Trabalho Transformadores

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Curso de Engenharia Elétrica 
 
 
 
 
 
 
 
Máquinas e Acionamentos 
 
 
Professor Haroldo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Santa Cruz 
2016 
Faculdade Estácio de Sá 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Transformadores 
 
 
 
 
 
 
Fabrício Valentim dos Santos Dias 
201201455677 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Santa Cruz 
2016 
Faculdade Estácio de Sá 
 
Sumário 
1. INTRODUÇÃO....................................................................................................... 5 
2. NORMAS DE REFERÊNCIA ................................................................................. 5 
3. PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO ...................................................................... 5 
3.1. PERDAS EM TRANSFORMADORES ............................................................ 7 
3.1.1. Perdas Joule: ........................................................................................... 7 
3.1.2. Perdas no Ferro: ...................................................................................... 7 
4. ALGUNS TIPOS DE TRANSFORMADORES ........................................................ 8 
4.1. TRANSFORMADOR AUTOPROTEGIDO ....................................................... 9 
4.2. TRANSFORMADOR INDUSTRIAL ................................................................. 9 
4.3. TRANSFORMADOR SUBTERRÂNEO ......................................................... 10 
4.4. TRANSFORMADOR A SECO ...................................................................... 10 
4.5. TRANSFORMADOR DE DISTRIBUIÇÃO ..................................................... 11 
4.6. TRANSFORMADOR DE FORÇA.................................................................. 11 
4.7. TRANSFORMADOR DE COMANDO ........................................................... 12 
4.8. TRANSFORMADOR DE CORRENTE 4NC/4NF .......................................... 12 
5. TRANSFORMADOR À ÓLEO .............................................................................. 13 
5.1. EXPECTATIVA DE VIDA .............................................................................. 13 
5.1.1. Temperatura ambiente .......................................................................... 14 
5.1.2. Curto-circuito ......................................................................................... 15 
5.1.3. Tensão .................................................................................................. 15 
5.1.4. Ciclo de carga ........................................................................................ 15 
5.1.5. Elevações de temperaturas do topo do óleo e do ponto mais quente do 
enrolamento ......................................................................................................... 16 
5.1.6. Limitações ao carregamento .................................................................. 16 
5.2. PRINCIPAIS COMPONENTES ..................................................................... 17 
5.2.1. Enrolamento (Bobinas) .......................................................................... 17 
5.2.2. Núcleo ................................................................................................... 18 
5.2.3. Óleo Isolante ......................................................................................... 18 
5.2.4. Tanque principal .................................................................................... 18 
5.2.5. Radiador ................................................................................................ 18 
5.2.6. Tanque de Expansão (Balonete) ........................................................... 19 
5.2.7. Indicador de nível de óleo ...................................................................... 19 
5.2.8. Secador de Ar (Tubo de Silica-Gel) ....................................................... 19 
5.2.9. Termômetro ........................................................................................... 20 
5.2.10. Imagem Térmica (Termômetro do Enrolamento) ................................... 20 
5.2.11. Tubo de Explosão (Válvula de Alívio) .................................................... 21 
5.2.12. Relé de Gás (Buchholz) ......................................................................... 22 
5.2.13. Buchas (Isoladores) ............................................................................... 22 
5.2.14. Sistema de Refrigeração ....................................................................... 22 
5.3. FUNÇÕES DOS ÓLEOS ISOLANTES ......................................................... 23 
5.3.1. Características e Estrutura .................................................................... 23 
6. MANUTENÇÃO ................................................................................................... 24 
6.1. PERIODICAMENTE...................................................................................... 24 
6.1.1. Exame de carga .................................................................................... 24 
7. CONCLUSÃO ...................................................................................................... 26 
8. BIBLIOGRAFIA .................................................................................................... 26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Um transformador ou trafo é um dispositivo destinado a transmitir energia 
elétrica ou potência elétrica de um circuito a outro, transformando tensões, 
correntes e ou de modificar os valores das impedâncias elétricas de um circuito 
elétrico. 
Inventado em 1831 por Michael Faraday, os transformadores são dispositivos 
que funcionam através da indução de corrente de acordo com os principios do 
eletromagnetismo, ou seja, ele funciona baseado nos princípios 
eletromagnéticos da Lei de Faraday-Neumann-Lenz e da Lei de Lenz, onde se 
afirma que é possível criar uma corrente elétrica em um circuito uma vez que 
esse seja submetido a um campo magnético variável, e é por necessitar dessa 
variação no fluxo magnético que os transformadores só funcionam em corrente 
alternada. 
Segundo NBR 5356-1/2008 o transformador é definido da seguinte forma: 
Transformador é um equipamento estático com dois ou mais enrolamentos 
que, por indução eletromagnética, transforma um sistema de tensão e corrente 
alternadas em outro sistema de tensão e corrente, de valores geralmente 
diferentes, mas à mesma freqüência, com o objetivo de transmitir potência 
elétrica. 
 
