1. OBJETIVO
Este relatório tem por objetivo apresentar a relação dos principais equipamentos
utilizados, o pré-dimensionamento do sistema de alimentação elétrica em C.A. , o estudo
de curto circuito de baixa tensão, a descrição do sistema de iluminação e o
dimensionamento básico dos cabos para o túnel Morro Alto, localizado na BR-101, trecho
SC/RS-Osório entre os segmentos Km 67,376 e Km 69,213 pertencente ao DNIT.
1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Neste relatório o levantamento das cargas elétricas tem caráter preliminar, porém
dentro da precisão necessária para a definição da entrada da concessionária.
As potências dos equipamentos pertencentes aos sistemas de iluminação e tomadas,
controle, telecom, combate ao incêndio, drenagem, ventilação, água de consumo, etc.
foram baseados no dimensionamento do projeto básico. Estas potências tendem a se
confirmar no desenvolvimento do projeto executivo e na compra dos respectivos
sistemas.
Tanto as cargas adotadas, como o regime de trabalho e a disposição dos
equipamentos foram estabelecidos considerando o projeto civil já existente e dados
operacionais de túneis similares.
7
2. RELAÇÃO DOS PRINCIPAIS EQUIPAMENTOS
Abaixo estão relacionados os principais equipamentos utilizados no túnel Morro Alto
ITEM
DESCRIÇÃO
QTDE
Cabine Primária Blindada
Transformador a seco de 1250 kVA, 23,1-0,38/0,22 kV
Quadro Geral de Distribuição (QGD) 380/220 V
Grupo Gerador Diesel (GGD) – 380/220 V, 750 kVA
CCM
Painel de Distribuição do No Break (PDN)
No Break
Painel de Telecom
Quadro de Iluminação e Força QLN´s, QLD´s, QLNB´s e QL´s CCO
Quadro de Comando, Controle e Proteção (QGG)
01 cj
02 cj
01 cj
01 cj
01 cj
01 cj
01 cj
04 cj
35 cj
01 cj
8
3. RELAÇÃO DE CARGAS
A previsão de cargas do sistema de corrente alternada (380 / 220 Vca) e os respectivos
regimes de trabalho propostos para os quadros do túnel e da CCO encontram-se nas
tabelas abaixo. Estes valores de cargas deverão ser confirmados pela CONTRATADA no
Projeto Executivo.
Para esta fase do projeto, foram admitidas algumas simplificações de cálculo, como a
suposição de que todas as cargas têm um mesmo fator de potência (0,85), permitindo
uma soma aritmética ao invés de vetorial.
As cargas apresentadas neste relatório e os respectivos regimes de operação propostos
podem ser classificados da seguinte forma:
•
•
Cargas Permanentes foram consideradas somente aquelas que estarão energizadas
permanentemente ou por um período de tempo, como as de iluminação diurna e
noturna, para os jato ventiladores foi utilizado um fator de demanda de 0,6 da
potência total instalada;
A demanda Máxima foi estimada considerando todas as cargas permanentes à plena
carga operando simultaneamente.
3.1 CARGAS DO SISTEMA DE CORRENTE ALTERNADA
3.1.1 Tabela de Cargas não Essenciais do QGD
Potência [kVA]
Descrição
QLN1 – Túnel Sul
QLN2 – Túnel Sul
QLN3 – Túnel Sul
QLN4 – Túnel Sul
QLN5 – Túnel Sul
QLN6 – Túnel Sul
QLN7 – Túnel Sul
QLN1 – Túnel Norte
QLN2 – Túnel Norte
QLN3 – Túnel Norte
QLN4 – Túnel Norte
QLN5 – Túnel Norte
QLN6 – Túnel Norte
Total de Cargas
Regime de Operação Permanente
Iluminação
Diurno
23,98
27,08
10,4
51,06
10,4
-
Noturno
0,82
0,82
4,10
10,7
10,7
10,7
8,8
1,64
4,10
10,7
10,7
10,7
8,8
Total das Cargas
Permanente
24,8
27,9
14,5
10,7
10,7
10,7
8,8
52,7
14,5
10,7
10,7
10,7
8,8
216,20
3.1.2 Tabela de Cargas Essenciais (Diesel) do QGD
9
Demanda
Máxima
24,8
27,9
14,5
10,7
10,7
10,7
8,8
52,7
14,5
10,7
10,7
10,7
8,8
216,20
Potência [kVA]
Descrição
QLD1 – Túnel Sul
QLD2 – Túnel Sul
QLD3 – Túnel Sul
QLD4 – Túnel Sul
QLD5 – Túnel Sul
QLD1 – Túnel Norte
QLD2 – Túnel Norte
QLD3 – Túnel Norte
QLD4 – Túnel Norte
QLD5 – Túnel Norte
No Break
Bomba Antiincêndio
CCM
Telecom
Telecom
QF-1 – CCO
QF-2 – CCO
Bomba Jockey
Total de Cargas
Regime de Operação Permanente
Iluminação
Diurno
-
Noturno
1,4
5,8
5,4
4,9
2,1
1,4
5,8
5,4
4,9
2,1
43,6
-
Total das Cargas
