Redes de Distribuição de Energia Elétrica em Baixa Tensão PDF

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09/03/21 Redes de Distribuição de Energia Elétrica em Baixa Tensão Orlando Soares 0 0 Rede de Distribuição em BT N.º 25 do Artº 3 do RSRDEEBT – Instalação elétrica de baixa tensão destinada à transmissão de energia elétrica a partir de um posto de transformação (ou central geradora), sendo constituída por: Canalizações principais; Ramais. Serve para alimentação de edifícios residenciais (uni e/ou multifamiliares) incluindo os respetivos ramais de alimentação, de edifícios não residenciais, industriais e outros usos, de iluminação de pública e em geral de outras instalações da urbanização/loteamento, mas não incluídas nas edificações. Regras gerais de conceção – Segurança de pessoas, bens e animais: Proteção contra choques elétricos, proteção contra sobreintensidades, garantia de livre e segura circulação viária, garantia de interface segura com outras canalizações. – Eficiência e qualidade de serviço Fiabilidade, flexibilidade de operação e satisfação das necessidades. Orlando Soares 1 1 1  09/03/21 Rede de Distribuição em BT (cont.) Medidas de segurança – Proteção de pessoas contra choques elétricos – Proteção de circuitos contra sobreintensidades – Inspeção periódica cada 5 ou 10 anos no máximo, nas redes aéreas e subterrâneas, respetivamente Medidas de conforto – Assegurar a utilização eficaz de todos os equipamentos e aparelhos – Calcular as redes de distribuição com base em perfis adequados de potência previsível – Separar convenientemente os diversos tipos de utilizações (ex. ramais exclusivos para as várias utilizações de edifícios) – Assegurar a capacidade de expansão. Legislação aplicável – Regulamento de Segurança de Redes de Distribuição de Energia Eléctrica em Baixa Tensão (RSRDEEBT) – Decreto Reg. n.º 94/84 de 26 de Dezembro – Regulamento da Rede de Distribuição (RRD) – Despacho DGE n.º 13615/99 – Guia Técnico de Instalações Eléctricas estabelecidas em Condomínios Fechados – Despacho DGGE de 13 Maio 2005 Orlando Soares 2 2 Definições e Conceitos Ramal – Canalização elétrica, sem qualquer derivação, que parte: – do quadro de um posto de transformação (ou central geradora), ou – de uma canalização principal, e que termina: – numa portinhola, ou – num quadro de colunas, ou – no aparelho de corte de entrada de uma instalação de utilização. Nota 1: nos ramais (chegadas) não podem ser utilizados condutores nus (artº 17) Nota 2: em redes aéreas, é vulgar designar os ramais por baixadas Orlando Soares 3 3 2  09/03/21 Definição de Redes de Distribuição Quadro – Conjunto de aparelhos, convenientemente agrupados, incluindo as suas ligações, estrutura de suporte e invólucro, destinado a proteger, comandar ou controlar instalações elétricas. – Nas Redes de Distribuição encontramos os seguintes tipos de quadros: Quadros de caixa (caixa de distribuição); Quadros de armário (armário de distribuição); Portinholas Orlando Soares 4 4 Principais características técnicas dos Armários de Distribuição Corta circuitos fusíveis – Tipo tribloco (DIN 43623), tamanho 2 ou tipo unipolar, tamanhos 00 e 1 (CEI/IEC 60269- 2-1) – para aumentar o número de saídas os triblocos do tamanho 2 podem ser substituídos por tamanho 00 – Distância mínima entre corta circuitos fusíveis: 130 mm (triblocos) e 42,5 mm (dispositivos unipolares) Ligação à terra – A ligação da estrutura do bastidor, do invólucro e das