2. NORMAS DE REFERÊNCIA 
 
 NBR 5356 - Aplicável a transformadores imersos em óleo (inclusive 
autotransformadores), trifásicos ou monofásicos, excetuando-se certos 
transformadores pequenos e especiais, como definido na ABNT NBR 5356-1. 
 NBR 7036 - Recebimento, instalação e manutenção de 
transformadores de distribuição imersos em líquido isolante. 
 NBR 7037 - Recebimento, instalação e manutenção de 
transformadores de potência em óleo isolante mineral. 
 NBR 5416 - Aplicação de cargas em transformadores de potência 
 
3. PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO 
 
Quando tem-se uma corrente elétrica circulando em uma bobina, um campo 
magnético é gerado. Se a corrente elétrica for variável o campo magnético 
também serávariável. Sendo assim, existe um movimento do campo magnético 
em relação ao condutor. 
Se próxima a esta bobina (primeira bobina ou bobina indutora) houver uma 
segundabobina, esta também será cortada pelas linhas de força. Em 
conseqüência surgirá nestasegunda bobina uma tensão (figura 2 e 3). Esta 
tensão é conhecida por tensão induzida, eseu valor depende de: 
 
 Intensidade da tensão aplicada na bobina indutora; 
 Número de espiras da bobina indutora (primeirabobina); 
 Número de espiras da segunda bobina. 
 
 
 
Figura 1Indução Eletromagnética 
 
Figura 2Campo magnético devido a uma corrente elétrica 
 
Figura 3Indução de uma tensão na bobina secundária devido a estar próxima de uma bobina 
Um transformador consiste em duas (ou mais) bobinas enroladas sobre um 
núcleode material magnético ou, então, próximas de modo que as linhas de 
fluxo de uma bobina(bobina indutora ou bobina primária) cortem as espiras de 
outra bobina (bobina induzida oubobina secundária). 
 
 
Figura 4Ilustração de um transformador com núcleo de ferro 
 
 
3.1. PERDAS EM TRANSFORMADORES 
 
As perdas presentes no transformador são: 
 
3.1.1. Perdas Joule: 
 
Os enrolamentos do primário e do secundário são confeccionadoscom material 
condutor de boa qualidade, normalmente cobre, com condutividadefinita, o que 
lhes confere uma resistência própria não nula. O fluxo de correnteelétrica 
nestes condutores implica perdas de energia, denominada Perdas Joule, a 
qual é uma das responsáveis pelo aquecimento dos enrolamentos e do próprio 
transformador. 
 
3.1.2. Perdas no Ferro: 
 
O fluxo magnético variável no tempo, presente no núcleoferromagnético, da 
origem a dois tipos de perdas no núcleo, são elas: 
 
 Perdas por histerese: O estabelecimento de um campo magnético num 
material ferromagnético envolve sempre uma certa quantidade de 
energia elétrica, por exemplo, se o campo magnético é nulo e queremos 
levá-lo a um valor (B) qualquer diferente de zero, a fonte fornecerá uma 
quantidade de energia, necessária para tal. Suponhamos agora que, 
uma vez estabelecido este campo, vamos reduzi-lo a zero novamente. 
Ato contínuo, o núcleo devolverá energia para a fonte. Ocorre que a 
quantidade de energia devolvida na redução do campo de seu valor (B) 
a zero é menor que a quantidade de energia fornecida pela fonte 
quando campo foi aumentado de zero para (B). 
Esta diferença de energia é transformada em calor no núcleo 
ferromagnético. As perdas de energia associada a este fenômeno, 
denominada perdas por histerese, dependem do valor máximo do 
campo magnético, do material do núcleo, do tratamento térmico e 
mecânico dado à chapa, e da freqüência de operação do transformador. 
 
Ph=K1.Vol.f.B
n
máx 
 
Na qual: 
 
K 1:Coeficiente de histerese, o qual depende do material, do tratamento 
térmico e mecânico dado à chapa; 
Vol: Volume ativo do núcleo (m3); 
f :Freqüência de operação do transformador (Hz); 
Bmáx: Amplitude do campo magnético senoidal (Wb/m
2); 
n: Coeficiente que depende de Bmáx, atingindo valores de 1,6 a 1,7 para 
Bmáx de 1,2 a 1,4 Wb/m
2. 
 
 Perdas Foucault: Este tipo de perdas no núcleo ferromagnético é 
oriundo do fato de que este material é também um bom condutor. Assim 
sendo, um campo magnético variável no tempo, presente neste meio 
condutor, induz correntes elétricas em forma de anéis, como mostra a 
Figura. Taiscorrentes elétricas dão origem a Perdas Joule no núcleo. 
 
Figura 5 Correntes Induzidas – Perdas Foucault 
Pode-se demonstrar do eletromagnetismo que as perdas Foucault são 
dadaspor: 
 
PF = K2.Vol(e.f.BMÁX)
2 
 
na qual: 
 
K2: Coeficiente que depende da condutividade do material; 
Vol: Volume ativo do núcleo (m3); 
e : Espessura da chapa (m); 
f :Freqüência de operação do transformador; 
BMÁX : Amplitude do campo magnético senoidal (Wb/m
2). 
 