Permanente
1,4
5,8
5,4
4,9
2,1
1,4
5,8
5,4
4,9
2,1
53,6
7,5
440,64
50,0
50,0
3,0
3,0
1,5
648,44
Demanda
Máxima
1,4
5,8
5,4
4,9
2,1
1,4
5,8
5,4
4,9
2,1
55,0
15,0
734,4
50,0
50,0
3,0
3,0
1,5
951,10
3.1.3 Tabela de Cargas Essenciais do No Break do QGD
Potência [kVA]
Descrição
QLNB1 – Túnel Sul
QLNB2 – Túnel Sul
QLNB3 – Túnel Sul
QLNB4 – Túnel Sul
QLNB5 – Túnel Sul
QLNB1 – Túnel Norte
QLNB2 – Túnel Norte
QLNB3 – Túnel Norte
QLNB4 – Túnel Norte
QLNB5 – Túnel Norte
Telecom
Telecom
Regime de Operação Permanente
Iluminação
Diurno
-
Noturno
1,9
6,2
5,8
6,2
1,7
1,9
6,2
5,8
6,2
1,7
-
Total das Cargas
Permanente
Demanda
Máxima
1,9
6,2
5,8
6,2
1,7
1,9
6,2
5,8
6,2
1,7
5,0
5,0
1,9
6,2
5,8
6,2
1,7
1,9
6,2
5,8
6,2
1,7
5,0
5,0
10
Potência [kVA]
Descrição
Regime de Operação Permanente
Iluminação
Diurno
Noturno
Total das Cargas
Permanente
reserva
Total de Cargas
53,6 *
* Cargas já listadas na tabela de cargas essenciais do diesel
11
Demanda
Máxima
1,4
55,00 *
4. PRÉ-DIMENSIONAMENTO DOS EQUIPAMENTOS
4.1 TRANSFORMADOR DE FORÇA 23,1 – 0,38/0,22 kV
Neste estudo está apresentada a verificação do carregamento dos transformadores
para as cargas de regime permanente e considerando como sobrecarga a demanda
máxima provável.
A verificação da capacidade do transformador em regime de sobrecarga será
efetuada utilizando-se a norma ANSI C57 96/1999 “Guide for Loading Dry-Type
Distribution and Power Transformers”. Esta norma estabelece que, um transformador
com ventilação natural na temperatura ambiente de 40ºC e temperatura do ponto
mais quente do enrolamento limitada à 150ºC, poderá admitir as seguintes
sobrecargas diárias, sem redução da vida útil:
CAPACIDADE DE SOBRECARGA
(Múltiplo da Potência Nominal)
Pico de Carga em
Carregamento Inicial
horas
90%
70%
1/2
1,33
1,52
1
1,18
1,30
2
1,09
1,18
4
1,04
1,10
8
1,00
1,03
50%
1,59
1,34
1,19
1,11
1,04
Verificação da Capacidade do Transformador para Atender o Ciclo de Carga Previsto:
Cargas de regime permanente: 216,20 kVA (não essencial) + 648,44 kVA (essencial)
= 864,64 kVA
Demanda máxima provável em 1 hora: 216,20 kVA (não essencial) + 951,10 kVA
(essencial) = 1.167,30 kVA
Para um transformador de 1.250 kVA, as cargas de regime permanente equivalem a
0,70% da potência nominal do transformador.
O carregamento inicial é inferior a 70% da capacidade nominal do transformador, a
capacidade de sobrecarga, conforme tabela a de capacidade se sobrecarga é de:
1.250 x 1,30 = 1.625 kVA, o qual atende a demanda máxima provável.
Será escolhido um transformador de 1.250 kVA que atende com folga as cargas de
regime permanente e a possível sobrecarga imposta pela demanda máxima provável.
12
4.2 GERADOR DIESEL DE EMERGÊNCIA – 380/220 V
Para o dimensionamento do gerador diesel, analisaremos a pior condição de carga,
ou seja, com o gerador diesel alimentando a demanda máxima provável, e teremos a
partida do jato ventilador.
Nesta condição temos:
− Demanda máxima provável: 648,44 kVA
− Demanda antes da partida do jato ventilador:
648,44 – 30,6 = 617,84 kVA; fator de potência = 0,85
− Potência aparente na partida do jato ventilador:
3 x 30,6 = 91,8 kVA; fator de potência = 0,6
− Potência ativa total na partida do jato ventilador:
− P = 617,84 x 0,85 + 91,8 x 0,6 = 580,24 kW
− Potência reativa total na partida do jato ventilador:
P = 617,84 x 0,53 + 91,8 x 0,8 = 400,9 kVAr
− Potência aparente total na partida do jato ventilador:
P=
580,24 2 + 400,9 2 = 705,26 kVA
Para o dimensionamento do gerador Diesel é necessário que a seguinte relação seja
satisfeita, conforme manual de grupos geradores MWM Diesel:
Paparente de partida / Pgerador ≤ 1,33
Verificando a relação de potência:
Pgerador ≥ 705,26 / 1,33 ≥ 530,27 kVA
Será considerado a utilização de um grupo diesel gerador com potência contínua de
750 kVA, o qual atende com folga a demanda permanente provável 648,44 kVA e a
condição de sobrecarga na partida do jato ventilador.
