, o programa altera as fases em cada circuito como é possível. Como o critério adotado pelo programa é puramente matemático, nem sempre chegará a uma solução adequada do ponto de vista do usuário. Como as cargas dos circuitos são diferentes, consequentemente a corrente demandada será diferente e desta maneira o balanceamento das fases não será igual em todas as fases. O programa permite ao usuário alterar manualmente o balanceamento, caso o usuário não esteja satisfeito com o balanceamento realizado pelo programa.
A corrente de projeto é calculada através da corrente demandada. O programa irá calcular a corrente com a contribuição da demanda de cada circuito (por fase) e irá somá-las para obter a corrente do quadro de distribuição. Para mais informações sobre como a demanda é calculada recomendamos a leitura do artigo Como é calculada a demanda do projeto?.
O programa considera a tensão 190V para esquemas F+F (pois utiliza apenas uma fase ao circuito) e tensão 220V para esquemas F+N. Se o esquema de entrada escolhido fosse 220/127V, seria aplicado a tensão 110V para F+F e 127V para F+N, para obtenção da corrente demandada. As tabelas 9, 10 e 11 abaixo, são exemplos do cálculo da corrente demandada das fases R, S e T, respectivamente, do modelo proposto inicialmente.
Tabela 9
Corrente demandada para a fase S:
Tabela 10
Tabela 12
13º) FCT: Fator de correção de temperatura. Caso a temperatura ambiente seja diferente de 30ºC para condutores não enterrados e de 20ºC para condutores enterrados, a NBR 5410/2004 define um fator de correção de temperatura (FCT) que divide o valor da corrente nominal, para a obtenção da corrente corrigida. A Tabela 40 da NBR 5410/2004 define os valores para FCT.
Tabela 40 da NBR5410/2004
14º) FCA: Fator de correção de agrupamento. Caso passem, em um mesmo conduto, condutores pertencentes a circuitos diferentes, a NBR 5410/2004 define um fator de correção de agrupamento (FCA) que divide o valor da corrente nominal pelo fator de agrupamento, para a obtenção da corrente corrigida. Para verificar como o FCA aplicado no dimensionamento dos circuitos é determinado, recomendamos a leitura do artigo Como é calculado o FCA?.
15º) Corrente corrigida (In'): Para fins de dimensionamento final, calculada pela pior situação entre as fases utilizadas pelo circuito.
A corrente nominal ou corrente de projeto (In é a corrente que os condutores de um circuito, seja terminal ou de distribuição, deve suportar, levando em conta apenas as suas características nominais. Aplicando-se a esta os fatores de correção de temperatura (FCT) e de agrupamento (FCA), obtém-se um valor fictício de corrente chamado de corrente corrigida (In').
Tabela 13
16º) Corrente total de projeto – Ip (A): É o somatório de todas as correntes emitidas por cada ponto do circuito até o quadro principal;
A corrente nominal ou corrente de projeto (Ip) é a corrente que os condutores de um circuito, seja terminal ou de distribuição, deve suportar, levando em conta apenas as suas características nominais. Cada um dos pontos de um circuito pode gerar uma corrente nominal, desde o ponto até o quadro que o alimenta, sendo somados nos condutores por onde passa essa corrente.
A corrente nominal resultante de um ponto é calculada em função dos dados cadastrados, da seguinte maneira:
Onde define:
- nf: Número de fases do circuito, o programa aplica o valor 1 em todos os casos, visto que no valor da tensão já há subentendida a informação da quantidade de fases;
- V: Tensão elétrica para dimensionamento do circuito;
- Pn: Potência nominal;
: Fator de potência, definido como o cosseno do ângulo de defasagem entre a tensão e a corrente;
: Rendimento.
Com essas informações, calcula-se a corrente nominal, conforme pode ser observado na Tabela 14, emitida por cada ponto do circuito, sendo essa corrente distribuída pelos condutores que formam o caminho entre cada ponto e o início do circuito. Havendo mais de uma fase no mesmo circuito (caso, usualmente, dos circuitos de distribuição), serão obtidos valores diferentes para cada fase, sendo adotado o maior valor para dimensionamento dos condutores. Para mais informações sobre como ela é calculada recomendamos a leitura do artigo