 Perdas Adicionais: Perdas devido à circulação de correntes elétricas 
induzidas no tanque do transformador; perdas dielétricas no óleo 
refrigerante; etc. Essas perdas são de difícil determinação. 
4. ALGUNS TIPOS DE TRANSFORMADORES 
 
4.1. TRANSFORMADOR AUTOPROTEGIDO 
 
Este tipo de transformador incorpora componentes para proteção do sistema 
de distribuição contra sobrecargas,curto-circuito e dispositivos de falhas 
internas no transformador na sua rede secundária,possuindo para tanto 
fusíveis de Alta Tensão e disjuntor de Baixa Tensãomontados internamente ao 
tanque. Para proteção contra sobretensão, o transformador é provido de 
dispositivo para fixação de pára-raios externos ao tanque. 
 
 
 
 
Principais Características 
Potência: 45 a 150 kVA 
Alta Tensão: 15 ou 24,2 kV 
Baixa Tensão: 380/220 ou 220/127 V 
Normas: conforme ABNT/IEC. 
 
 
 
4.2. TRANSFORMADOR INDUSTRIAL 
 
Normalmente utilizado em subestações de empresas, para redução de tensão 
primária para as tensões secundárias usadas industrialmente. Provido de caixa 
de acoplamento para proteção das conexões do primário e/ou secundário, 
quando solicitado pelo cliente. 
 
Principais Características 
Potência: 500 a 5.000 KVA 
Alta Tensão: 15; 24,2; 36,2 ou 72,5 KV 
Baixa Tensão: conforme especificações do cliente. 
Normas: conforme ABNT/IEC. 
 
 
 
4.3. TRANSFORMADOR SUBTERRÂNEO 
 
Possui formato de construção adequado para ser instalado em câmaras nos 
mais diversos níveis, podendo ser prevista sua utilização onde haja 
possibilidade de submersão de qualquer natureza. 
 
 
 
 
 
Principais Características 
Potência: 150 a 2.000 KVA 
Alta Tensão: 15 ou 24,2 KV 
Baixa Tensão: 215/125; 220/127; 380/220; ou 400/231 V 
Normas: conforme NBR 9369/1986 ABNT. 
 
 
 
4.4. TRANSFORMADOR A SECO 
 
 
Possui formato compacto e sem restrição ao meio ambiente, vasta diversidade de 
conexão e aumento da potência com o emprego de ventilação forçada, não 
necessita de manutenção. Normalmente utilizado em indústrias, 
prédioscomerciais, hospitais, shopping centers, centros de entretenimento, etc. 
 
Principais Características 
Potência: 300 a 15.000 KVA 
Alta Tensão: 15 ou 24,2 ou 36,2 kV 
Baixa Tensão: 4160/2402; 440/254; 380/220; 220/127 V ou conforme 
especificações docliente. 
Normas: conforme ABNT/IEC. 
 
 
 
4.5. TRANSFORMADOR DE DISTRIBUIÇÃO 
 
Utilizado em distribuição de energia ao consumidor final (concessionárias de 
energia, cooperativas,e empresas de modo geral) 
 
 
 
Principais Características 
Potência: 30 a 300 KVA 
Alta Tensão: 15 ou 24,2 KV 
Baixa Tensão: 380/220 ou 220/127 V 
Normas: conforme ABNT/IEC. 
 
 
 
4.6. TRANSFORMADOR DE FORÇA 
 
Utilizado para geração, transmissão e distribuição de energia 
emconcessionárias e subestações de grandes indústrias, incluindo aplicações 
especiais como fornosde indução e retificadores. 
 
Transformadores de Força 
Potência: acima de 5 até 300 MVA 
Alta Tensão: até 550 KV 
Normas: ANSI / IEEE, IEC e ABNT. 
Transformadores de Fornos 
Potência: até 160 MVA 
Alta Tensão: até 550 KV 
Normas: ANSI / IEEE, IEC e ABNT. 
Transformadores Retificadores 
Potência: até 80 MVA 
Corrente: até 150 KA 
Normas: ANSI / IEEE, IEC e ABNT. 
 
 
 
 
 
4.7. TRANSFORMADOR DE COMANDO 
 
Possui uma faixa de potência de 50 a 5000VAreligável para tensões primárias 
110/220VCA e 24VCA. Aplicado na alimentação decircuitos de comando, 
oferece isolação galvânica, limitação de capacidade de curto-circuito,redução 
de tensão em relação aos circuitos de potência e inclusive efeito desupressor 
em transitórios não lineares da instalação. Os terminais de ligação ficam em 
um bloco frontal com proteção aotoque acidental, proporciona uma montagem 
simples com fixação pela base em estruturametálica. 
 
 
 
4.8. TRANSFORMADOR DE CORRENTE 4NC/4NF 
 
Conhecido como TC, é um dispositivo que reproduz no seucircuito secundário, 
uma amostra da corrente que circula no enrolamento primário. Estacorrente 
tem proporções definidas e conhecidas, sem alterar sua posição vetorial. 
As relações mais utilizadas no mercado são de xx/5A e xx/1A, ou seja, a 
corrente doprimário é amostrada e tem como saída no secundário 5A ou 1A. 
Por exemplo: 1000/5A –Uma corrente no primário de 0 a 1000A é amostrada e 
no secundário teremos 0 a 5A. Estaaplicação é largamente utilizada em 
circuitosde medição, onde seria economicamenteinviável medir utilizando 
equipamentos para altas correntes. 
 
 
 
5. TRANSFORMADOR À ÓLEO 
 
Possui seu sistema isolante composto por uma parte sólida (papel isolante) e 
uma parte líquida (óleo isolante), com a função de garantir a rigidez dielétrica e 
mecânica do bobinado,é o mais comum, e utilizado amplamente em diversas 
áreas. 
Seu emprego é generalizado em sistemas de distribuição, transmissão e em 
plantas industriais. Existem três tipos de líquidos isolantes: 
 
 Óleo mineral; 
 Silicone, 
 Ascarel, cuja utilização em território nacional é proibida por lei. 
 
Obs.: Experimentalmente aparece o óleo vegetal. 
 
5.1. EXPECTATIVA DE VIDA 
 
O sistema papel isolante é submetido a um processo contínuo de degradação 
por ação da água, oxigênio eácidos presentes no óleo isolante. Mantendo-se 
sob controle a ação desses contaminantes, o envelhecimento dacelulose é 
predominantemente térmico e cumulativo. O envelhecimento estábaseado na 
vida esperada do transformador, sob efeito da temperatura de operação da 
isolação ao longo dotempo. 
A deterioração da isolação em função do tempo e da temperatura é 
fundamentada na teoria de Arrhenius,que estabelece que o logaritmo da vida 
da isolação é uma função do inverso da temperatura absoluta conforme a 
figura abaixo: 
 
Figura 6 Curva de expectativa de vida 
 
Log Vida (horas)=A+B/T 
onde: 
 
T = temperatura absoluta em graus Kelvin (θe + 273°C) 
θe = temperatura do ponto mais quente dos enrolamentos em °C 
A e B = constantes da curva de expectativa de vida. 
 
Não há um critério único para a avaliação do fim da vida do transformador. 
Entretanto, é possível fazer-seuma avaliação da velocidade do envelhecimento 
adicional a que está sendo submetido o equipamento,comparando a perda de 
vida com uma taxa de perda de vida média de referência. 
Calcula-se a perda de vida, ao longo de um período de tempo Δt (horas), em 
que a temperatura do ponto maisquente do enrolamento (θe) permanece 
constante, pela equação: 
 
𝑃𝑉% = 10 − 
𝐵
273 + 𝜃𝑒
+ 𝐴 . 100Δ𝑡 
 
onde: 
 
A = -14,133 (transformador de 55°C) 
A = -13,391 (transformador de 65°C) 
B = 6 972,15 
O valor obtido representa a taxa de envelhecimento global a que é submetida a 
isolação sólida, no intervalo detempo Δt. 
5.1.1. Temperatura ambiente 
 
A temperatura ambiente é um fator importante para a determinação da 
capacidade de carga do transformador,uma vez que a elevação de temperatura 
para qualquer carga deve ser acrescida à ambiente para se obter atemperatura 
de operação. 
Preferencialmente, utiliza-se a medição da temperatura ambiente real para se 
determinar a temperatura do pontomais quente do enrolamento e a capacidade 
de carga do transformador. 
Entretanto, quando a temperatura real não estiver disponível, utiliza-se o 
histórico da temperatura ambiente, paradeterminado mês, obtido dos relatórios 
do serviço de meteorologia do Ministério da Agricultura, os quais fornecem 
a temperatura média mensal e a média das máximas temperaturas diárias para 
as várias regiões do país: 
 
a) temperatura média: usa-se a média, para o mês em questão, das 
temperaturas médias mensais obtidas no decorrer de vários anos; 
b) média das temperaturas máximas diárias: usa-se a média, para o mês 
em questão, das médias mensais das temperaturas máximas diárias 
obtidas no decorrer de vários anos. 
 
Esses resultados devem ser usados como segue: 
 
 para análise de carregamento em condição normal de operação, 
qualquer que seja o horizonte de análise,deve-se utilizar a alínea (a) 
como temperatura ambiente para o mês em questão; 
 para análise de carregamento em outras condições de operação, deve-
se utilizar a alínea (b) comotemperatura ambiente para o mês em 
questão. 
 
Para a determinação da temperatura provável (futura), onde as 
temperaturasmédia e/ou máxima possam sersuperiores às definidas em (a) e 
(b), essas temperaturas devem ser acrescidas de 5°C, uma vez que 
oenvelhecimento em temperaturas mais altas que a média nem sempre é 
compensado pelo menor envelhecimentoem temperaturas mais baixas que a 
média. Com essa margem, a temperatura obtida poderá ser excedida 
apenasem uns poucos dias por mês e, quando for excedida, a perda de vida 
adicional não será significativa. 
 
 
5.1.2. Curto-circuito 
 
O fator determinante no envelhecimento térmico do transformador é a corrente 
de carga, não se levando em consideração as correntes de curto-circuito, às 
quais o transformador pode ser submetido. 
 
5.1.3. Tensão 
 
Para os efeitos desta Norma, a tensão nos terminais do transformador nãoafeta 
os cálculos de elevação de temperatura nem os de expectativa de vida do 
equipamento, desde que respeitados os limites estabelecidos pela NBR 5356. 
 
5.1.4. Ciclo de carga 
 
Os transformadores, usualmente, operam em um ciclo de carga que se repete 
a cada 24 horas. Este ciclo de carga pode ser constante ou pode ter um ou 
mais picos durante o período de 24 horas. O ciclo de carga real pode ser 
convertido para um ciclo de carga equivalente, de formato retangular,conforme 
definido na NBR-5416/97. 
 
5.1.5. Elevações de temperaturas do topo do óleo e do ponto mais quente do 
enrolamento 
 
Quando aplicado um ciclo de carga ao transformador, as temperaturas do topo 
do óleo e do ponto mais quente do enrolamento crescem e decrescem 
exponencialmente, conforme mostrado na Figura 7. 
 
5.1.6. Limitações ao carregamento 
 
Nesta Norma, são admitidas cargas limites para as quais não devem existir 
quaisquer outras limitações, além das capacidades térmicas dos enrolamentos 
e do sistema de resfriamento. 
 
 
(a) ciclo genérico com dois níveis de carga; 
(b) elevação de temperatura do ponto mais quente do enrolamento sobre o 
ambiente; 
(c) elevação de temperatura do ponto mais quente do enrolamento sobre a 
temperatura do topo do óleo; 
(d) elevação de temperatura do topo do óleo sobre a temperatura ambiente 
 
Figura 7 Ciclo genérico com dois níveis de carga e temperaturas resultantes 
 
5.2. PRINCIPAIS COMPONENTES 
 
5.2.1. Enrolamento (Bobinas) 
 
Primário e secundário é como são conhecidos os condutores elétricos 
enrolados ordenadamente sobre um núcleo de ferro. O enrolamento primário é 
aquele que está conectado a fonte de energia, e o enrolamento secundário é o 
que fica conectado a carga, sua fonte de energia é induzida do primário. Na 
prática a relação de transformação depende exclusivamente do número de 
espiras nas bobinas primária (N1) e secundária (N2). 
 
 
Figura 8 Transformador de Potência e Bobinas 
 
 
Figura 9 Isoladores e Bobinas 
 
 
Figura 10 Transformador em Partes 
 
5.2.2. Núcleo 
 
É de grande importância, pois é através dele que flui o fluxo magnético do 
enrolamento primário para o secundário. Composto de chapas de ferro-silício 
isoladas e sobrepostas uma sobre a outra, formando um bloco de ferro 
concentrado. As bobinas e o núcleo devem estar isolados entre si e, para isto, 
são utilizados papel, papelão e verniz, e para sua sustentação, madeira. Todo 
este material deve esta bem fixo e prensado para evitar ruídos e vibração. 
 
5.2.3. Óleo Isolante 
 
Em geral é imerso em óleo isolante, com a finalidade de proporcionar um meio 
isolante entre as partes energizadas, e a transferência de calor do núcleo para 
o exterior do tanque. Os principais líquidos usados como meio isolante são: o 
ascarel (hoje proibido seu uso, devido à agressão que o mesmo provoca ao 
meio ambiente), o silicone e o óleo isolante mineral (derivado do petróleo). 
 
5.2.4. Tanque principal 
 
É onde o calor transferido do núcleo e do enrolamento através do óleo isolante 
é liberado. Confeccionado em chapas de ferro reforçados, também possui afunção de sustentara parte ativa do transformador. 
 
5.2.5. Radiador 
 
Fixado na parte externa do tanque, tem como finalidade ajudar na refrigeração 
do óleo isolante, transferindo o calor para fora do tanque. Confeccionado em 
chapas, com paletas abertas em suas extremidades para possibilitar o 
movimento do óleo em seu interior, recebendo o óleo com temperatura mais 
elevada na parte superior e retornando o óleo com temperatura menor pela 
parte inferior. 
 
5.2.6. Tanque de Expansão (Balonete) 
 
Utilizado com a finalidade de compensar as variações do volume do óleo no 
tanque em função da mudança de temperatura no interior do transformador 
com carga e da temperatura ambiente. Instalado na parte externa no ponto 
mais alto do transformador, recebe o volume de óleo após sua dilatação e o 
libera após sua contração ajudado pelo deslocamento do óleo, para o tanque, 
através de gravidade (geralmente o volume do óleo deve ficar em torno de 25 a 
50% de sua capacidade). 
 