4.3 NO BREAK – 380/220 V
Para o dimensionamento do No Break, serão utilizadas as cargas relacionadas na
tabela do item 3.1.3 do Painel de Distribuição do No Break (PDN).
− Total de cargas=
53,6 kVA
− Potência do No Break=
55 kVA
13
5. CRITÉRIOS PARA O PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE CABOS DE BAIXA TENSÃO
5.1 CRITÉRIOS PARA O CALCULO
O dimensionamento dos circuitos consiste na determinação da seção dos condutores
e dos dispositivos de proteção obedecendo aos critérios estabelecidos pela NBR
5410 da ABNT – Instalações Elétricas de Baixa Tensão, conforme:
•
•
•
•
•
•
Determinação da corrente de projeto (In);
Determinação da seção dos condutores pelo critério da seção mínima;
Determinação da seção dos condutores para condições de aquecimento normal,
ou seja, capacidade de condução de corrente;
Determinação da seção dos condutores para atender a queda de tensão;
Escolha das proteções e coordenação entre condutores e dispositivos de
proteção contra sobre corrente e curtos-circuitos;
Determinação da seção dos condutores para proteção contra contatos indiretos;
O critério de escolha será a seção normalizada, que corresponda à maior das seções
determinadas pelos critérios acima.
5.2 PARÂMETROS UTILIZADOS
5.2.1 Características do Sistema
Suprimento em corrente alternada:
•
•
•
Tensão:
Freqüência:
Sistema:
380/220 Vca
60 Hz
Trifásico com neutro aterrado (TN-S)
Características dos Cabos
•
•
Tensão Nominal:
Material:
•
Temperatura:
•
•
•
Norma específica:
Seção mínima:
Formação:
0,6/1 kV
Isolação – EPR,
Condutor – Fios cobre nu, temp. mole, encord.cl
5.
Cobertura – Composto termo fixo EPR não
halogenado
90ºC – Máxima de serviço contínuo,
130ºC – Sobrecarga,
250ºC – Curto-circuito,
NBR-13248
2,5 mm2
Multipolar até 25 mm²
Unipolar acima de 25 mm²
14
Instalação
•
•
•
•
Cabos em canaleta fechada embutida no piso. (Método nº 24 ou 25, ref. B1
ou B2)
Cabos em leito. (Método de instalação nº 16, ref. E ou F)
Cabos em eletroduto aparente ou embutido em alvenaria. (Método de
instalação nº 3, 4, 7 ou 8, ref. B1 ou B2)
Cabos unipolares em eletroduto enterrado. (Método de instalação nº 61 ou
61A, ref. D)
5.3 DIMENSIONAMENTO PELA CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE
5.3.1 Determinação da Corrente de Projeto
A corrente de projeto será determinada pela expressão:
Iprojeto = f x In
Onde:
Iprojeto = corrente de projeto [A];
In = corrente nominal do circuito [A];
f = fator para compensar desequilíbrios de fases e eventuais variações e
acréscimos de cargas.
Os valores adotados para o fator “f” são os seguintes:
•
•
•
•
Motores
Transformadores
Painéis CA/CC
Painéis PL – Aliment. CA
1,15
1,25
1,10
1,25
5.3.2 Capacidade de Condução de Corrente dos Cabos
A capacidade de condução de corrente requerida para os cabos será
determinada pela expressão:
Iprojeto
IC =
[ A]
K
K = F agrup x F ta
Onde:
Ic
Iprojeto
F ta
F agrup
= capacidade de condução de corrente [A];
= corrente de projeto do circuito [A];
= fator de correção de temperatura;
= fator de agrupamento.
15
As capacidades de condução de corrente dos cabos utilizados, para a
temperatura ambiente de 30ºC e de acordo com o tipo de instalação, são
dadas pela norma NBR 5410 da ABNT, tabelas 37 e 39.
5.3.3 Fator de Correção de Temperatura Ambiente
Os fatores de correção de temperatura ambiente (Fta) estão indicados a
seguir:
•
•
Solo (25ºC)
Ambiente (40ºC)
0,96
0,91
5.3.4 Fator de Agrupamento
Os fatores de correção de agrupamento (Fa), utilizados neste projeto estão
indicados na Tabela 42 da NBR-5410/2004.
5.4 DIMENSIONAMENTO PELA QUEDA DE TENSÃO
A máxima queda de tensão entre a origem de instalação e os pontos de consumo
serão de, no máximo, 7% em regime.
Serão consideradas como origem da instalação:
Os terminais do secundário, dos transformadores de 23.100-380/220 V;
Os terminais do grupo gerador diesel de emergência;
Os terminais do No Break.