portas metálicas à barra de terra de proteção, bem como a ligação entre a barra de neutro e a barra de terra de proteção e respetiva armadura dos cabos à terra deve ser feita em condutor de cobre nu de secção mínima de 16 mm2 Sinalética – Chapa de características e marcação (identificação do fabricante e IP garantido) Orlando Soares 5 5 3  09/03/21 Tipos de Armários de Distribuição Tipo 1 – Nº de circuitos: 4+1 circuito (5 circuitos com 5 triblocos de tamanho 2) – Dimensões máximas exteriores do invólucro: 800x900x330 (largura x altura x profundidade) – Secção do barramento: 40x5 mm (F), 30x5 mm (N-PE) – Nº de folhas de portas: 1 Tipo 2 – Nº de circuitos: 6+1 circuito (7 circuitos com 7 triblocos de tamanho 2) – Dimensões máximas exteriores do invólucro: 1130x900x330 (largura x altura x profundidade) – Secção do barramento: 60x5 mm (F) – L1/L2/L3, 30x5 mm (N-PE) – Nº de folhas de portas: 2 Especificações EDP Distribuição: Armários tipo X (5T2), Y (2T2+4T00), Z (7T2), W (2T2+4T00) e T (4T00+2 triblocos ligados ao barramento) (DMA-C62-801/N, Maio 2007) – Armário Y e Z – para substituição de armários idênticos já instalados na rede de distribuição – Armário T – só para instalação encastrada Orlando Soares 6 6 Tipos de Armários de Distribuição Orlando Soares 7 7 4  09/03/21 Tipos de Armários de Distribuição Tipo W Tipo Y Tipo X Orlando Soares 8 8 Armários de Distribuição Armário de comando de IP Orlando Soares 9 9 5  09/03/21 Barra de Terra de Protecção Disposições e ligações: A barra de terra de proteção deve ter a disposição representada na figura e destina-se a ligar: a) O cabo de terra VV 1G35, proveniente do respetivo elétrodo b) As armaduras dos cabos, através de um condutor de cobre nu de secção não inferior a 16 mm2 c) O suporte de cabos, por meio de um condutor de cobre nu de secção não inferior a 16 mm2 Nota: a ligação do suporte de cabos e do cabo de terra à barra de terra de proteção efetua-se no mesmo terminal. Orlando Soares 10 10 Definição de Redes de Distribuição Portinhola – Quadro onde termina o ramal, de que faz parte, e que, normalmente*, contêm os aparelhos de proteção geral contra sobreintensidades das instalações coletivas de edifícios ou das entradas, ligadas a jusante. Em moradias, a portinhola, se existir, pode conter apenas ligadores, com a função de seccionamento da instalação. – Invólucros - Não metálicos, de materiais autoextinguíeis, de classe II de isolamento – Índices de proteção mínimos – IP44 e IK08 – Características e ensaios – NP 1270 e EN 60439 – Sistema de fecho aprovado pela EDP Distribuição Orlando Soares 11 11 6  09/03/21 Tipos de Portinholas Orlando Soares 12 12 Características gerais das canalizações eléctricas Topologia radial – Menores correntes de curto-circuito; – Economia em: Condutores (menores secções, visto que se podem usar secções telescópicas, isto é, não constantes); Aparelhagem (menor poder de corte); – Menor fiabilidade (visto que não há possibilidade de alimentação alternativa para reconfiguração da topologia). – Podem ser: Aéreas (tipicamente em zonas rurais); Subterrâneas (tipicamente em zonas urbanas). Materiais e equipamentos – Os materiais, aparelhos e equipamentos deverão ser fabricados segundo as normas e especificações aplicáveis (EN, NP EN, NP, CENELEC, CEI/IEC) e, sempre que disponível, com marcação CE Cálculo da potência – Potência mínimas recomendáveis e coeficientes de simultaneidade – Capacidade de expansão recomendada de 20%. Orlando Soares 13 13 7  09/03/21 Características gerais das canalizações eléctricas Canalizações elétricas – Proteção mecânica contínua ao longo dos traçados e acessibilidade de todas as ligações (câmara de visita) para canalizações não diretamente enterradas no solo – Sinalização dos traçados por dispositivos de aviso – Consideração de fatores de simultaneidade (canalizações principais e ramais) – Características técnicas dos materiais elétricos, respeitando as regras gerais e específicas aplicáveis (armários, portinholas, canalizações, proteções, etc.) Proteção de circuitos contra sobreintensidades – Proteção e seccionamento na origem de cada circuito, adequado às secções – Comprimentos máximos protegidos contra curtos-circuitos – Características gerais e regras específicas aplicáveis aos materiais elétricos e aparelhos de proteção das canalizações Orlando Soares 14 14 Características gerais das canalizações eléctricas Proteção contra choques elétricos: – Esquema de ligação à terra TN Para a rede de distribuição em baixa tensão “terra pelo neutro” Condições especiais de estabelecimento (Artº. 150 do RSRDEEBT) Elétrodos de terra de acordo com regras específicas (Artº. 145 do RSRDEEBT) Características técnicas (Secção 413.1.3 das RTIEBT) Proteção contra sobretensões atmosféricas No caso da alimentação ser em rede aérea de distribuição, deverá ser prevista na origem da instalação uma proteção contra sobretensões atmosféricas Tipo de alimentação – Trifásica, tensão nominal 230/400 V – As variações de tensão, na situação mais desfavorável, não devem ser superiores a ±8%, e recomenda-se ±5% nos centros urbanos – Estabelecida, em regra, diretamente a partir de RDEEBT 230/400V, ou a partir de PT(s) públicos Orlando Soares 15 15 8  09/03/21 Alimentação das Instalações de Utilização PT Posto de Transformação QC Quadro de colunas de prédio residencial ou escritórios QE Quadro de entrada da Instalação de Utilização (moradia, estabelecimento, etc.) CP Canalização Principal AD Armário de distribuição P Portinhola C Contador ACE Aparelho de corte de entrada D Derivação Orlando Soares 16 16 Alimentação das Redes de Distribuição A alimentação pode ser efetuada: – Diretamente a partir da rede pública de distribuição de baixa tensão; – A partir da instalação de um ou mais PTs de serviço público a instalar na área de intervenção do loteamento/urbanização. A ligação de uma instalação elétrica à rede pública de distribuição é enquadrada no âmbito contratual pelo Regulamento das Relações Comerciais e pelo Regulamento Tarifário. As especificações técnicas devem obedecer às orientações da EDP Distribuição (Doc. DIT-C11-030/N, Junho 2005) Orlando Soares 17 17 9  09/03/21 Características dos materiais elétricos para a ligação às redes de BT Caixas de contagem (individual ou coletivas) – Invólucros - Material isolante ou metálico, da classe II (EDP DMA-C62-805/N) ou da classe I (Secções 413.1.3 e 413.1.4 das RTIEBT) de isolamento – Índices de proteção mínimos – IPX4 e IK08 (instalações à vista) e IP4X e IK07 (instalações em ductos ou espaços fechados equivalentes) – Características e ensaios – EN 62208 e EN 60439 – Sistema de fecho aprovado pela EDP Distribuição Corta-circuitos fusíveis – Tipo – alto poder de corte (NH), de facas – Fabrico – HD 630.2.1, CEI/IEC 60269-2-1 – Bases: tamanho 00 (até 160 A) e 2 (até 400 A) – Intensidades estipuladas tabeladas Cabos para ramais – Tipos: redes aéreas LXS (torçadas) e redes subterrâneas