Como elaborar um diagrama unifilar?

Precisa de um diagrama elétrico unifilar de suas instalações?

Quer saber como desenhar um diagrama de circuito elétrico?

Então este artigo é para você!

Aqui responderei a essas perguntas sobre diagramas unifilares e muito mais! 

• O que é um diagrama esquemático? 
• Por que você precisa disso?
• Como desenhar um diagrama de circuito?
• Quais símbolos elétricos você usa?
• Que informações você precisa incluir?
• Ou talvez você esteja apenas interessado em como ler projetos elétricos…
• Preparar?

MAS, O IDEAL É CONTATAR A ELETROALTA ENGENHARIA E OBTER O UM ORÇAMENTO DE ATUALIZAÇÃO DE DIAGRAMA UNIFILAR

O que é um diagrama unifilar?

Um diagrama unifilar é um diagrama esquemático de alto nível que mostra como a energia elétrica é distribuída da fonte para as cargas.

Diagrama unifilar: Diagrama que mostra, por meio de linhas simples e símbolos gráficos, o curso de um circuito elétrico ou sistema de circuitos e os dispositivos ou peças componentes nele utilizados.

Ter uma ‘linha única’ permite que o diagrama fique mais legível mantendo as informações importantes sobre um sistema elétrico. 

Este diagrama elétrico unifilar é a principal referência para manutenção e operações de procedimentos de LOTO (bloqueio/etiquetagem), bem como para quaisquer estudos de sistemas de energia de engenharia.

Por que preciso de um diagrama unifilar?

Há dois motivos principais pelos quais você precisa disso: 

Para operações e manutenção diárias, bem como estudos de engenharia de sistemas de energia. 

No Brasil, a NR-10 diz:

O item 10.2.3 da NR10 menciona que a TODAS as empresas estão obrigadas a manter esquemas unifilares atualizados das instalações elétricas dos seus estabelecimentos com as especificações do sistema de aterramento e demais equipamentos e dispositivos de proteção.

Além deste, o diagrama unifilar das Instalações elétricas são solicitados pelas concessionarias elétricas para alteração de demanda de consumo, alterações de contratos: como por exemplo, migração do sistema cativo para o Mercado Livre de Energia.

Ambos exigem que o diagrama elétrico unifilar seja mantido atualizado e disponível.

Operações e manutenção 

Para planejar seus procedimentos de bloqueio/etiquetagem, você precisa de fontes primárias de informações atualizadas. 

Procedimento de trabalho e segurança:

Um procedimento de bloqueio deverá ser desenvolvido com base no equipamento e sistema elétrico existente e deverá usar documentação adequada, incluindo desenhos e diagramas atualizados.

Os diagramas unifilares ajudam a verificar se os intertravamentos do circuito elétrico não resultarão na reenergização do circuito em que está sendo trabalhado. 

Intertravamentos de circuitos elétricos

A documentação adequada, incluindo desenhos e diagramas atualizados, deve ser consultada para garantir que nenhuma operação de intertravamento do circuito elétrico possa resultar na reenergização do circuito em que está sendo trabalhado.

Use diagramas atualizados para estabelecer uma condição de trabalho eletricamente segura.

Estudos do Sistemas de energia

É necessário ter um diagrama unifilar atualizado para concluir um estudo do sistema de energia elétrica.

Estudos do sistemas de energia elétrica e desenhos unifilares são essenciais para a operação segura e confiável de sistemas de energia elétrica. Os estudos e desenhos devem estar prontamente disponíveis e mantidos de forma consistente.

O Prontuário das Instalações Elétricas da Nr10 , deve incluir a manutenção e revisão contínuas dos seguintes estudos e desenhos do sistema de energia:

1. Diagramas unifilares;
2. Estudos de curto-circuito, para garantir que o equipamento possa suportar uma falha ;
3. Estudo de coordenação seletividade, para garantir que os dispositivos corretos sejam acionados a tempo.;
4. Estudo de energia incidente de arco elétrico, para especificar as vestimentas (EPI) dos profissionais; e
5. Estudo de fluxo de carga, para conhecer a corrente contínua através do sistema.

Atualização do Diagrama Unifilar

Não há uma periodicidade definida nas normas técnicas brasileiras para a atualização, mas há exigência de manter sempre atualizado.

Deverá ser atualizado sempre que: 

• Uma nova instalação ou modificação do sistema
• Mudança na utilidade ou fonte
• Mudança na impedância, configuração ou carga do sistema
• Mudança nos dispositivos ou configurações de proteção

Como desenhar diagramas elétricos unifilares

O ideal é que você não precise desenhar seu próprio diagrama unifilar. Ele deve ser implantado ou revisado com responsabilidade do profissional responsável pelo projeto ou modificações de suas instalações. Mas talvez você não consiga encontrá-lo ou tenham ocorrido tantas alterações não rastreadas que não seja nada bom.

Para o diagrama unifilar, será necessário obter as informações nos equipamentos em campo. Então coletar e desenhar os equipamentos.

Fazer as conexões corretas entre os equipamentos é a parte mais importante do diagrama.

Entre olhar as etiquetas e placas de identificação do seu equipamento, você deve ser capaz de fazer todas as atualizações necessárias.

Símbolos do diagrama de fiação

Para começar, você deve saber quais símbolos usar para representar seu equipamento. 

A fonte para símbolos de diagramas elétricos padronizados vem do documento IEEE Std 315, ANSI Y32.9.

Aqui estão os símbolos esquemáticos elétricos mais usados ​​que você precisará para começar a desenhar seu sistema.

Em seguida, analisarei cada símbolo e analisarei variações de símbolos e dados para incluir em seu esquema elétrico. 

Equipamento	Símbolos	Dados
O símbolo de fonte de energia elétrica ou CA é usado para mostrar de onde vem a energia.		1. Tensão de entrada  2. Nível de falha e impedância (opcional)
Todos esses símbolos podem representar um gerador de CA.		1. Watts 2. KVA 3. Tensão 4. # de Fases 5. Frequência
Transformadores de dois enrolamentos podem ser representados por qualquer um destes símbolos		1. Tipo de conexão (Δ, Y) 2. KVA  3. Tensões  4. Impedância %Z
Estas são as configurações de conexão Delta e Estrela , que podem ser adicionadas.		N / D
Esses símbolos de chaves seccionadoras podem ser usados ​​para representar uma chave de desconexão ou transferência.		1. Tensão 2. Corrente
Os fusíveis podem ser representados por qualquer símbolo gráfico.		1. Corrente 2. Modelo
Símbolos de disjuntores de baixa tensão , com o segundo indicando um tipo extraível.		1. Corrente nominal 2. Nível de curto circuito 3. Modelo
Símbolos de disjuntores de média tensão , com o segundo indicando um tipo extraível.		1. Corrente nominal 2. Modelo
Este é o símbolo do motor, um com um M e outro com um símbolo de conexão delta.		1. Potência (CV/HP) 2. Numero de Polo 3. Corrente
Esses símbolos mostram um transformador de corrente (TC) acima e um transformador de potencial (TP) na parte inferior.		1. Tensões 2. Relação de transformação 3. Potencia
Capacitor		1. TAG 2. KVAr 3. Tensão
Este é o símbolo do relé anexado a um TC		1. Número da função ANSI  2. Conexão de instrumentação
Rele de sobrecarga – dispositivo de proteção que detecta correntes excessivas e desarma o circuito para evitar danos ao equipamento elétrico por superaquecimento.		1. Corrente ajuste 2. Modelo
Instrumentos de medição – A – amperímetro V – voltímetro Kw – Potencia		1. TAG 2. Faixa/precisão 3. Modelo

Projeto de diagrama elétrico unifilar

Há algumas coisas que tornam um diagrama unifilar especial e ajudam a mantê-lo legível.

• Lembre-se de que você está usando uma única linha para representar vários condutores.
• Os diagramas começam no topo da página com a fonte de entrada de energia de um sistema.
• Os símbolos elétricos geralmente são alimentados pela parte superior e pela parte inferior.
• Não há localização física ou tamanho representado do equipamento elétrico.

Além de muitos símbolos, a norma também observa algumas práticas de redação:

Orientação: Alterações na orientação do símbolo não alteram seu significado.
Largura da linha: a largura da linha não altera o significado, mas pode ser usada para dar ênfase.
Ampliação ou redução: Não há significado associado a diferentes tamanhos de símbolos.
Símbolo terminal (o): Este símbolo pode ser adicionado aos pontos de fixação de linhas de conexão a um símbolo gráfico.

Você também pode estar se perguntando quanto do local incluir no diagrama.

Um nível comum de detalhe a ser considerado é quando você inclui todos os equipamentos de distribuição. 

Isso significa que, depois de ter todos os seus painéis, CCMs, subestações, você pode fazer a transição para usar programações de equipamentos em combinação com um diagrama de linha única. 

Também é possível criar documentos de suporte para incluir informações mais detalhadas sobre o equipamento e manter o diagrama elétrico legível.   

Conecte os símbolos esquemáticos

Para começar, conecte seus símbolos elétricos usando uma linha. 

Você pode usar uma linha horizontal para indicar um equipamento de distribuição, como um quadro de distribuição, MCC, divisor ou painel. 

Você notará que neste diagrama não há cabos. Eles podem ser adicionados sem um símbolo usando algumas setas e anotações. 

Indicar separação de equipamentos

Você também pode agrupar símbolos usando uma caixa tracejada e pontilhada para indicar que eles fazem parte de um equipamento. 

Aqui, foi adicionada uma notação para os cabos usando um loop com uma linha para apontar para os dados do cabo e caixas tracejadas e pontilhadas para equipamentos fechados juntos.

Isso mostra que há três partes principais: um fusível de desconexão de entrada, um transformador e o quadro de distribuição principal.

Essa informação é fácil de indicar e pode ser muito útil para determinar como algo deve ser desenergizado. 

Adicionar dados do equipamento

Depois de descobrir todos os símbolos e conexões, você pode começar a adicionar as informações do equipamento. 

Aqui adicionei os dados do equipamento que normalmente são encontrados em um diagrama de fiação.

A quantidade de informações adicionadas pode variar dependendo do uso que está sendo feito. 

Informações sobre equipamentos elétricos

O desenho de linha única fornece o modelo para comunicar diferentes tipos de informações sobre um sistema de energia. 

As informações mais importantes a serem incluídas são: 

1. Tensão de serviço de entrada;
2. Corrente nominal do equipamento; 
3. TAG, Nomes de identificação dos equipamentos; 
4. Tensão de barramento, frequência, n° fases e corrente de curto-circuito 
5. Seção de cabos, número de cabos e comprimentos
6. Tipo de conexão do transformador, kVA, tensões e impedância
7. Tensão do gerador, potencia kW e impedancia
8. Tag Motor, potencia, corrente
9. Relações de corrente e tensão de transformadores de instrumentos
10. Números de dispositivos de retransmissão

Olhando novamente para nosso diagrama, podemos separar as informações em voltagem, amperagem e impedância para entender o que está incluído em cada equipamento.

A maior parte disso pode ser encontrada nas placas de identificação do equipamento. 

Tensão

A tensão de entrada é de 12,47 kV e vai para o primário do transformador. 

O transformador reduz a tensão para 600 V. 

Do secundário do transformador até o quadro elétrico há 600 V. 

A desconexão, o fusível, os cabos e o disjuntor não têm tensões mostradas, mas devem ser classificados para as tensões associadas.

Corrente nominal

Classificação atual:

A classificação de corrente é a quantidade máxima de corrente que um equipamento pode passar sem deterioração. 

Primeiro, vamos procurar as classificações de corrente do equipamento:

• Desconectar, 150A 
• Fusível, 140 A
• Disjuntor, 2000 A 

O transformador não lista diretamente sua corrente nominal, mas as informações estão agrupadas na classificação de 1500 kVA.

• 1500 kVA / 12,47 kV / √ 3 = 69,5 A 
• 1500 kVA / 0,6 kV / √ 3 = 1443,5 A 

Os cabos não listam suas correntes nominais, mas informações gerais podem ser consultadas em tabelas de amperagem de cabos de um determinado tamanho.

Classificação de corrente de curto-circuito: 

A classificação de corrente de curto-circuito é a quantidade máxima de corrente que um equipamento pode suportar temporariamente sem sofrer danos. 

Na entrada, os dados de falha de curto-circuito disponíveis para uma falha trifásica e uma falha de linha para terra podem ser adicionados se recebidos da concessionária.

Essa corrente é então usada para calcular o curto-circuito máximo em qualquer local do sistema e comparada com as classificações de resistência do equipamento.

Neste diagrama, apenas a classificação de corrente de curto-circuito do quadro de distribuição é mostrada em 86 kA, mas cada equipamento tem um limite.

Interrompendo a classificação: 

A corrente máxima que um dispositivo pode interromper com segurança é chamada de classificação de interrupção. 

Neste diagrama, nenhuma das classificações de interrupção é mostrada, mas o fusível de desconexão e o disjuntor teriam uma classificação de interrupção. 

Impedância 

A impedância afeta a quantidade de corrente dissipada e é usada para determinar fluxos de carga e níveis de falha de curto-circuito.

O único equipamento que lista a impedância aqui é o transformador em 5,83%. 

O tamanho e o comprimento do cabo também podem ser usados ​​para aproximar a impedância.

Os outros equipamentos teriam impedância insignificante. 

Relés

Em sistemas maiores, relés podem ser usados ​​em combinação com disjuntores. 

Há muitas funções e números de relés diferentes associados a cada tipo. 

Abaixo estão alguns dos mais usados.

• 50 – Relé de Sobrecorrente Instantâneo
• 51 – Relé de sobrecorrente temporizado CA
• 86 – Relé de bloqueio, relé de disparo mestre
• 87 – Relé de Proteção Diferencial

Para referência completa, consulte IEEE Std. C37.2 Números de função de dispositivos de sistemas elétricos de energia padrão.

Incluir os relés e transformadores de corrente é importante para entender quais proteções estão em vigor.

Alguns sites podem criar um documento separado para indicar os sinais de controle do relé, mas também é possível colocar esses sinais diretamente no diagrama unifilar.

No diagrama, você pode ver o uso de um disjuntor de alta tensão extraível de 13,8 kV marcado com setas duplas. 

Chegando ao disjuntor extraível há um sinal de controle mostrado como uma linha pontilhada vermelha, que vem dos relés. 

Os relés mostram os transformadores de corrente (TC) aos quais estão conectados, e os TCs mostram sua relação de TC.

Os números dos dispositivos podem ser combinados se o dispositivo tiver múltiplas funções (50/51).

Também, há letras de sufixo que podem ser usadas com o número do dispositivo para especificar proteção neutra ou de aterramento (50N/50G).

Você também pode ver que o relé diferencial 87 está conectado aos relés acima e abaixo dele. Isso mostra que ele está usando os mesmos dados de TC.

Bloco de título

O bloco de título ajuda a gerenciar a documentação rastreando alterações e datas em um desenho.  

Geralmente fica no canto inferior direito, mas também inclui a borda ao redor de todo o diagrama.  

Uma das primeiras coisas a verificar antes de começar a analisar um desenho de linha única são as revisões. 

Esta é uma lista das alterações que foram feitas no documento com a data.  

Também vale a pena notar que só porque a data da revisão é recente não significa necessariamente que o desenho inteiro esteja atualizado.

Neste exemplo, você pode ver que o desenho está sendo usado para licitação, construção, execução, adições e remoções. 

Se fazer revisões for um método de comunicar exatamente o que mudou no desenho, é necessário circundar a alteração com uma “nuvem de revisão”. 

Aqui, o tamanho do fusível de entrada principal mudou de 80 A para 100 A. 

Essa alteração seria associada a uma carta de revisão, que também poderia ser colocada diretamente ao lado da nuvem no diagrama. 

A próxima seção lista os desenhos de referência, permitindo que você rastreie as informações até outros documentos. 

Também deve haver uma seção que liste as pessoas que fizeram o desenho, gerenciaram o projeto, as datas e suas empresas.  

A empresa cliente, o nome do desenho, o número do desenho e a versão de revisão também são listados no canto inferior. 

Conclusão

Espero que este artigo tenha ajudado a explicar melhor como fazer um diagrama unifilar.

FONTE/ AUTORIA: https://leafelectricalsafety.com/blog/single-line-diagram#cta