Os valores parciais de queda de tensão a serem utilizados no projeto estão indicados
a seguir.
16
5.4.1 Diagrama das Quedas de Tensões
´
´
´
5.4.2 Circuitos em Corrente Alternada
Dos terminais do transformador de 23.100-380/220 V até o Quadro Geral de
Distribuição (QGD) ≤ 0,7%;
Do Grupo Gerador Diesel (GGD) até o Quadro Geral de Distribuição
(QGD): ≤ 0,7%;
Do Quadro Geral de Distribuição 380/220 V (QGD) até os QL’s: ≤ 4%;
Do Quadro Geral de Distribuição 380/220 V (QGD) até o CCM dos Jato
Ventiladores: ≤ 0,3%;
Do Quadro Geral de Distribuição 380/220 V (QGD) até o No Break: ≤ 4,5%;
Do No Break até o Painel de Distribuição do No Break (PDN): ≤ 0,5%;
Dos Quadros QL’s 380/220 V até o ponto de consumo suprido diretamente
por estes quadros: ≤ 2,3%;
Do CCM dos Jato Ventiladores até o ponto de consumo suprido diretamente
por este: ≤ 6,0%;
Do Painel de Distribuição do No Break (PDN) até os QF´s : ≤ 4%;
17
Dos QF´s até o ponto de consumo suprido diretamente por este: ≤ 2,5%;
Os valores acima poderão ser alterados, em casos específicos, para
atendimento às reais necessidades das diversas cargas.
5.4.3 Cálculo da Queda de Tensão
Para o cálculo de queda de tensão, serão utilizadas as seguintes expressões:
∆U3 φ = 3 . Iprojeto. L. (r. cos ϕ + x. sen ϕ)
∆U1φ =
∆U% =
(circuitos trifásicos)
2. Iprojeto. L. (r. cos ϕ + x. sen ϕ) (circuitos bifásicos)
∆Upu. Iprojeto . L. 100
Uref
Onde:
∆U
∆U%
∆Upu
= queda de tensão no circuito [V];
=percentual de queda de tensão;
=queda de tensão unitária, para a corrente da 1A e comprimento do
circuito de 1 km;
Uref
= tensão de referência [V];
Iprojeto =corrente de projeto do circuito [A];
L
= comprimento do circuito [km];
r
= resistência do condutor [ohm/km];
x
= reatância do condutor [ohm/km];
ϕ
= ângulo, cujo cosseno é o fator de potência da carga.
Tabela 37 – Capacidade de condução de corrente, em ampères, para os métodos de
referência B1 , B2 e D
Condutores: cobre
Isolação: EPR;
Temperatura no condutor: 90ºC
Valores corrigidos para a temperatura ambiente de 40ºC (ar) e 25ºC (solo)
Métodos de instalação definidos na tabela 33 (NBR 5410)
Seções
Nominais
mm2
B1 (Unipolar)
(Canaleta/Eletroduto)
2
condutores
carregados
B2 (Multipolar)
(Canaleta/Eletroduto)
3
2
condutores condutores
carregados carregados
D
(Eletroduto Enterrado)
3
condutores
carregados
2
condutores
carregados
3
condutores
carregados
(1)
(6)
(7)
(8)
(9)
(12)
(13)
2,5
4
6
10
16
25
35
50
149
180
131
159
27
36
46
63
83
108
-
24
32
40
55
73
96
-
33
42
54
70
91
116
140
166
28
36
44
59
76
97
117
138
18
70
95
120
150
185
240
230
278
322
370
422
497
202
245
284
324
371
378
-
-
204
242
276
311
348
402
171
203
230
260
292
367
Tabela 39 – Capacidade de condução de corrente, em ampères, para os métodos de
referência E e F
Condutores: cobre
Isolação: EPR;
Temperatura no condutor: 90ºC
Valores corrigidos para a temperatura ambiente de 40ºC.
Seções
Nominais
mm2
(1)
2,5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
240
Métodos de instalação definidos na tabela 33 (NBR 5410)
E (Multipolar)
F (Unipolar)
(Leito para Cabos)
(Leito para Cabos)
2
3
2
3
condutores
condutores
condutores
condutores
carregados
carregados
carregados
carregados
alinhados
alinhados
(2)
33
45
57
78
105
136
-
(3)
29
38
49
68
91
116
-
19
(4)
182
220
282
343
398
459
523
617
(6)
160
197
254
311
364
422
485
576
Tabela 2 – Os valores de resistências e reatâncias dos condutores utilizados são os
seguintes:
Seção do
Condutor
2
[mm ]
Resistência
do Condutor
a 90ºC
r [ohm/km]
Reatância
do Condutor
a 90ºC
x [ohm/km]
2,5
9,4485
0,1231
4
5,8783
0,1151
6
3,9274
0,1087
10
2,3336
0,1017
16
1,4666
0,0980
25
0,9274
0,0975
35
0,6685
0,1240
50
0,4939
0,1216
70
0,3425
0,1189
95
0,2471
0,1159
120
0,1965
0,1135
150
0,1598
0,1134
185
0,1285
0,1120
240
0,0990
0,1103
Os valores da queda da tensão unitária [V/A.km] considerados para os alimentadores
de força serão calculados para um fator de potência médio de 0,85 e os
alimentadores dos painéis de iluminação serão calculados para um fator de potência
médio de 0,92.