5.2.7. Indicador de nível de óleo 
 
Serve para indicar o volume de óleo no interior do tanque. Sua instalação pode 
ser realizada na extremidade do balonete ou no próprio tanque (quando não 
possuir balonete). Quando o transformador possuirbalonete, o nível do óleo 
vem acompanhado de um contato (tipo micro-chave) que serve para sinalizar 
através de um alarme caso o volume do óleo atinja ponto crítico para a 
operação do transformador. 
 
 
 
Figura 11 Indicador de Nível de Óleo – Mecanismo Interno 
 
 
Figura 12 Indicadores de Nível de Óleo – Visão Externa 
 
5.2.8. Secador de Ar (Tubo de Silica-Gel) 
 
No momento em que o ar entra e sai do balonete, acompanhando as variações 
do volume de óleo o mesmo passa pelo secador de ar, deixando nele a 
umidade. O ar que entra vem do meio ambiente e traz consigo umidade e 
sujeira que não pode chegar até o óleo para não contaminá-lo, o que fará 
diminuir sua propriedade dielétrica. Possui o formato de um tubo que vai até a 
parte superior do balonete, sendo seu interior preenchido com cristais de silica-
gel, cuja propriedade é absorver a umidade. Em condições normais a cor da 
silica-gel é azul, e após sua saturação que ocorre pela absorção da umidade, 
ela muda de cor, adquirindo a tonalidade rosa, que pode ser recuperada após 
ser aquecida em estufas. A sujeira fica retida em um recipiente com óleo, 
localizado na parte inferior do tubo. 
 
 
Figura 13 Secador de ar (tubo de sílica-gel) 
 
5.2.9. Termômetro 
 
O transformador normalmente tende a sofrer aquecimento durante seu 
funcionamento, e esta temperatura necessita monitoramento e controle para 
que não provoque um desgaste maior nas partes internas do mesmo. Como o 
óleo tem a função de retirar a temperatura no interior do transformador, este 
controle é feito através de um termômetro de óleo. Consiste basicamente em 
um bulbo de mercúrio, que ao sofrer aquecimento se expande através de um 
tubo capilar pressionando os ponteiros que registram a temperatura. 
Normalmente, possui um ponteiro para registrar a temperatura e outros com 
contatos que servem para sinalização de alarme e acionamentodos 
ventiladores (caso o transformador tenha refrigeração forçada). 
 
 
Figura 14 Indicador de Temperatura do Óleo 
 
5.2.10. Imagem Térmica (Termômetro do Enrolamento) 
 
É uma proteção contra alta temperatura nos enrolamentos do transformador, 
pois é nele que o processo de transformação da tensão acontece, e por 
consequencialá fica o ponto mais quente e o que mais rápido aquece 
(temperatura esta que é relacionada à carga do transformador). Desta forma é 
de extrema importância o controle desta temperatura, uma vez que quando ela 
atinge valores elevados ocorre o desgastedo material isolante. O termômetro 
do enrolamento, da mesma forma que o bulbo e o tubo capilar, são idênticos ao 
termômetro de óleo. A diferença fundamental é baseada no processo de 
medição desta temperatura, que ocorre de forma indireta em função do alto 
custo para uma leitura direta, através da instalação de um transformador de 
corrente (TC), ligado em série com o enrolamento principal do transformador, e 
seus terminais secundários estão ligados, também em série, com uma 
resistência, queé instalada dentro de uma cuba com óleo. Com o aumento da 
carga no transformadora corrente elétrica que circula no enrolamento, tende a 
aumentar, aumentando também a corrente no TC, que por sua, vez aquece a 
resistência e o óleo da cuba, dilatando o mercúrio do tubo capilar, provocando 
o deslocamento do ponteiro no termômetro, quando a temperatura atinge 
valores elevados é acionado um contato que emite alarmes, e caso a 
temperatura persista em aumentar, o transformador é desligado através de 
outro contato que aciona o sistema de proteção desligando o disjuntor. 
 
 
Figura 15 Termômetro de Imagem térmica 
 
5.2.11. Tubo de Explosão (Válvula de Alívio) 
 
O tubo de explosão tem como finalidade proteger o transformador contra 
pressões excessivas que possam ocorrer no seu interior, devido à formação de 
um arco elétrico ou queima de isolante. O tipo mais simples e mais utilizado 
consiste de um tubo curvado, montado na tampa superior do transformador que 
ao sofrer a pressão interna, rompe uma membrana de vidro vindo a 
despressurizar o tanque. Atualmente nos transformadores de alta tensão estes 
tubos estão sendo substituídos por válvulas de segurança (válvula de alivio). 
 
 
Figura 16 Válvula de alívio 
 
5.2.12. Relé de Gás (Buchholz) 
 
Tem a finalidade de proteger transformadores imersos em óleo com balonete, 
contra defeitos internos, que cause um movimento brusco do óleo ou curto-
circuito, pois no momento do curto-circuito ocorreuma queima do material 
isolante dentro do transformador que gera bolhas de gases (algumas vezes 
inflamável). 
Localizado entre o tanque e o balonete, ele possui duas bóias (balancim), uma 
com a funçãode registrar um baixo e passageiro fluxo de gases ou ar, que 
aciona um alarme sonoro ou luminoso, e a outra bóia, que quando acionada 
pelo alto e constante fluxo de gases ou ar, desliga o transformador, isolando e 
evitando sua queima. 
 
