GERMANO – PLANTA III CAPTAÇÃO E ADUÇÃO DE ÁGUA SANTA BÁRBARA SE 69-4,16 kV – G03-40SE052 – BOOSTER 1 MEMÓRIA DE CÁLCULO – BANCOS DE BATERIAS E CARREGADORES Nº DO CONTRATO: 4500111124 R E V I S Õ E S 01 Aprovado pela SAMARCO E 12/07/12 LRA LBA JLB ARTECHE 00 Emissão Inicial B 30/05/12 LRA LBA JLB ARTECHE Nº DESCRIÇÃO T.E. DATA PREP. VERIF APROV LIBER. T.E – TIPOS DE EMISSÃO A – Preliminar B – P/ Aprovação C – P/ Conhecimento D – P/ Cotação E – P/ Construção F – Conforme comprado G – Conforme construído H – Cancelado L – Aprovado Preparado LRA Verificado LBA Aprovado JLB Liberado ARTECHE Data 30/05/12 O.S. XXX PROJETO QUARTA PELOTIZAÇÃO Nº ARTECHE: S52-EL-01-MC-006 Rev.: 01 PÁGINA: 1 SAMARCO MINERAÇÃO S.A. Nº SAMARCO: G0340SE-E- 6MC205
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G0340SE-E-6MC205_R-01 - Banco de Baterias e Carregadores
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GERMANO – PLANTA III
CAPTAÇÃO E ADUÇÃO DE ÁGUA SANTA BÁRBARA
SE 69-4,16 kV – G03-40SE052 – BOOSTER 1
MEMÓRIA DE CÁLCULO – BANCOS DE BATERIAS E
CARREGADORES
Nº DO CONTRATO: 4500111124
REVISÕES
01 Aprovado pela SAMARCO E 12/07/12 LRA LBA JLB ARTECHE
00 Emissão Inicial B 30/05/12 LRA LBA JLB ARTECHE
Nº DESCRIÇÃO T.E. DATA PREP. VERIF APROV LIBER.
T.E – TIPOS DE EMISSÃO
A – PreliminarB – P/ Aprovação
C – P/ ConhecimentoD – P/ Cotação
E – P/ ConstruçãoF – Conforme comprado
G – Conforme construídoH – Cancelado
L – Aprovado
PreparadoLRA
VerificadoLBA
AprovadoJLB
LiberadoARTECHE
Data30/05/12
O.S.XXX
PROJETO QUARTA PELOTIZAÇÃONº ARTECHE:
S52-EL-01-MC-006
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SAMARCO MINERAÇÃO S.A.Nº SAMARCO:
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SUMÁRIO
1 OBJETIVO 3
2 DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA 3
3 NORMAS E CATÁLOGOS 3
4 DIMENSIONAMENTO DO BANCO DE BATERIAS 3
5 DIMENSIONAMENTO DO CARREGADOR DE BATERIAS 12
6 RESULTADOS OBTIDOS 12
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1 OBJETIVO
Esta memória de cálculo tem por objetivo apresentar os critérios utilizados e resultados obtidos no
dimensionamento de dois bancos de baterias e dois carregadores de 480 Vca/125Vcc a serem instalados
na Subestação SE 69-4,16 kV – G03-40SE052 – BOOSTER 1, do sistema de Captação e Adução de
Água do Rio Santa Bárbara, no município de Santa Bárbara, estado de Minas Gerais, área de concessão
de energia elétrica da CEMIG - Centrais Elétricas de Minas Gerais S.A.
2 DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA
2.1 G0340SE-E-600218 - Diagrama unifilar;
2.2 G0340SE-E-600201- Diagrama de serviços auxiliares CA/CC.
3 NORMAS E CATÁLOGOS
3.1 NBR 14201: Acumulador alcalino de níquel-cádmio estacionário - Especificação.
3.2 IEEE STD 1115 – 2000 – IEEE Recommended Practice for Sizing Nickel-Cadmium Batteries for
Stationary Applications;
4 DIMENSIONAMENTO DO BANCO DE BATERIAS
4.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Na subestação abaixadora serão instalados dois bancos de baterias e dois carregadores redundantes para
maior confiabilidade do sistema. Assim sendo, cada carregador com seu respectivo banco de baterias
deverá ser suficiente para alimentar 100% das cargas.
Cada carregador de baterias deverá ser capaz de recarregar completamente seu respectivo banco de
baterias em um intervalo máximo de 8h, simultaneamente à alimentação de 100% das cargas. Cada
banco de baterias deverá ser dimensionado para alimentar 100% das cargas com autonomia de 5 horas e
tensão final de descarga mínima de 106,3 V.
4.2 CARACTERÍSTICAS DAS BATERIAS
As baterias deverão ser do tipo Níquel Cadmio seladas.
• Tensão nominal do banco = 125 Vcc;
• Tensão final de descarga do banco = 106,3 Vcc;
• Regime de descarga de 8 horas (C8);
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• Temperatura máxima de condicionamento = 40°C;
• Fator de envelhecimento = 1.25 (item 6.6.2 NBR15254:2005);
4.3 METODOLOGIA
A metodologia adotada para o dimensionamento do banco de baterias é baseada na norma IEEE 1115 -
2000.