LVAV e LSVAV – Secções de acordo com tabelas Orlando Soares 18 18 Dimensionamento Selecionar a secção dos condutores Selecionar as características dos aparelhos de proteção, de acordo com condições técnicas e económicas – Fusível ou Disjuntor Caracterizados por dois valores de intensidade de corrente que deverão ser escolhidos de modo a proteger o condutor Orlando Soares 19 19 10  09/03/21 Secções dos Cabos e intensidades estipuladas dos fusíveis No que se refere à alimentação das instalações residenciais, não residenciais, de serviços comuns ou outras privadas (incluindo condomínios fechados) há que considerar a existência de soluções técnicas normalizadas EDP (EDP DIT-C-14- 100/N, Junho 2003). Potências Ramal de Ligação Intensidades contratadas Rede Rede estipuladas (Trifásico) aérea subterrânea dos fusíveis (A) P≤43 kVA LXS 4x16 mm2 63 P≤55 kVA LXS 4x25 mm2 LSVAV 4x16 mm2 80 P≤69 kVA LSVAV 4x35 mm2 100 P≤138 kVA LSVAV 4x95 mm2 200 P≤217 kVA LVAV 3x185 + 95 mm2 315 Orlando Soares 20 20 Conceitos Básicos IB *– Intensidade de corrente de serviço É a intensidade de corrente de carga que serve como base ao dimensionamento da instalação e que resulta da alimentação da potência de carga estimada para a instalação considerando a tensão nominal. IZ – Intensidade de corrente máxima admissível Corresponde ao maior valor de corrente que pode circular na canalização elétrica tendo em conta o facto de as perdas por efeito de Joule no cabo originarem uma sobre-elevação da temperatura. In – Calibre ou valor nominal de proteção Corresponde ao valor de dimensionamento do aparelho de proteção que este pode suportar em regime permanente sem atuar. Inf – Intensidade de corrente convencional de não fusão Maior intensidade de corrente que o aparelho de proteção pode suportar durante o tempo convencional sem atuar. * I2 – Intensidade de corrente de fusão Valor da intensidade de corrente que deverá percorrer o aparelho de modo que este não atue num tempo não superior ao tempo convencional. *Alteração da designação simbólica das diversas correntes intervenientes decorre da publicação das RTIEBT Orlando Soares 21 21 11  09/03/21 Critérios de Dimensionamento 𝐼! ≤ 𝐼" Condição de aquecimento ∆𝑈 ≤ 𝜀. 𝑈#$ Condição de queda de tensão Uns – Tensão nominal simples Proteção contra sobreintensidades Secções mínimas impostas regularmente Orlando Soares 22 22 Critérios de Dimensionamento Uma rede de BT deve, regulamentarmente* ser dimensionada tendo em conta, entre outros, os seguintes critérios: – queda de tensão máxima admissível na canalização ≤8% desde o PT MT/BT até ao final da rede BT; – corrente de serviço da canalização; – seletividade entre as proteções colocadas em série; – comprimentos máximos protegidos contra curto-circuitos, devendo usar-se o maior dos valores de secção que resultem da aplicação destes critérios. * RSRDEEBT – Regulamento de Segurança de Redes de Distribuição de Energia Eléctrica em Baixa Tensão, aprovado pelo Decreto Regulamentar 90/84 de 26 de Dezembro Orlando Soares 23 23 12  09/03/21 Secções mínimas dos Condutores Nos quadros são indicadas as secções nominais mínimas dos condutores de fase. Nota 1: – Nas redes aéreas não podem ser usados condutores nús ou condutores isolados, mas apenas cabos. Nota 2: – Na associação de cabos em paralelo só poderão ser usados condutores de secção superior a 70 mm2. Orlando Soares 24 24 Cabos e Condutores tipos Orlando Soares 25 25 13  09/03/21 Cabos e Condutores tipos Orlando Soares 26 26 Tipos de Cabos normalizados Codificação: Normas NP 2361 e NP 665 Orlando Soares 27 27 14  09/03/21 Tipos de Cabos normalizados - Torçada Orlando Soares 28 28 Cálculo da Corrente de Serviço - IB Unc e Uns representam, respetivamente, a tensão nominal composta (ex. 400V) e nominal simples (ex. 230V) da instalação. A potência S da instalação é determinada com facilidade em instalações residenciais ou de uso profissional. Nestes casos pode considerar-se sem cometer erros elevados que as cargas são tipicamente de natureza resistiva pelo que o seu fator de potência se pode considerar unitário. Deverá ser apenas estimada a potência das cargas a instalar para os diversos fins – aquecimento, iluminação, tomadas de uso gerais e de cozinha, por exemplo. As RTIEBT fornecem um conjunto de indicações relativas às potências mínimas a considerar em locais residenciais e de uso profissional. Trifásico Monofásico 𝑆 𝑆 𝐼! = 𝐼! = 3×𝑈"# 𝑈"$ Orlando Soares 29 29 15  09/03/21 Potências mínimas Regras Técnicas das Instalações Elétricas de Baixa Tensão (Portaria n.º 949-A/2006, de 11 de Setembro) Nº de Utilização das compartimentos Potência mínima Corrente Sistema de instalações (com mais de 4 (kVA) estipulada (A) alimentação m2) 1 3,45 15 2a6 6,9 a) 30 Monofásico Mais de 6 10,35 / 13,8 b) 45 / 60 Habitação Qualquer número 10,35 15 Trifásico c) Anexos 3,45 15 Monofásico Potência calculada I=1000.S/U Monofásico pelo Técnico em Outros usos Qualquer número função das necessidades I=1000.S/(1,73.U) Trifásico Orlando Soares 30 30 Fatores de Simultaneidade Regras Técnicas das Instalações Elétricas de Baixa Tensão (Portaria n.º 949-A/2006, de 11 de Setembro) Orlando Soares 31 31 16  09/03/21 Exemplo 1 Consideremos uma coluna montante que alimentará 10 habitações. Para cada instalação foi contratada a potência de 13,80 kVA em regime trifásico. Determinar a intensidade de corrente de serviço. 𝑆 = 0,56×10×13,80 = 77,28𝑘𝑉𝐴 𝑆 77280 77280 𝐼! = = = = 112𝐴 3×𝑈# 3×400 3×230 Orlando Soares 32 32 Exemplo 2 Consideremos um edifício em que existem duas colunas montantes cada uma delas alimentando 10 habitações, possuindo cada uma delas potência contratada em regime trifásico de 13,80 kVA. Também se encontra prevista a existência de um quadro de serviços comuns com uma potência contratada de 10,35 kVA em regime trifásico. 𝑆#% = 𝑆#& = 0,56×10×13,80 = 77,28𝑘𝑉𝐴 𝑆 = 0,43×20×13,80 + 10,35 = 129,03𝑘𝑉𝐴 𝑆 129030 𝐼! = = = 187𝐴 3×𝑈# 3×400 Orlando Soares 33 33 17  09/03/21 Exemplo 3 Dois edifícios A e B, com uma coluna montante (CM) cada um a alimentar 8 habitações e serviços comuns (SC), com potências contratadas de 13,80 e 10,35 kVA, respetivamente. As colunas montantes são alimentadas por um armário de distribuição AD, que por sua vez é alimentado a partir do quadro de um Posto de Transformação QGBT. MT A CMA SCA CMB SCB QGBT QBT AD C B Orlando Soares 34 34 Exemplo 3 (cont.) 0,75×8×13800 0,75×8×13800 + 10350 𝐼!!"# = 𝐼!!"$ = = 120𝐴 𝐼!#%→# = 𝐼!#%→$ = = 135𝐴 3×400 3×400 Canalização principal 0,48×16×13800 + 2×10350 𝐼!'($)→#% = = 183,6𝐴 (RTIEBT) 3×400 Pelo Guia Técnico de Urbanizações 0,8 0,8 𝐶 = 0,2 + = 0,2 + = 0,39 𝑛 18 0,39× 16×13800 + 2×10350 (GTU) 𝐼!'($)→#% = = 136,5𝐴 3×400 Existência de sobredimensionamento na canalização principal quando se recorre aos coeficientes das RTIEBT. Orlando Soares 35 35 18  09/03/21 Exemplo 3 (cont.) MT A 120A 135A CMA 15A 136,5A SCA 120A 135A CMB 15A QGBT SCB AD QBT C B Orlando Soares 36 36 19