MEMÓRIA DE CÁLCULO -...

TÍTULO

Construção da subestação SU-2.1 no Terminal de Carga Aérea – TECA, ambos no Aeroporto

Internacional do Rio de Janeiro – Antonio Carlos Jobim / Galeão

MEMÓRIA DE CÁLCULO

DATA

CÓDIGO DO DOCUMENTO

FOLHA

REV.

08/03/2012 GL 07 403.76/01173 1 0

DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA

REVISÕES

N° REVISÃO DATA POR VER. LIBER. AUT.

PROJETISTA:

__________________________________________________________

_______

Coordenado por

__________________________________________________________

_______

Resp. Téc.

Empresa Brasileira de Infra-estrutura Aeroportuária

Superintendência Regional do Rio de Janeiro- SRRJ Gerência de Engenharia – EGRJ

DATA LIBERAÇÃO

DATA AUTORIZAÇÃO

SITUAÇÃO DA REVISÃO DAS FOLHAS

REV. 0 1 2 3 4 5 6 REV. 0 1 2 3 4 5 6 REV. 0 1 2 3 4 5 6

FOLHA REV. DA FOLHA FOLHA REV. DA FOLHA FOLHA REV. DA FOLHA

1 29 57

2 30 58

3 31 59

4 32 60

5 33 61

6 34 62

7 35 63

8 36 64

9 37 65

10 38 66

11 39 67

12 40 68

13 41 69

14 42 70

15 43 71

16 44 72

17 45 73

18 46 74

19 47 75

20 48 76

21 49 77

22 50 78

23 51 79

24 52 80

25 53 81

26 54 82

27 55 83

28 56 84

1.00 – INTRODUÇÃO

1.01 – OBJETIVO

O presente documento visa apresentar o Memorial de Cálculo e Dimensionamento das

Instalações Elétricas, parte integrante do Projeto de construção da SU-2.1 localizada no

Terminal de Cargas do Aeroporto Internacional do Rio de Janeiro/Galeão.

1.02 – DOS PROJETOS

Todos os documentos constantes deste Projeto deverão ser examinados com o máximo

cuidado pela CONTRATADA e, em todos os casos omissos ou suscetíveis de dúvida, deverá a

CONTRATADA recorrer à FISCALIZAÇÃO para melhores esclarecimentos ou orientação, sendo

as decisões finais comunicadas sempre por escrito no “Livro de Ocorrências”.

2.00 – CONSIDERAÇÕES

Os cálculos foram baseados nos estudos preliminares e nos documentos integrantes do

Projeto, elencados no Memorial Descritivo,

3.00 – DIMENSIONAMENTOS

3.01 – TRANSFORMADORES

A potência dos transformadores será selecionada de tal forma que um só transformador, sem

ventilação forçada, poderá suprir todas as cargas do painel elétrico operando

simultaneamente a plena carga, além de considerar a potência nominal das gavetas reservas.

ITEM DESCRIÇÃO DA CARGA

INSTALADA DEMANDA

TOTAL (kVA)

PREVISÃO AUMENTO DE

CARGA (%)

POTÊNCIA CALCULADA

(kVA)

POTÊNCIA HOMOLOGADA

(kVA)

1 TRANSELEVADOR 663 30 861,9 1000

Transformador adotado: 1000 kVA

Impedância adotada: 5,75%

Tensão nominal: 13,2/0,38 kV

Grupo de ligação: Dyn1

Classe térmica: F (155 °C)

Corrente de curto-circuito no secundário: 26,42 kA

Corrente nominal no secundário: 1519,34 A

Corrente nominal no primário: 43,74 A

3.02 – CONDUTORES

Como ferramenta de cálculo para dimensionamento dos cabos, foi usado o software DCE

Média Tensão Versão 4.0 e DCE Baixa Tensão Versão 4.0, que calcula a seção dos condutores

por seis critérios de dimensionamento:

Seção mínima

Capacidade de corrente

Queda de tensão

Sobrecarga

Curto-circuito

Contato indireto

O programa realiza os cálculos de acordo com as tabelas de capacidade de corrente, fatores de

correção de temperatura, de agrupamento, de resistividade térmica do solo e outras,

constantes nas normas NBR 14039 (Instalações elétricas de média tensão de 1,0 kV a 36,2 kV)

e NBR 5410 (Instalações elétricas de baixa tensão).

LISTA DE CABOS

LISTA DE CABOS PARA ALIMENTAÇÃO DO ANEL DA SU-01 / SU-02 / SU-2.1

NÚMERO DO

CIRCUITO DE PARA

SEÇÃO NOMINAL DO CONDUTOR

(mm²)

TIPO DE CABO

ISOLAÇÃO

TENSÃO DE

ISOLAMENTO (kV)

COMP.

(m)

QUANT.

TOTAL (m)

CLASSE

ENC. OBSERVAÇÃO

CB-16-08F

CB-16 SU-1

4x(1F x 120mm²)

UNIPOLAR

EPR 105°C 12/20 160 160 2

DUTOS EXISTENTES

CB-16-09F

CB-16 SU-1

4x(1F x 120mm²)

UNIPOLAR

EPR 105°C 12/20 160 160 2

DUTOS EXISTENTES

SU-01-01F

SU-01

SU-02

4x(1F x 120mm²)

UNIPOLAR

EPR 105°C 12/20 400 400 2

DUTOS EXISTENTES

SU-01-02F

SU-01

SU-02

4x(1F x 120mm²)

UNIPOLAR

EPR 105°C 12/20 400 400 2

DUTOS EXISTENTES

SU-02-01F

SU-02

SU-2.1

4x(1F x 120mm²)

UNIPOLAR

EPR 105°C 12/20 25 25 2

SU-02-02F

SU-02

SU-2.1

4x(1F x 120mm²)

UNIPOLAR

EPR 105°C 12/20 45 45 2

SU-2.1-01F

SU-2.1

SU-2.1

4x(1F x 120mm²)

UNIPOLAR

EPR 105°C 12/20 25 25 2

CÁLULO DOS CABOS DE MÉDIA TENSÃO

TAG DO CIRCUITO: CB-16-08F

Dados de entrada

Maneira de instalar: Em banco de dutos

Tensão de serviço: 13,2 kV

Classe de tensão 12/20 kV

Cabo: EPR 105°C 12/20 kV

Material condutor: Cobre

Temperatura em regime do condutor: 105 °C

Temperatura ambiente: 30 °C

Queda de tensão máxima 0,02

Corrente de projeto: 200 A

Fator de potência: 0,92

Resistividade térmica do solo: 2,5

Circuito comprimento: 450 m

Corrente curto circuito no condutor: 15,45 kA

Tempo corrente curto circuito no condutor: 0,500 s

Tipo de conexão: Prensada

Fator de correção de agrupamento: Automático

Número de condutores por fase imposto: 1

Seção nominal do condutor: Automática

Tipo de cabo selecionado: Cabo Tripolar

Número de ternas ou cabos: 1

Disposição dos circuitos: Instalação Horizontal

Valores calculados

Seção nominal dos condutores: 1 x 120 mm²

Critério de dimensionamento: Capacidade de corrente

Fator de correção de resistividade do solo: 1,00

Método de referência da instalação (Tabela 25 NBR 14039): F

Capacidade de condução de corrente: 1 x 215 A

Fator de correção de agrupamento: 1,00

Fator de correção de temperatura: 0,94

Reatância capacitiva: 7363 ohm.km

Resistência máxima em corrente alternada: 0,2060 ohm.km

Reatância indutiva: 0,1200 ohm.km

Queda de tensão efetiva: 0,2794 %

Integ. De Joule condutor (regime adiabático): 2,59E + 008 A²s

Nota: Foi considerado o comprimento total do anel.

TAG DO CIRCUITO: CB-16-09F

Dados de entrada






















Valores calculados














TAG DO CIRCUITO: SU-01-01F

Dados de entrada






















Valores calculados















Dados de entrada






















Valores calculados














TAG DO CIRCUITO: SU-2.1-01F

Dados de entrada






















Valores calculados














CÁLCULO DOS CABOS DE BAIXA TENSÃO

TAG DO CIRCUITO: G-02-01F

Dados de entrada

Maneira de instalar: Leito

Sistema: Trifásico (3F+N) (Equilibrado)

Cabo: HEPR 90°C 0,6/1 kV

Número de condutores por fase: Automático

Seção nominal do condutor imposta: Automático

Seção mínima de cada condutor: 2,5 mm²


Conteúdo de harmônica: 0 %

Comprimento do circuito: 90 m

Queda máxima de tensão admitida: 3,00 %

Tensão fase/fase: 380 V

Tensão fase/neutro: 220 V


Corrente c.c. presumida (Ikmax): 42,0 kA

Número de camadas de cabos: Uma

Número de circuitos ou de cabos multipolares: 1

Disposição dos cabos Trifólio

Corrente do circuito: 1140,0 A

Fator de potência do circuito: 0,8

Fator de demanda: 1,00

Valores calculados



Capacidade de condução de corrente: 3 x 418,2 A



Resistência em CA de cada condutor: 0,1293 ohm/km

Reatância indutiva de cada condutor: 0,0993 ohm/km


Icc presumida mínima ponto extremo (Ikmin): 5,57e + 003 A

I2t de cada condutor para Ikmax: 7,12e + 008 A

I2t de cada condutor para Ikmin: 8,10e + 008 A

Tempo máximo para atuação da proteção para Ikmax: 4,04e - 001 s

Seção nominal do condutor neutro: 3 x 185 mm²

TAG DO CIRCUITO: PBT-01-04F

Dados de entrada

Maneira de instalar: Bandeja perfurada horizontal

Sistema: Trifásico (3F+N+T) (Equilibrado)



Seção nominal do condutor imposta: 150 mm²



Conteúdo de harmônica: 0 %




Tensão fase/neutro: 220 V





Disposição dos cabos Trifólio


Fator de potência do circuito: 0,92


Valores calculados






Resistência em CA de cada condutor: 0,1604 ohm.km

Reatância indutiva de cada condutor: 0,0998 ohm.km






Seção nominal do condutor neutro: 3 x 150 mm²

Seção nominal do condutor de proteção: 3 x 70 mm²

TAG DO CIRCUITO: QDCC-01-05C

Dados de entrada

Maneira de instalar: Bandeja perfurada horizontal

Sistema: Corrente contínua



Seção nominal do condutor imposta: Automático








Tipo de arranjo: Genérico



Disposição dos cabos Contíguos



Valores calculados

Seção nominal dos condutores: 1 x 4,0 mm2

Critério de dimensionamento: Queda de tensão




Resistência em CA de cada condutor: 5,8782 ohm/km

Reatância indutiva de cada condutor: 0,1435 ohm/km






3.03 – LEITOS E ELETROCALHAS

LEITOS DE MÉDIA TENSÃO

TAG LEITO

CORTES CIRCUITO SEÇÃO NOMINAL DO CONDUTOR

(mm²) ISOLAÇÃO

TENSÃO DE ISOLAMENTO

(kV)

DIAM. EXTERNO DO CABO

(mm)

TIPO DE INSTALAÇÃO

ÁREA DE OCUPAÇÃO

POR CIRCUITO

(mm)

ÁREA DE OCUPAÇÃO TOTAL (mm)

OCUPAÇÃO NO LEITO

(%)

LEITO/BANDEJA P/ CABOS (mm)

(LxA) OBSERVAÇÕES

LEITOS DE MÉDIA TENSÃO

LMT-01 1 SU-02-01F 4 x (1F x 120mm²) EPR 105°C 12/20 28 1 CAMADA 112

234,6 78,20 300 x 100 ELETROCALHA

EXISTENTE LMT-01 1 SU-02-02F 4 x (1F x 120mm²) EPR 105°C 12/20 28 1 CAMADA 112

LMT-01 1 PE 1 x 7 mm² NU - - 10,6 1 CAMADA 10,6

LMT-01 2 SU-02-02F 4 x (1F x 120mm²) EPR 105°C 12/20 28 1 CAMADA 112

234,6 78,20 300 x 100 ELETROCALHA

EXISTENTE LMT-01 2 SU-2.1-01F 4 x (1F x 120mm²) EPR 105°C 12/20 28 1 CAMADA 112

LMT-01 2 PE 1 x 70mm² NU - - 10,6 1 CAMADA 10,6

LEITOS DE CORRENTE CONTÍNUA

TAG LEITO

CORTES CIRCUITO


(mm²)

ISOLAÇÃO TENSÃO DE

ISOLAMENTO (kV)

DIAM. EXTERNO DO CABO

(mm)


ÁREA DE OCUPAÇÃO

POR CIRCUITO (mm)


OCUPAÇÃO NO LEITO

(%)


(LxA) OBSERVAÇÕES

LEITOS DE CORRENTE CONTÍNUA

LCC-01 1 QDCC-01-05C 2 x 4,0mm² HEPR 90°C 0,6/1 5,6 1 CAMADA 11,2 17,4 17,40 100 x 100 ELETROCALHA

LCC-01 1 PE 1 x 25mm² NU - - 6,2 1 CAMADA 6,2

LCC-01 2 QDCC-01-05C 2 x 4,0mm² HEPR 90°C 0,6/1 5,6 1 CAMADA 11,2 17,4 17,40 100 x 100 ELETROCALHA

LCC-01 2 PE 1 x 25mm² NU - - 6,2 1 CAMADA 6,2

LEITOS DE BAIXA TENSÃO

TAG LEITO

CORTES CIRCUITO


(mm²)


ISOLAMENTO (kV)

DIAM. EXTERNO DO CABO (mm)


ÁREA DE OCUPAÇÃO

POR CIRCUITO (mm)


OCUPAÇÃO NO LEITO

(%)


(LxA) OBSERVAÇÕES

LEITOS DE BAIXA TENSÃO

LBT-01 1 PBT-01-04F

3F x (3x150mm²) + N (3x150mm²) + PE (3x70mm²)

HEPR 90°C 0,6/1 22,8/16,3 1 CAMADA 215 225,6 22,56 1000 x 100 ELETROCALHA

LBT-01 1 PE 1 x 70mm² NU - - 10,6 1 CAMADA 10,6

LBT-02 2 PBT-01-04F

3F x (3x150mm²) + N (3x150mm²) + PE (3x70mm²)

HEPR 90°C 0,6/1 22,8/16,3 1 CAMADA 215 225,6 22,56 500 x 100 ELETROCALHA


LBT-03 3 G-02-01F 3F x

(3x150mm²) + N (3x150mm²)

HEPR 90°C 0,6/1 22,8 1 CAMADA 182,4 193 48,25 400 x 100 ELETROCALHA


LBT-04 1 G-02-01F 3F x

(3x185mm²) + N (3x185mm²)

HEPR 90°C 0,6/1 24,8 1 CAMADA 198,4 209 52,25 400 x 100 LEITO ESCADA


3.04 – ELETRODUTOS

Para dimensionamento dos eletrodutos, foi adotado as taxas máximas de ocupação, conforme segue:

Cabos de baixa tensão, conforme norma NBR 5410:

o 53% no caso de 1 condutor ou cabo

o 31% no caso de 2 condutores ou cabos

o 40% no caso de 3 ou mais condutores ou cabos

Cabos de média tensão, conforme norma NBR 14039

o 40% no caso de 1 condutor ou cabo

o 30% no caso de 2 ou mais condutores ou cabos

TAG ELETRODUTO

SEÇÃO NOMINAL DO CONDUTOR (mm²)


ISOLAMENTO (kV)

DIAM. EXTERNO DO CABO (mm)

ÁREA DE OCUPAÇÃO DOS

CABOS (mm²)

ÁREA DO ELETRODUTO

(mm²)

OCUPAÇÃO DO ELETRODUTO

(%)

DIÂMETRO DO ELETRODUTO (Pol.

(mm)) OBSERVAÇÕES

ELETRODUTOS DE MÉDIA TENSÃO

01 4 x (1F x 120mm²) EPR 105°C 12/20 28 2463 7853,98 31,36 4" (100mm) EXISTENTE

02 4 x (1F x 120mm²) EPR 105°C 12/20 28 2463 7853,98 31,36 4" (100mm) EXISTENTE

Nota: A área total de ocupação dos cabos está contemplando um cabo reserva, portanto a ocupação de área excedida de 1,36%, não representa alteração

significativa no dimensionamento dos cabos.

3.05 – CORRENTES DE CURTO-CIRCUITO

IMPEDÂNCIA DOS TRANSFORMADORES DA SEP

Transformador

Potência nominal (Pnt) = 30 MVA

Impedância percentual (Zpt) = 4%

Tensão nominal (Vnt) = 13,2 kV

Zb = = = 5,808Ω

ZΩ = Zpt x Zb = 0,04 x 5,808 = 0,23232Ω

TF-01 // TF-02

= + → Req = 0,11616Ω

IMPEDÂNCIA DOS CABOS

Cabo: 3F x 120mm²

R = 0,1868 mΩ/m

X = 0,1076 mΩ/m

Trecho 1 – SEP-23F

Rc1 = = = 0,3269Ω

Xc1 = = = 0,1883Ω

Zc1 = = 0,3772Ω

Trecho 2 – CB-16-08F

Rc2 = = = 0,02989Ω

Xc2 = = = 0,017216Ω

Zc2 = = 0,03449Ω

Trecho 3 – SU-01-01F

Rc3 = = = 0,07472Ω

Xc3 = = = 0,04304Ω

Zc3 = = 0,08623Ω

Trecho 4 – SU-02-01F

Rc4 = = = 0,00467Ω

Xc4 = = = 0,00269Ω

Zc4 = = 0,00539Ω

CORRENTE DE CURTO CIRCUITO NA ENTRADA DO CB-16

Circuito equivalente:

Ik3 = = = 15,45kA → Pcc = 13200 x x 15450 = 353,23MVA

CORRENTE DE CURTO CIRCUITO NA ENTRADA DA SU-2.1

Circuito equivalente:

Ik3 = = = 12,30kA → Pcc = 13200 x x 12300 = 281,21MVA

3.06 – GRUPO GERADOR DIESEL

Potência das cargas essenciais: 663 kVA

Regime de Potência: Emergência (Standby Power), suprimento de energia de

emrgência por todo o tempo de duração da falta de energia da rede da concessionária.

Potência do gerador (adotada): 750 kVA, 380 Vca, 60 Hz.

3.07 – LAJE

Para verificação da ampliação da subestação SU 2.1, instalada no pavimento superior das

câmaras frigoríficas do TECA, localizado entre os eixos B-C e 7-8, foram consultados os

seguintes documentos:

- GIG/TCG/253.MC-002 – Anexo 6 – Armazém de Importação – Cabine de Acesso ao Ponto

Zero – Fundação e Superestrutura – Estruturas Internas (Parte 1);

- GIG/TCG/253.072 /R4 – Terminal de Carga Aérea – Estrutura / Estrutura de Concreto -

Armazém de Importação – câmaras Frigoríficas – 1º Teto – Fôrmas;


Armazém de Importação – câmaras Frigoríficas – 1º Teto – Armação 1ª Parte;


Armazém de Importação – câmaras Frigoríficas – 1º Teto – Armação 2ª Parte;

De acordo com as cargas informadas dos equipamentos que serão instalados temos:

Por equipamento:

Equipamento Área (m2) Peso (T) Ϭ (T/m2)

PMT 1,59 0,65 0,400

TF 2,73 2,50 0,915

PBT 4,30 1,35 0,310

TF 2,73 2,50 0,915

PMT 1,59 0,65 0,400

Total 12,94 7,65 0,591 PMT = Painel de Média Tensão / TF= Trafo / PBT= Painel de Baixa Tensão

Por conjunto:

Área Total = 12,94 m2

Peso = 7,65 T

Ϭ = 0,591 T/m2

Ϭ = 915 Kg/m2

Ϭ = 591 Kg/m2

Pela Memória de Cálculo verificamos que as cargas utilizadas para dimensionamento das Lajes

13 e 14 (h = 16,0 cm) da Sala dos Transformadores foram:

P (sobrecargas “permanentes”) = 1,10 T/m2 = 1100 Kg/m2

Q (sobrecargas “acidentais”) = 0,20 T/m2 = 200 Kg/m2

Sendo assim não há problema quanto à instalação dos equipamentos solicitados, pois os

elementos estruturais foram dimensionados prevendo tal ampliação.

Carga Solicitada < Carga de Cálculo

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