 
Figura 17 Relé de Gás (Buchholz) 
 
5.2.13. Buchas (Isoladores) 
 
Sua função básica é proporcionar um isolamento elétrico entre o condutor 
energizado e a carcaça do equipamento. Os materiais mais empregados na 
sua construção são a porcelana e o vidro, podem ser rígidos ou de suspensão 
e possuir as formas de pino, pedestal, suporte ou passagem. 
 
 
Figura 18 Isoladores e Buchas 
 
5.2.14. Sistema de Refrigeração 
 
Serve para evitar que a temperatura atinja valores elevados, que podem ser 
perigosos aos isolamentos. Utilizam-se nos transformadores sistemas de 
refrigeração em que os processos de resfriamento podem ser: refrigeração 
natural (ONAN), ventilação forçada (ONAF), circulação forçada do óleo (OFAF) 
e refrigeração à água (OFWF). 
Nos transformadores de média tensão, os sistemas, mais usados são: o de 
refrigeração natural (ONAN), em que é feita a circulação natural do óleo, que 
retira o calor do conjunto núcleo-bobina transferindo-o ao meio ambiente, onde 
o transformador é classificado como transformador a banho de óleo, ou auto-
refrigeração; eo outro sistema é a ventilação forçada (ONAF), onde nestes 
casos existem ventiladores fixos nos radiadores com a finalidade de aumentar 
a circulação do ar, aumentando a transferência do calor do óleo para o exterior 
do tanque, onde o transformador é classificado como transformador a banho de 
óleo com resfriamento por ventilação. 
 
5.3. FUNÇÕES DOS ÓLEOS ISOLANTES 
 
O isolamento elétrico entre as espiras das bobinas de enrolamento é feito por 
meio de papel ou outro isolante sólido (como os vernizes), colocado sobre a 
superfície do condutor. No momento de passagem de correnteelétrica nos 
condutores das bobinas de enrolamento ocorre um aquecimento, onde o calor 
gerado irá causar a degradação térmica do material isolante. 
Desta forma, é possível observar que a principal função dos isolantes fluidos é 
a refrigeração das espiras das bobinas de enrolamento, e, além disso, que 
quanto melhores forem as características isolantes do fluido utilizado mais 
econômico será o projeto do sistema de refrigeração em função da redução da 
quantidade do isolante sólido e diminuição das distâncias entre espiras, entre 
bobinas e núcleo e entre estes e as partes aterradas. Portanto, vemos que os 
líquidos isolantes devem cumprir duas funções principais no transformador, que 
são a de refrigeração e a de isolamento elétrico 
 
5.3.1. Características e Estrutura 
 
Os óleos para transformadores devem possuir: 
 
 Boa Condutibilidade Térmica: onde o material a ser empregado deve 
atender a duas exigências opostas, isto é, servir como isolante elétrico 
e também como isolante térmico. 
 
 Baixa Viscosidade: de forma a compensar a deficiência natural de 
isolar elétrica e termicamente, conforme mostrado acima é necessário 
que o líquido possua uma viscosidade tal que permita a sua rápida 
circulação entre as fontes de calor e o meio externo. 
 
 Boa Estabilidade Térmica: sabendo que uma das principais funções 
dos óleos isolantes é a refrigeração das bobinas, é fácil deduzir que 
estes materiais não devem sofrer a ação da temperatura. 
 
 Baixa Reatividade Química: durante a operação dos transformadores 
os isolantes líquidos, por circularem em todo o sistema, estarão em 
contato com todos os demais materiais presentes nos equipamentos, 
desta forma, o liquido isolante necessita possuir baixa reatividade 
química para não causar um sofrer ataque químico nos equipamentos. 
 
Em resumo, os óleos isolantes apresentar as seguintes características 
fundamentais: 
 
- Boa Condutibilidade Térmica; 
- Boas Características de Isolamento Elétrico; 
- Baixa Viscosidade; 
- Boa Estabilidade Térmica; 
- Baixa Reatividade Química; 
- Resistência ao fogo. 
 
Em locais onde a instalação do transformador sofrer o risco de incêndios e 
explosões, o óleo isolante deve possuir uma característica especial: a 
propriedade de resistência ao fogo. 
6. MANUTENÇÃO 
 
6.1. PERIODICAMENTE 
 
6.1.1. Exame de carga 
 
Verificar que a corrente nas horas de carga máxima não exceda seu valor 
nominal, para evitar que o transformador ultrapasse a elevação da temperatura 
especificada pelas normas. 
 
6.2. SEMESTRALMENTE 
 
6.2.1. Verificação do nível do líquido isolante 
 
Verificar a altura correta do nível do líquido isolante no seu respectivo 
indicador. Nostransformadores desprovidos de indicador externo, a indicação é 
marcada no interior dotanque, no lado dos isoladores de baixa tensão. 
Examina-se através da tampa auxiliar. A marca existente refere-se ao nível do 
líquido isolante a 25ºC. 
 
6.2.2. Análise do líquido isolante. 
 
A retirada de amostra deverá ser executada somente em dias de pouco vento e 
baixaumidade. 
Na parte inferior do tanque existe uma válvula (registro) para colher a amostra, 
emtransformadores sem esta válvula a amostra poderá ser retirada pela tampa 
de inspeção. 
 
6.2.3. Características do óleo isolante. 
 
Para início de controle (óleos novos em equipamentos novos) 
 
• Rigidez Dielétrica (NBR-6869): ≥ 30kV; 
• Aparência: claro e isento de materiais em suspensão; 
• Teor de água(NBR 5755): ≤ 25 ppm. 
 
Em uso (para continuar em operação) 
 
• Rigidez Dielétrica (NBR-6869):≥ 25kV; 
• Aparência: claro, isento de materiais em suspensão; 
• Teor de água (NBR 5755): ≤ 40 ppm. 
 
6.2.4. Exame de isoladores 
 
Verificar que os mesmos estejam intactos, que não existam fissuras, lascas, ou 
outrasavarias, causadas eventualmente durante o transporte. Remover as 
impurezas da superfíciedos isoladores. 
 
6.2.5. Exame de estanqueidade 
 
Verificar em geral o aperto dos parafusos da tampa, da tampa auxiliar e das 
garras dosisoladores.Um eventual vazamento nas juntas pode ser eliminado 
por simples reaperto nos parafusos.Se persistir o vazamento, a respectiva junta 
deve ser trocada. O aperto dos parafusos deve ser igual e sem 
esforçodemasiado. 
 
6.2.6. Exame do termômetro 
 
Ao montar o termômetro, colocar na respectiva bolsa a quantidade de óleo 
necessária e evitarqualquer choque mecânico no bulbo. 
No caso de termômetro com contatos elétricos, deve ser verificado o 
funcionamento dosmesmos. 
Os ponteiros dos contatos devem ser regulados para as temperaturas 
desejadas para alarmeou desligamento. 
Manter o ponteiro de arrasto ( indicador de temperaturas máximas ) junto ao 
ponteiroindicador. 
 
6.2.7. Exame do respirador 
 
Retirar o secador de ar e abrir o registro (quando existir) entre o conservador 
de óleo e osecador de ar para drenagem do óleo da tubulação. Reinstalar 
novamente o secadorno lugar e colocar óleo no recipiente inferior do secador 
de ar até completar o nível, e verificar a alteração da cor original da sílica gel 
 
6.2.8. Análise do gás 
 
Após a operação do relê de gás é aconselhável analisar por meio de um 
aparelho de teste o gás formado. 
A presença de gás combustível indica a possibilidade de defeito elétrico. 
Nestes casos rogamos comunicar o defeito. 
No caso de presença de gás incombustível deve-se verificar o nível de óleo do 
conservador e a possibilidade de vazamento no transformador. 
Após Ter-se tomado as respectivas providências e antes de ligar novamente o 
transformador,deve-se retirar o ar pelo parafuso de drenagem superior. 
 
6.2.9. Ligações à terra 
 
Certificar-se que esta ligação sempre esteja perfeita. 
 
6.2.10. Proteção contra sobretensões e sobrecarga 
 
Verificar o bom funcionamento dessas proteções, cuja instalação é 
recomendada. 
 
 
7. CONCLUSÃO 
 
Dependendo da necessidade, podemos observar que existem restrições, quando 
da escolha do tipo e potência de transformadores, relativas à custos e segurança. 
Portanto, é de fundamental importância a análise dos seguintes fatores 
relacionados às cargas que serão atendidas: 
 Demanda; Curva de carga; Fator de utilização; Fator de demanda; Fator de 
diversidade; Fator de carga; Potência nominal e fator de potência; Conservação e 
uso racional da energia elétrica; Escolha dos níveis de tensão; Lay-out da planta 
(indústrias). 
Destra forma é indispensável a avaliação destes fatores para que exista um projeto 
eficiente, de menor custo, seguro e que atenda as necessidades do usuário, bem 
como a legislação e normas vigentes. 
Relações 
Aplicações: Aumentar e diminuir o valor de tensões e corrente , casamento de 
impedância , Isolar circuitos 
8. BIBLIOGRAFIA 
 
- OLIVEIRA, José Carlos de; COGO, João Roberto; ABREU, José Policarpo G. de 
Transformadores: Teoria e Ensaios - 1ª Edição. São Paulo: Ed. Blucher, 1984; 
 
- KOSOW, Irving Máquinas Elétricas e Transformadores. São Paulo: Ed. Globo, 
1985; 
 
- GUSSOW, MILTON, Eletricidade Básica, 1ª edição, São Paulo, Editora Mc 
Graw-Hill, 1985; 
 
- COTRIM, ADEMARO A. M. B., