Projetando um esquema de fornecimento de energia trifásico para uma casa privada de 15 kW

Nas condições da vida moderna, é impossível prescindir de eletrodomésticos e equipamentos eletrônicos, cujo número cresce constantemente a cada ano. Isso leva a um aumento no consumo de energia da rede elétrica existente e à necessidade de controlar seus parâmetros operacionais. Esta questão é de particular importância em habitações suburbanas, onde é permitido o uso de 380 volts. Por esta razão, várias opções para conectar eletricidade trifásica em residências estão sujeitas a pesquisas sérias.

Conexão monofásica e trifásica

Ao esclarecer as diferenças na qualidade dos dois tipos de fonte de alimentação (com conexão monofásica e trifásica) e as soluções de circuito associadas, o seguinte deve ser observado:

• no caso de sistema trifásico, será necessário um cabo com 4 núcleos para a colocação de uma linha, se houver loop de aterramento - com 5, e para o método monofásico bastam três núcleos;

  

• no primeiro caso, os custos dos produtos de cabo aumentarão, assim como a compra de equipamentos de serviço - um medidor elétrico trifásico, máquinas automáticas e RCDs são mais caros do que seus equivalentes monofásicos;
• A energia consumida na subestação aumentará sensivelmente, o que é explicado pelo aumento significativo de cargas na rede de 380 volts.

Estas diferenças são tidas em consideração na elaboração de um projecto de alimentação eléctrica de uma habitação privada. Fatores importantes como distribuição de corrente e perdas de potência em uma carga trifásica devido à sua natureza reativa também são levados em consideração.

Projeto de conexão e documentação necessária

O projecto de alimentação de uma casa privada de 15 kW 3 fases compreende vários troços, cada um dos quais diz respeito a uma determinada fase de implementação. Na fase preparatória, são realizadas as seguintes atividades obrigatórias:

• preparação e aprovação de licenças;
• desenho do circuito elétrico e escolha dos consumidores de energia em carga reativa;
• dividindo-os em grupos separados.

Sem um estudo preliminar aprofundado de todas as sutilezas do projeto, dificilmente será possível aprovar o conjunto de documentação de trabalho. Portanto, cada uma das etapas de sua preparação deve ser considerada separadamente.

Preparação de documentação

O pacote de licenças é concluído com base nas especificações técnicas que determinam o procedimento para a disposição e operação de uma rede trifásica. Eles são emitidos por representantes da Energosbyt local. Com base nas especificações técnicas, são elaborados os seguintes documentos:

• acordo com fornecedor de energia elétrica da região;
• certificado de inspeção do equipamento operado;
• conclusão sobre a funcionalidade do esquema selecionado para um objeto específico;
• o ato de delimitar as redes de energia existentes de acordo com sua propriedade de balanço.

Além disso, nesta fase de projeto, são levadas em consideração as características de operação de consumidores específicos de energia elétrica - bombeamento e equipamentos de máquinas-ferramenta em particular.

Esquema e seleção de energia

Ao desenhar diagramas de conexão elétrica trifásica em residências privadas, os seguintes detalhes devem ser levados em consideração:

• Deve indicar a rota da instalação, o tipo e as principais características do cabo de fiação, bem como a localização dos acessórios de fiação.
• O mesmo é feito com relação aos equipamentos de proteção: medidor de energia elétrica, máquinas de entrada e distribuição, além de RCD.
• O diagrama também indica o tipo de sistema de proteção contra choque utilizado (método de fiação dos condutores PE e N), bem como a necessidade de um novo aterramento.

Além disso, é feita referência ao uso de equipamento de proteção adicional - relés de monitoramento de tensão em particular.

O cálculo do consumo de energia em quilowatts é realizado de acordo com um algoritmo padrão, segundo o qual todos os indicadores das cargas esperadas são simplesmente somados.

Para consumidores "reativos" (bombas trifásicas, máquinas-ferramenta e outros equipamentos equipados com motores assíncronos), é introduzido um fator de correção denominado cosseno de potência. Seu valor médio de carga é 0,97-0,98.

Divisão em grupos

Todos os consumidores indicados no diagrama de alimentação da casa de 15 kW (tomadas e dispositivos de iluminação) são divididos em grupos separados. Essa divisão é muito conveniente para o reparo e manutenção do sistema de fonte de alimentação que está sendo equipado. Pelo funcionamento de cada um desses grupos, um disjuntor separado, instalado no quadro elétrico, é "responsável". Com sua ajuda, caso seja necessário conserto, por exemplo, você pode desconectar apenas este ramal da fiação, deixando todos os demais em funcionamento.

Para cada um desses grupos, o cálculo do consumo máximo de energia é feito separadamente. Com base nos dados obtidos, é selecionada uma máquina automática adequada para a corrente nominal. Além disso, eles são a base para a seleção da seção transversal do condutor para este ramo da rede elétrica doméstica.

As linhas de iluminação são colocadas com um fio típico com uma seção transversal de pelo menos 1,5 mm2, e na fiação para conexão das tomadas, este parâmetro deverá ser aumentado para 2,5 mm2.

Todos esses dados são necessários para conectar as instalações atendidas ao sistema de energia de acordo com os requisitos da PUE. Se estiverem disponíveis, será muito mais fácil determinar a quantidade de consumíveis, dispositivos de proteção e outros tipos de equipamentos elétricos.

Características da disposição do quadro de distribuição

Um diagrama unifilar de uma placa de medição de 15 kW 380V (como um caso especial) é a opção mais comum para a construção desta parte do sistema de alimentação. Ao organizá-lo, as seguintes opções de configuração são consideradas, levando em consideração as diferenças entre as fontes de alimentação monofásicas e trifásicas:

• Uso de disjuntores monopolares padrão e RCDs como equipamento de proteção (um para cada fase).
• Aplicação no circuito de alguns dispositivos diferenciais de 4 pólos.
• Instalação em painel de disjuntores bipolares, complementada por um cross-module e um RCD.
• Instalação de disjuntores lineares monopolares em conjunto com um RCD de 4 pólos e um módulo cruzado.

Cada uma dessas opções, se houver espaço no painel, é adequada para organizar e conectar um sistema de alimentação trifásico completo. A escolha de um conjunto específico de dispositivos de comutação depende das preferências e capacidades financeiras do proprietário da habitação suburbana.

Testando a fiação

Ao final da instalação da fiação elétrica é obrigatório verificar sua operabilidade, que se resume nas seguintes operações:

1. Em primeiro lugar, deve-se "experimentar" os parâmetros de corrente e potência máxima selecionados por cálculo para as condições reais de operação dos equipamentos elétricos.
2. Para isso, será necessário ligar todos os aparelhos elétricos indicados no projeto ao mesmo tempo e verificar a fiação para aquecimento do isolamento.
3. Se os condutores estiverem ligeiramente quentes ao toque e as máquinas não forem constantemente desligadas, é seguro dizer que todos os parâmetros foram selecionados corretamente e o sistema está pronto para operação normal.

Quando o programa de teste está completamente esgotado, eles procedem à disposição final dos elementos da fonte de alimentação. Na etapa final, todas as conexões de contato nos blocos de montagem são novamente verificadas e os limites de operação do RCD e dos relés de tensão são ajustados de acordo com os resultados dos procedimentos de teste.