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Quadro de cargas e equilíbrio de fases

Cole a lista de cargas do quadro para distribuí-las pelas fases, ver a corrente em cada fase e no neutro, o desequilíbrio e a corrente que o alimentador e o disjuntor geral precisam suportar.

Ferramenta de pré-dimensionamento e estimativa: os resultados não substituem projeto, cálculo ou laudo assinado por profissional habilitado nem a verificação conforme as normas aplicáveis.

Pré-dimensionamento
Sistema

Sistema trifásico com neutro (estrela aterrada). A tensão fase-neutro é a de linha ÷ √3: 220 V em 380 V, 127 V em 220 V.

Cargas
Ver o que foi lido

A coluna de fase aceita A, B, C (ou R, S, T; L1, L2, L3) e pares como AB, BC, CA. Cargas trifásicas não precisam de fase.

Mudar cargas de fase num quadro existente é serviço em eletricidade: desenergize, bloqueie e confirme ausência de tensão, conforme a NR-10.

—Corrente do alimentador (fase mais carregada)
—

Potência demandada por fase

kVA demandados em cada fase, separados em cargas trifásicas, bifásicas (metade em cada fase) e monofásicas.

Toque no gráfico para ver os valores.

Corrente nas fases e no neutro

Correntes calculadas por soma vetorial, considerando o ângulo de cada fase e o fator de potência de cada carga.

Toque no gráfico para ver os valores.

Quadro de cargas

Fase de cada carga (informada ou escolhida pela calculadora), potência demandada e corrente.

Próximo passo

Leve os resultados desta página para outra calculadora, com os campos já preenchidos.

O memorial reúne entradas, resultados, equações, hipóteses e referências desta página, com campos para projeto, responsável e revisão. O relatório completo traz também os gráficos e as interpretações, em cores. Na janela de impressão, escolha Salvar como PDF.

Método, hipóteses e referências

Equações usadas

Potência demandada de cada carga: S = P × FD ÷ FP; por fase: monofásica S na fase; bifásica S/2 em cada fase; trifásica S/3 em cada fase
Correntes (fasores, ângulos A 0°, B −120°, C 120°): monofásica I = S ÷ Vfn ∠(θ − φ); bifásica I = S ÷ VL ∠(θxy − φ), entra numa fase e sai na outra; trifásica I = S ÷ (√3 VL) ∠(θ − φ)
Neutro: IN = |Σ correntes das cargas fase-neutro|; desequilíbrio = (I máx − I média) ÷ I média
Distribuição automática: cargas em ordem decrescente de kVA, cada uma na fase (ou par de fases) que deixa a maior fase com a menor carga

Hipóteses e limites

  • Tensões equilibradas e senoidais; harmônicas não consideradas. Fatores de demanda informados pelo usuário, aplicados carga a carga.
  • A corrente do alimentador é a da fase mais carregada. Não inclui reserva para ampliação nem a regra de 125% para cargas contínuas do NEC.
  • O limite de desequilíbrio é um critério de projeto escolhido pelo usuário; a NBR 5410 pede o maior equilíbrio possível, sem fixar um número.

Normas e documentos técnicos

  • IEC 60364-3: Low-voltage electrical installations — Assessment of general characteristics
  • IEC 60364-5-52: Selection and erection of electrical equipment — Wiring systems (neutral conductor and harmonics)
  • NFPA 70, National Electrical Code 2023, Article 220 (branch-circuit, feeder and service load calculations) and 215.2
  • IEEE Std 141 (Red Book): Recommended Practice for Electric Power Distribution for Industrial Plants
  • Cotrim, A. A. M. B. Instalações Elétricas, 5ª ed., Pearson, 2009

Legislação e regulamentos no Brasil

  • ABNT NBR 5410:2004: instalações elétricas de baixa tensão (divisão da instalação em circuitos e equilíbrio das cargas entre as fases)
  • Normas de fornecimento da distribuidora local: fatores de demanda e cálculo da demanda para o padrão de entrada
  • NR-10: segurança em instalações e serviços em eletricidade

Perguntas frequentes

O que é um quadro de cargas?

É a tabela que lista os circuitos de um quadro elétrico com potência, número de fases, fase em que cada um está ligado e a soma por fase. Serve para dimensionar o cabo alimentador, o disjuntor geral e o transformador, e para manter as fases equilibradas. Use esta calculadora ao projetar um quadro novo ou ao incluir cargas num existente.

Como preencher a lista de cargas?

Uma linha por carga: descrição, potência ativa em kW, número de fases (1, 2 ou 3), fator de potência, fator de demanda em % e, se já souber, a fase. Copie direto da planilha do projeto ou baixe o modelo. Para motores, use a potência absorvida (placa ÷ rendimento) e o fator de potência de placa.

Como ler o resultado do exemplo?

As 13 cargas do exemplo somam 63 kVA de demanda (57,9 kW) em 380 V. A fase mais carregada leva 97,3 A e é por ela que se escolhem o cabo e o disjuntor do alimentador; o desequilíbrio fica em 1,4%, bem abaixo do limite de 10%. O neutro leva só 13,2 A, porque as cargas monofásicas ficaram bem divididas.

O que é fator de demanda?

É a parcela da potência instalada que se espera em uso ao mesmo tempo. Motores de processo e fornos ficam em 100%; tomadas de uso geral e máquinas de solda, bem menos. Os fatores para o padrão de entrada vêm das normas da distribuidora; para quadros internos, de medições ou do critério do projetista.

Qual desequilíbrio entre fases é aceitável?

A NBR 5410 pede que as cargas sejam distribuídas para o maior equilíbrio possível, sem fixar um número. Muitos projetistas trabalham com até 10% de diferença entre a fase mais carregada e a média, valor usado aqui como padrão e que você pode mudar. Desequilíbrio alto obriga a superdimensionar o alimentador e aumenta a corrente no neutro.

Por que a corrente no neutro não é a soma das monofásicas?

Porque as três fases estão defasadas de 120°: correntes iguais nas três fases se anulam no neutro. Só a diferença entre elas volta pelo neutro. A exceção são as harmônicas de terceira ordem de cargas eletrônicas, que se somam no neutro em vez de se anular.

O que a calculadora não faz?

Não aplica automaticamente fatores de demanda de norma, não considera harmônicas nem reserva para ampliação e não dimensiona os circuitos terminais. Leve a corrente do alimentador para as calculadoras de cabos e de disjuntor, e deixe o projeto final com profissional habilitado, com ART.