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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ 
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
 
EVERTON FORNARI MARIN 
 
 
 
 
 
REFRIGERAÇÃO DE TRANSFORMADORES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PATO BRANCO 
2012 
1. INTRODUÇÃO 
 
Transformadores de potência são equipamentos cujo princípio básico 
de funcionamento ocorre por meio da conversão de diferentes níveis de tensão 
entre a fonte, ligada ao primário, e a carga alimentada, ligada ao secundário. 
São formados por vários dispositivos e dependem da interação entre esses 
componentes para um perfeito funcionamento. No entanto, como em qualquer 
outro tipo de máquina elétrica, podem ocorrer perdas na forma de calor e que 
contribuem para o aquecimento das máquinas (BECHARA, 2010). 
Para evitar que se atinjam temperaturas elevadas, que possam 
comprometer o isolamento dos enrolamentos, é preciso dotar o transformador 
de um sistema de refrigeração adequado. Com o aumento das perdas do 
transformador, o número e o tamanho dos radiadores necessários para resfriar 
o óleo aumenta. Eventualmente, um ponto é atingido no qual o ar e a 
convecção natural não são suficientes para eliminar o calor, e, com isso, torna-
se necessário forçar, com motores, a passagem de ar através dos radiadores 
(NOGUEIRA & ALVES, 2009). 
Conforme a circulação do fluído refrigerante seja feita por convecção 
natural ou forçada (impulsionada por uma bomba) fala-se em refrigeração 
natural (N) ou forçada (F). 
Da mesma forma que a capacidade de resfriamento é aumentada pelo 
uso do ar forçado, a capacidade de carregamento do transformador também é 
aumentada, podendo chegar a 125%, ou até mesmo 130% da potência 
nominal. Ao conectar mais carga ao transformador, pode ser atingia uma 
situação em que a temperatura interna do equipamento seja a máxima 
suportável. Neste caso, desejando-se aumentar o carregamento, a solução é 
aumentar a velocidade do óleo, bombeando-o com bombas localizadas na 
parte inferior dos radiadores (NOGUEIRA & ALVES, 2009). 
 
 
 
 
 
2. PRINCIPAIS MEIOS REFRIGERANTES 
 
Os principais meios de refrigeração são o ar, água e o óleo mineral, 
onde o uso do óleo e de outros líquidos justifica-se pelas melhores 
características técnicas e elétricas do material, como rigidez elétrica, 
condutividade térmica e maior calor específico, evitando, assim, a oxidação dos 
materiais através de uma maior capacidade de armazenamento térmico 
(ARANA, 2007). Assim os dois principais meios de refrigeração de 
transformadores são a seco e em líquido isolante, conforme descrição: 
 Transformador a seco (figura 01) é o transformador cujo núcleo e 
enrolamento estão envoltos e refrigerados pelo ar do ambiente. Dentro 
desse grupo estão todos os pequenos transformadores e os de baixa 
potência nos quais a troca de calor é feita com o ar. Para os 
transformadores desse grupo que necessitarem de maior refrigeração, 
usam-se ventiladores que forçam a circulação do ar. 
 
Figura 01. Transformador com refrigeração a seco. 
 
 Transformador em líquido isolante (figura 02) é o transformador cujo 
núcleo e enrolamento são imersos em líquido isolante. Esse líquido 
exerce duas funções: isolação e resfriamento, pois transfere para as 
paredes do tanque o calor produzido. Os transformadores que 
necessitam desse tipo de resfriamento são os trifásicos de grande 
potência, usados na rede de distribuição de energia elétrica. 
 
Figura 02. Transformador com refrigeração a óleo. 
 
A refrigeração, quando feita através de cubas ou tanques, que imergem 
os transformadores em óleo, elimina o calor por convecção e irradiação, sendo 
que a refrigeração exterior da cuba pode ser feita de forma natural ou forçada, 
através de ventiladores. O óleo propriamente dito também pode ter uma 
circulação forçada através de uma bomba, onde a refrigeração é feita através 
de um permutador de calor óleo-água (BATISTA, 2005). 
As normas classificam os sistemas de refrigeração dos 
transformadores segundo o refrigerante primário (em contato com partes 
ativas) e secundário (utilizado para arrefecer o primário). 
 
 
3. CLASSIFICAÇÃO DOS MÉTODOS DE RESFRIAMENTO (NBR 5356) 
 
A classificação dos transformadores é realizada através do método de 
resfriamento utilizado, onde cada método apresenta um símbolo 
correspondente, conforme a tabela 01 baseada na NBR 5356. 
 
 
 
 
Tabela 01 – Símbolos para classificação dos transformadores 
Natureza do meio de resfriamento Símbolo 
Óleo O 
Líquido isolante sintético não-inflamável L 
Gás G 
Água W 
Ar A 
Natureza da circulação Símbolo 
Natural N 
Forçada (no caso de óleo, fluxo não dirigido) F 
Forçada com fluxo de óleo dirigido* D 
* Em transformadores com circulação forçada com fluxo de óleo dirigido, certa proporção do fluxo de óleo forçado 
é canalizada através dos enrolamentos. Certos enrolamentos, no entanto, podem ter fluxo de óleo não dirigido; 
por exemplo, enrolamentos de regulação separados e enrolamentos terciários. 
 
A nomenclatura do transformador será obtida pela utilização de 4 
símbolos, dependendo do método de resfriamento empregado, com exceção 
dos transformadores secos, sem invólucro protetor, que serão designados por 
dois símbolos apenas. A ordem de arranjo dos símbolos é pré determinada e 
segue conforme a tabela 02. 
 
Tabela 02 – Ordem de utilização dos símbolos de classificação de transformadores 
Primeira letra Segunda letra Terceira letra Quarta letra 
Indicativa do meio de resfriamento 
em contato com os enrolamentos 
 
Indicativa do meio de resfriamento em 
contato com o sistema de resfriamento 
externo 
Natureza do 
meio de 
resfriamento 
Natureza da 
circulação 
 
Natureza do meio de 
resfriamento 
Natureza da 
circulação 
 
A construção da nomenclatura é feita pela utilização dos símbolos 
correspondentes aos diferentes métodos de resfriamento separados por traços 
inclinados, como por exemplo em um transformador imerso em óleo com 
circulação forçada e dirigida do fluxo de óleo e circulação forçada do ar sendo 
nomeado ODAF. Quando os transformadores apresentam alternativas de 
resfriamento a nomenclatura pode seguir, por exemplo, ONAN/ONAF. As 
figuras 03, 04, 05, 06 e 07 ilustram alguns modelos de transformadores. 
 
 
Figura 03. Transformador ONAN e seu esquema de funcionamento. 
 
 
Figura 04. Transformador OFWF e seu esquema de funcionamento. 
 
 
Figura 05. Transformador ODAF. 
 
 
Figura 06. Esquema de funcionamento de um transformador ONAF. 
 
 
Figura 07. Esquema de funcionamento de um transformador OFAF. 
 
 
4. CAPACIDADE DE SOBRECARGA (MÁXIMAS TEMPERATURAS, 
MÁXIMA SOBREELEVAÇÃO DE TEMPERATURA) 
 
A NBR5356 define limites de elevação da temperatura dos 
enrolamentos, do óleo, das partes metálicas e das outras partes dos 
transformadores, visando assim seu funcionamento normal. Os valores 
referência estão dispostos na tabela 03. 
Transformadores com enrolamentos individuais devem considerar as 
elevações de temperatura relativas a combinação de carga mais severa para o 
enrolamento considerado. Nos transformadores com mais de dois 
enrolamentos, a elevação da temperatura da camada superior do óleo refere-
se à combinação especificada de carga para a qual as perdas totais são mais 
elevadas. 
Os limites de elevação de temperatura dos enrolamentos, do óleo e 
das partes metálicas, quando projetados para funcionamento em locais onde a 
temperatura do ar de resfriamento exceder os valores apresentados na tabela 
03 em não mais que 10 oC devem ser reduzidos da seguinte forma, quando a 
potência nominal for igual ou superior a 10 MVA, a redução deve corresponder 
ao excesso de temperatura, para potências nominais inferiores a 10 MVA, as 
reduções devem ser de 5 oC, se o excesso de temperatura for igual ou superior 
a 5 oC; ou de 10 oC, se o excesso de temperatura for superior a 5 oC e igual ou 
inferior a 10 oC. 
 
Tabela 03 – Limites da elevação detemperatura 
Tipos 
de 
transformadores 
Limites de elevação de temperatura (oC) (A) 
Dos enrolamentos Do 
óleo 
Das partes metálicas 
Método da variação da 
resistência 
Do 
ponto 
mais 
quente 
 Em contato 
com a 
isolação 
sólida ou 
adjacente a 
ela 
Não em 
contato 
com a 
isolação 
sólida e não 
adjacente a 
ela 
Circulação 
do óleo 
natural ou 
forçada 
sem fluxo 
de óleo 
dirigido 
Circulação 
forçada de 
óleo com 
fluxo 
dirigido 
E
m
 ó
le
o
 
Sem 
conservador 
ou sem gás 
inerte acima 
do óleo 
 
 
55 
 
 
60 
 
 
65 
 
 
50(B) 
 
Não devem 
atingir 
temperaturas 
superiores à 
máxima 
especificada 
para o ponto 
mais quente 
da isolação 
adjacente ou 
em contato 
com esta 
A 
temperatura 
não deve 
atingir, em 
nenhum 
caso, 
valores que 
venham a 
danificar 
estas 
partes, 
outras 
partes ou 
materiais 
adjacentes 
 
Com 
conservador 
ou com gás 
inerte acima 
do óleo 
 
55 
 
60 
 
65 
 
55(C) 
65(D) 70(D) 80(D) 65(D) 
(A) Os materiais isolantes, de acordo com experiência prática e ensaios, devem ser adequados para o limite de 
elevação de temperatura em que o transformador é enquadrado. 
(B) Medida próxima à superfície do óleo. 
(C) Medida próxima à parte superior do tanque, quando tiver conservador, e próxima à superfície do óleo, no 
caso de gás inerte. 
(D) Quando é utilizada isolação de papel, este deve ser termoestabilizado. 
 
Os transformadores a óleo têm normalmente melhor rendimento que os 
do tipo seco e, usualmente tem maior vida útil. O óleo é um meio mais eficiente 
para dissipação das perdas permitindo melhor refrigeração do transformador 
além de reduzir a temperatura dos pontos quentes nos enrolamentos. Esta 
característica permite uma maior capacidade de sobrecarga. 
Transformadores imersos em óleo não têm limites de tensão e potência 
o que não ocorre com os do tipo seco, o limite de potência mais comum é de 
10 MVA e tensão máxima de operação no primário até 36 kV sendo a de 15 kV 
mais comum no Brasil. As tensões secundárias podem ser 7,2 kV, 4,16 kV, 480 
V, etc., sem problemas. Para uso externo o tipo predominante escolhido é a 
óleo (SARAIVA, 2010). 
Os transformadores a seco têm limitação de uso em tensão nominal e 
potência. Dependendo do tipo podem ser fabricados para tensões até 36 kV e 
potências de até 30 MVA. O mais usual é o uso em tensões primárias da 
classe de 15 kV e potências variando de 500 a 2500 kVA (SARAIVA, 2010). 
 
 
5. REFERÊNCIAS 
 
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5356-1: Transformadores de 
potência - Parte 1: Generalidades. ABNT; 2007. 
 
 
ARANA, Edgar. Conversão Eletromecânica de Energia. Capítuilo III - Teoria dos 
Transformadores. Pág. 34-61. 2007. 
 
 
BATISTA, Douglas Antonio. Desenvolvimento de Metodologia Colorimétrica para 
Dosagem de Compostos Furânicos em Óleo Mineral Isolante. Dissertação de 
Mestrado. Universidade Federal do Paraná - Setor de Tecnologia, Programa de Pós-
Graduaçăo em Engenharia - PIPE. Curitiba, 2005. 
 
 
BECHARA, Ricardo. Análise de falhas em transformadores de potência. Dissertação 
de Mestrado. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo - Departamento de 
Engenharia de Energia e Automação Elétricas. 102 p.. São Paulo, 2010. 
 
 
NOGUEIRA, Daniel da Silva & ALVES, Diego Prandino. Transformadores de Potência 
- Teoria e Aplicação - Tópicos Essenciais. Trabalho de conclusão de curso. Escola 
Politécnica da Universidade Federal do Rio de Janeiro - Departamento de Engenharia 
Elétrica. 201 p. Rio de Janeiro, 2009. 
 
 
SARAIVA, Carlos Alberto de Moura. Escolha entre transformadores imersos em 
óleo isolante e transformadores secos para uso em áreas industriais. 2010. 
Disponível em: http://pt.scribd.com/doc/41737487/Escolha-entre-transformadores-
imersos-em-oleo-isolante-e-t%E2%80%A6. Acesso em: 01/10/2012. 
http://pt.scribd.com/doc/41737487/Escolha-entre-transformadores-imersos-em-oleo-isolante-e-t%E2%80%A6
http://pt.scribd.com/doc/41737487/Escolha-entre-transformadores-imersos-em-oleo-isolante-e-t%E2%80%A6