5.5 COORDENAÇÃO ENTRE CONDUTORES E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO
CONTRA SOBRECORRENTE
Deverão ser atendidas as condições de:
IB ≤ In ≤ IZ;
e
I2 ≤ 1,45 x IZ
Onde:
IB = corrente de projeto do circuito (Iprojeto) [A];
In = corrente nominal do dispositivo de proteção ou corrente de ajuste, para os
dispositivos ajustáveis [A];
IZ = capacidade de condução de corrente dos condutores, nas condições previstas
para sua instalação [A];
20
I2 = corrente convencional de atuação, para disjuntores, ou corrente convencional de
fusão, para fusíveis [A].
5.6 DIMENSIONAMENTO PELO CURTO CIRCUITO
O Curto-Circuito na origem dos cabos deverá atender a seguinte expressão:
J ≤ k².S²,
ou:
Smin =
J
k
Onde:
J = integral de Joule que o disjuntor ou fusível deixa passar [A².s];
S = seção do condutor [mm²];
Smin = seção mínima do condutor [mm²] protegido pelo disjuntor ou fusível;
k = 143 (condutores de cobre com isolação de EPR).
5.7 RESULTADOS
As correntes nominais dos circuitos, as distâncias em metros, os níveis de curto
circuito dos painéis e as seções dos cabos verificadas pelos métodos abordados
neste relatório estão indicados nas planilhas de cálculo no ANEXO 3.
5.8 CURTO CIRCUITO DO SISTEMA DE CORRENTE ALTERNADA
Neste estudo serão apresentadas as correntes de curto circuito simétrico, trifásico
nas barras do Quadro Geral de Distribuição (QGD), Quadros de Iluminação e
Tomadas (QL´s), CCM e PDN, e demais pontos alimentados pelo quadro QGD,
quando supridos pelo sistema de 23,1 kV.
Com o objetivo de simplificar os cálculos de curto-circuito e obter valores mais
conservativos para os dimensionamentos necessários, adotamos o sistema de
23,1 kV como fonte ideal (barramento infinito), desprezando demais impedâncias do
sistema da concessionária de energia local e dos cabos de alimentação em 23,1 kV.
21
5.8.1 Diagrama Unifilar Simplificado das Impedâncias
5.8.2 Dados do Sistema
Transformador de serviços auxiliares
Potência nominal: 1250 kVA;
Z (aproximado): 5%;
Relação de transformação: 23.100 – 380/220 V;
X/R (aproximado): 5,59
Contribuição dos Motores
De acordo com o IEEE Std 241-1990, será considerada uma contribuição de
motores igual a 50% da potência do transformador de 23.100-380 V, na barra
de 380 V do QGD.
Considerando a potência dos motores utilizados, a impedância sub-transitória
adotada será de: Z”=28%, relação X/R=6 conforme IEEE Std 141-1993 e
IEEE Std 666-1991.
A impedância equivalente dos cabos alimentadores do motor equivalente foi
considerada nula.
Potência nominal: 625 kVA;
Z (aproximado): 28%;
Tensão: 380 V
X/R (aproximado): 6
22
Cabos de Baixa Tensão
Para os cabos de baixa tensão, foram considerados os parâmetros
(resistências e reatâncias) conforme tabela 1.
5.8.3 Desenvolvimento do Cálculo do Curto – Circuito
Será considerado que os disjuntores D4, D7 e D8 estarão fechados e os
disjuntores D5 e D6 estão abertos.
Dados de base
Sb= 1250 kVA
Vb= 380 V
Formulário básico
Zb =
Ib =
Z=
Vb 2
Sb
(Ω)
Sb
3 ⋅ Vb
(kA )
Z(%) Sb
⋅
100 Snom
Icc 3 ϕ =
1,1
Zeq
(pu)
(pu)
Onde “Z” é a impedância equivalente de sequência positiva, em “pu”, no
trecho considerado.
Icc 3 ϕ = Ib ⋅ Icc 3 ϕ
(kA )
Portanto:
Ib= 1899,18 A
Zb= 0,11552 Ω
Impedância do transformador TR-1 (1250 kVA, 21,3 - 0,38/0,22 kV)
ZTr1= 0,0088 + j0,0492 pu
Impedância dos cabos de baixa tensão do transformador TR-1 até o QGD
Zc1 = 0,0036728 + j0,0040920 pu ( 30 metros, 7x240 mm2 )
Impedância de motor equivalente
23
ZMeq = 0,0933 + j0,56 pu
Com as impedâncias acima, obteremos a impedância equivalente no
barramento do QGD, considerando a contribuição de motores:
ZeqQGD = (ZTR1 + Zc1) // ZMeq
ZeqQGD = 0,0111 + j0,048678 pu
ZeqQGD = 0,049927
(pu)
Corrente de curto circuito no barramento do QGD
Icc 3 ϕ =
1,1
Zeq QGD
(pu)
Adotando uma margem de segurança de 10%, temos:
Icc 3 ϕ = Ib ⋅ Icc 3ϕ ⋅ 1,1
Icc 3ϕ = 46
kA
Corrente de curto circuito nos barramento ou circuitos finais
Considerando-se os valores de impedância acima descritos e os valores
adotados como base, temos as correntes de curto-circuito calculadas de cada
barramento ou circuito final, apresentadas na tabela a seguir:
QUADRO
QGD
CCM
No Break
PDN
QLN1-norte
QLN2-norte
QLN3-norte
QLN4-norte
QLN5-norte
QLN6-norte
QLD1-norte
QLD2-norte
QLD3-norte
QLD4-norte
QLD5-norte
QLNB1-norte
QLNB2-norte
QLNB3-norte
QLNB4-norte
QLNB5-norte
Icc (kA)
46,00
43,55
19,29
11,29
2,67
0,69
0,55
0,7
0,62
0,21
0,11
0,35
0,27
0,25
0,10
0,15
0,34
0,27
0,33
0,09
QUADRO
Servidor DAI
DGO
QF1-CCO
QF2-CCO
QLN1-sul
QLN2-sul
QLN3-sul
QLN4-sul
QLN5-sul
QLN6-sul
QLN7-sul
QLD1-sul
QLD2-sul
QLD3-sul
QLD4-sul
QLD5-sul
QLNB1-sul
QLNB2-sul
QLNB3-sul
QLNB4-sul
QLNB5-sul
24
Icc (kA)
16,44
16,44
1,12
1,39
1,31
1,53
0,80
0,58
0,63
0,61
0,23
0,10
0,31
0,25
0,28
0,10
0,14
0,30
0,33
0,28
0,09
6. INTERLIGAÇÃO COM A CONCESSIONÁRIA DE ENERGIA ELÉTRICA.
Na ocasião adequada de execução das obras, deverá ser encaminhado um Pedido de
Estudos para a Concessionária de Energia Elétrica, com o objetivo de confirmar a
contratação do fornecimento de energia em Média Tensão (23,1 kV) no montante previsto
no projeto, bem como instruir a concessionária sobre o ponto de entrega de energia.
Neste projeto, está previsto 2 ramais de entrada, sendo o primeiro ponto de captação de
energia (ultimo poste da concessionária) foi colocado no emboque norte do túnel na
posição mais adequada ao empreendimento, ou seja, junto ao CCO onde fica próxima da
cabine de entrada em Média Tensão e o segundo ponto de captação de energia será no
outro extremo do túnel junto ao emboque sul, sendo da Contratada o dever de projetar,
fornecer e instalar toda a infra-estrutura e cabos da interligação da rede de 23,1 kV, da
CCO até o poste da concessionária.
Durante os estudos técnicos da concessionária de energia esta posição do último poste
poderá sofrer pequenas variações que não vão afetar as soluções previstas neste projeto
e as condições comerciais da concessionária estarão vinculadas às disponibilidades de
atendimento de demanda de energia a ser contratada pelo DNIT.
25
7. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE ILUMINAÇÃO
Este item tem como objetivo apresentar o dimensionamento do sistema de iluminação
normal e essencial do CCO e do Túnel rodoviário Morro Alto, localizado na BR-101, trecho
SC/RS-Osório pertencente DNIT.
Iluminação Normal
Este sistema será destinado a garantir a iluminância de 100 lux médio em toda extensão
do túnel, durante o período noturno. No período diurno é previstos no emboque de cada
túnel três trechos de acomodação visual, conforme a norma NBR 5181.
•
Para o primeiro trecho de 70 m, a iluminância média requerida é de 2700 lux.
•
Para o segundo trecho de 35 m, a iluminância média requerida é de 900 lux.
•
Para o terceiro trecho de 35 m, a iluminância média requerida é de 300 lux.
•
Para o meio do túnel a iluminância média requerida é de 100 lux.
Iluminação Essencial
Este sistema é destinado à iluminação de emergência, entrando em operação na falta de
energia elétrica da concessionária, possuindo como alimentação essencial o Gerador
Diesel e o No Break
•
O Gerador Diesel entra em operação na falta de energia elétrica de energia da
concessionária, com 50% da iluminação normal sem as luminárias dos trechos de
acomodação visual, chegando a uma iluminância média de 50 lux.
•
O No Break, entra em operação após a falta de energia elétrica do Gerador Diesel,
com 25% da iluminação normal sem as luminárias dos trechos de acomodação visual,
chegando a uma iluminância média de 25 lux.
7.1 TIPOS DE LUMINÁRIAS
•
Tipo A – Luminária de embutir no forro modular 625 X 1250 mm para 2 lâmpadas
fluorescentes de 32 W cada, para instalação interna, corpo em chapa de aço,
refletor e aletas parabólicas em alumínio anodizado de alto brilho.
•
Tipo B – Luminária pendente para 2 lâmpadas fluorescente de 32 W cada, com
grau de proteção IP-65, corpo em policarbonato e refletor em chapa de aço.
Difusor em policarbonato texturizado com acabamento liso.
•
Tipo C – Luminária pendente tipo industrial para 2 lâmpadas fluorescente de 32
W cada, corpo em chapa de aço tratada com acabamento em pintura epóxi-pó na
cor branca. Refletor em aluminínio anodizado ou chapa especular de alto brilho.
26
Alojamento do reator no corpo e instalação em perfilado através de duas
suspensões tipo gancho.
•
Tipo D – Luminária arandela 45º à prova de tempo, fechada fundido em liga de
alumínio para 1 lâmpada a vapor de sódio de 70 W, com grau de proteção IP-66.
•
Tipo E – Projetor retangular fechado, corpo em alumínio, para 1 lâmpada a vapor
de sódio de 150 W tubular, com pintura epóxi preta, alojamento para
equipamentos auxiliares, sistema óptico composto por refletores em alumínio
anodizado.
•
Tipo F – Projetor retangular fechado, corpo em alumínio, para 1 lâmpada a vapor
de sódio de 400 W tubular, com pintura epóxi preta, alojamento para
equipamentos auxiliares, sistema óptico composto por refletores em alumínio
anodizado.
7.2 NÍVEIS DE ILUMINÂNCIA
As iluminâncias médias mantidas, requeridas no plano de trabalho, estão indicadas
na Tabela 2:
Tabela 2 – Iluminâncias médias requeridas na CCO e Túneis
Iluminância
média requerida
(lux)
Tipo de
Luminária
Sala de MT e BT
350
C
Salas dos transformadores
250
D
Sala do grupo gerador diesel
250
B
CCO
500
A
Copa e refeitório
200
C
Sanitário e vestiário
150
C
Sala de material de limpeza e consumo
200
C
Trecho 1 de acomodação
2700
E/F
Trecho 2 de acomodação
900
E/F
Trecho 3 de acomodação
300
E/F
Meio do Túnel / período noturno
100
Diesel
50
E
E
No Break
25
E
Tipo
Áreas
Técnicas e
Operativas
Iluminação
Normal do
Túnel
Iluminação
Essencial
do Túnel
Área
7.3 CÁLCULOS LUMINOTÉCNICOS
Os cálculos luminotécnicos para as áreas internas serão efetuados pelo método das
cavidades zonais, complementado pelo método ponto a ponto e, para as áreas
externas, será utilizado apenas o método ponto a ponto.
Estes cálculos foram efetuados utilizando-se o programa RELUX, versão professional
2007 da RELUX INFORMATIK AG., que considera a curva de distribuição da
luminária empregada e múltiplas reflexões na área em estudo.
27
Os cálculos foram realizados utilizando-se os seguintes coeficientes:
•
- reflexão dos tetos de concreto aparente: 30%;
•
- reflexão das paredes de alvenaria revestida: 50%;
•
- reflexão de tetos constituídos de forros falsos: 70%;
•
- reflexão para pisos em geral: 10%;
•
- depreciação: 70%.
O plano de trabalho será considerado a 75 cm do piso.
Os fluxos luminosos das lâmpadas utilizadas, após 100 (cem) horas de operação, são
os seguintes:
Lâmpada fluorescente de 32W, tipo TLDRS 32/84:
Lâmpada vapor de sódio alta pressão 70W, tipo SON:
Lâmpada vapor de sódio alta pressão 150W, tipo SON T:
Lâmpada vapor de sódio alta pressão 400W, tipo SON T:
2.700 lm
5.600 lm
15.000 lm
48.000 lm
Obs.: Para lâmpadas fluorescentes e vapor de sódio foram considerados os fluxos
luminosos fornecidos pela PHILIPS.
7.4 DEFINIÇÃO DOS CONTROLES POR ÁREA
O controle do sistema de iluminação será efetuado da seguinte forma:
•
Os circuitos dos trechos de acomodação visual presente no emboque de cada
um dos túneis serão controlados através de fotocélulas instaladas do lado de
fora do túnel, para somente ligarem as luminárias no período diurno.
•
Os circuitos do meio do túnel serão controlados por um CLP através do CCO
e permanecerão 100% do tempo ligados.
7.5 RESULTADOS
As características das luminárias empregadas e o detalhamento dos resultados
obtidos para as principais áreas estão apresentados, respectivamente, nos anexos 1
e 2.
28
A Tabela 3 apresenta o resumo dos dados obtidos:
Tabela 3 – Iluminação – Túnel Morro Alto e CCO
Iluminância
média requerida
(lux)
Iluminância
média obtida
(lux)
Tipo de
Luminária
Salas de MT e BT
350
363
C
Salas dos transformadores
250
250
D
Sala do grupo gerador diesel
250
264
B
CCO
500
519
A
Trecho 1 de acomodação
2700
2730
Trecho 2 de acomodação
900
1180
Trecho 3 de acomodação
300
437
Meio do Túnel / período
noturno
100
101
E
Diesel
50
50
E
No Break
25
26
E
Tipo
Áreas Técnicas
e Operativas
Iluminação
Normal do Túnel
Iluminação
Essencial do
Túnel
Área
E
F
E
F
E
F
Obs: Nos estudos e análises técnicas e econômicas de Sistema de Iluminação Híbrido em
todas a extensão do Túnel, foram utilizados luminárias do tipo LED com características
técnicas de iluminação correspondentes a 56 W – 4.200 lumens.
29
8. ANEXOS
8.1 ANEXO 1 – CARACTERÍSITICAS DAS LUMINÁRIAS UTILIZADAS
LUMINÁRIA ITAIM 2001
- DIAGRAMA DE ENCADEAMENTO
- LCD
30
LUMINÁRIA ITAIM LPT18
- DIAGRAMA DE ENCADEAMENTO
- LCD
31
LUMINÁRIA PHILIPS SWF305 400 ASY
- DIAGRAMA DE ENCADEAMENTO
- LCD
32
LUMINÁRIA PHILIPS SWF235 150 ASY
- DIAGRAMA DE ENCADEAMENTO
- LCD
33
LUMINÁRIA PETERCO Y-16/2
- DIAGRAMA DE ENCADEAMENTO
- LCD
34
8.2 ANEXO 2 – FOLHAS DE CÁLCULO
- DISTRIBUIÇÃO DAS LUMINÁRIAS – CCO
35
- RESUMO DOS RESULTADOS – CCO
36
- TABELA PONTO A PONTO – CCO
37
- DENSIDADE LUMINOSA 3D – CCO
38
- DISTRIBUIÇÃO DAS LUMINÁRIAS – SALA DO TRAFO
39
- RESUMO DOS RESULTADOS – SALA DO TRAFO
40
- TABELA PONTO A PONTO – SALA DO TRAFO
41
- DENSIDADE LUMINOSA 3D – SALA DO TRAFO
42
- DISTRIBUIÇÃO DAS LUMINÁRIAS – SALA DO GGD
43
- RESUMO DOS RESULTADOS – SALA DO GGD
44
- TABELA PONTO A PONTO – SALA DO GGD
45
- DENSIDADE LUMINOSA 3D – SALA DO GGD
46
- DISTRIBUIÇÃO DAS LUMINÁRIAS – SALA MT
47
- RESUMO DOS RESULTADOS – SALA MT
48
- TABELA PONTO A PONTO – SALA MT
49
- DENSIDADE LUMINOSA 3D – SALA MT
50
- RESUMO DOS RESULTADOS – ZONAS DE ACOMODAÇÃO
Primeiro Trecho
51
Segundo Trecho
52
Terceiro Trecho
53
- TABELAS PONTO A PONTO – ZONAS DE ACOMODAÇÕES
Primeiro Trecho
54
Segundo Trecho
55
Terceiro Trecho
56
- DENSIDADE LUMINOSA 3D – ZONAS DE ACOMODAÇÕES
Primeiro Trecho
Segundo Trecho
57
Terceiro Trecho
58
- DISTRIBUIÇÃO DAS LUMINÁRIAS – MEIO DO TÚNEL / SEMPRE LIGADA
59
- RESUMO DOS RESULTADOS – MEIO DO TÚNEL / SEMPRE LIGADA
60
- TABELA PONTO A PONTO – MEIO DO TÚNEL / SEMPRE LIGADA
61
- DENSIDADE LUMINOSA 3D – MEIO DO TÚNEL / SEMPRE LIGADA
62
- DISTRIBUIÇÃO DAS LUMINÁRIAS – EMERGÊNCIA / DIESEL
63
- RESUMO DOS RESULTADOS – EMERGÊNCIA / DIESEL
64
- TABELA PONTO A PONTO – EMERGÊNCIA / DIESEL
65
- DENSIDADE LUMINOSA 3D – EMERGÊNCIA / DIESEL
66
- DISTRIBUIÇÃO DAS LUMINÁRIAS – EMERGÊNCIA / NO BREAK
67
- RESUMO DOS RESULTADOS – EMERGÊNCIA / NO BREAK
68
- TABELA PONTO A PONTO – EMERGÊNCIA / NO BREAK
69
- DENSIDADE LUMINOSA 3D – EMERGÊNCIA / NO BREAK
8.3 ANEXO 3 – PLANILHA DE CÁLCULOS
Legenda:
In - Corrente nominal do circuito;
Cosφ - Fator de potência em regime;
L - Comprimento do cabo de fase;
f - Fator de projeto;
K - Fator de agrupamento;
Ip - Corrente de projeto;
Ic - Corrente de condução requerida para o cabo;
Iz - Corrente máxima admissível no cabo, em regime;
∆V - Queda de tensão em regime;
DJ - corrente nominal do disjuntor.
70