4.4 CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO
Para calcular a capacidade da bateria, é utilizada a seguinte fórmula:
Onde: C = Capacidade da bateria;
S = Seção do ciclo do perfil de descarga em análise;
P = Período em análise;
IP = Corrente requerida em Ampéres para o período P;
Kt = Fator de capacidade.
Tensão de carga considerada: 1,40 V
Número de elementos adotado: 97 células
Foi adotada tensão mínima por elemento de 1,1V. Com base nesse valor, são selecionados os fatores de
capacidade obtidos nas curvas dos fabricantes.
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4.5 CICLO DE DESCARGA
Para realizar o dimensionamento dos bancos de baterias, é necessário conhecer o ciclo de descarga da
bateria e o consumo das cargas a serem consideradas. Segue abaixo o ciclo de descarga das baterias
utilizado:
4.5.1 Descrição do Ciclo e das Cargas
Para realizar o cálculo, inicialmente ocorre a abertura simultânea de todos os disjuntores. No final do
ciclo, cada disjuntor é fechado individualmente.
– Carga A: Iluminação de emergência, sistema de medição, relés auxiliares, lâmpadas de sinalização,
relés, medidores, etc;
– Carga B: Abertura simultânea dos disjuntores;
– Carga C: Fechamento do disjuntor de 69kV;
– Carga D: Carregamento da mola do disjuntor de 69kV;
– Carga E: Fechamento de cada disjuntor de 4,16kV;
– Carga F: Carregamento da mola de cada disjuntor de 4,16kV;
– Carga G: Fechamento do disjuntor de 480V;
– Carga H: Carregamento da mola do disjuntor de 480V;
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SEÇÃO DESCRIÇÃO CARGASDURAÇÃO
(min)
1 Abertura simultânea dos disjuntores A + B 1
2 Ciclo normal A 291
3 Fechamento do disjuntor de 69kV A + C 1
4 Carregamento da mola do disjuntor de 69kV A + D 1
5 Fechamento do disjuntor principal de 4,16kV A + E 1
6 Carregamento da mola do disjuntor principal de 4,16kV A + F 1
7 Fechamento do disjuntor de 4,16kV A + E 1
8 Carregamento da mola do disjuntor de 4,16kV A + F 1
9 Fechamento do disjuntor de 480V A + G 1
10 Carregamento da mola do disjuntor de 480V A + H 1
4.6 CONSUMO PERMANENTE DAS CARGAS
Nesse item foram levantadas as cargas que devem ser continuamente energizadas durante todo o ciclo.
4.6.1 Relés de Proteção
Cargas conforme tabela abaixo:
RELÉS
CARGA CONSUMO QUANTIDADE
Proteção da Entrada 69kV 15W 1
Proteção do Trafo G03-40XF001
15W 2
Proteção da Entrada 4,16kV 15W 1
Proteção dos Motores 4,16kV 15W 3
Proteção do Trafo G03-40XF002
15W 1
CONSUMO TOTAL 120 W
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4.6.2 Medidores
Cargas conforme tabela abaixo:
MULTIMEDIDORES
CARGA CONSUMO QUANTIDADE
Entrada 69kV 10W 1
Entrada 4,16kV 10W 1
CONSUMO TOTAL 20 W
4.6.3 Componentes dos Disjuntores, Chaves Seccionadoras e Transformadores
Cargas conforme tabelas abaixo:
DISJUNTORES
CARGA CONSUMOQUANT.
69 kVQUANT.4,16 kV
QUANT.480 V
Lâmpadas de Sinalização 2 x 1W 1 2 1
Relés Auxiliares 5W 1 2 1
Alim. Auxiliar Bobina Dj. 5W - 2 1
CONSUMO TOTAL 7 W 24 W 12 W
SECCIONADORAS E TRANSFORMADORES
CARGA CONSUMOQUANTIDADE
SECC.QUANTIDADE
TRANSF.
Lâmpadas de Sinalização 2 x 1W 3 -
Relés Auxiliares 5W 3 2
Monitoramento e Controle 20W - 1
CONSUMO TOTAL 21 W 30 W
4.6.4 Demais Cargas
– Iluminação de Emergência: 8 lâmpadas de 23 W
Consumo = 184 W
– Medição de Faturamento CEMIG: 1 medidor de 20W
Consumo = 20 W
– Sistema de Supervisão: 350W
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Consumo = 300 W
– Sistema de Sinalização: 25 lâmpadas de 5W
Consumo = 125 W
4.7 CONSUMO MOMENTÂNEO DAS CARGAS
Nesse item foram levantadas as cargas que são alimentadas em determinados intervalos durante o ciclo.
4.7.1 Componentes dos Disjuntores e Seccionadoras
Cargas conforme tabelas abaixo:
DISJUNTORES E SECCIONADORAS
CARGA DJ. 69kV DJ. 4,16kV SEC. 480V
Bobina de Abertura 200W 200W 200W
Bobina de Fechamento 200W 200W 200W
Carregamento da Mola 500W 500W 500W
4.8 RESUMO DAS CARGAS
Conforme já apresentado, as cargas são divididas da seguinte forma: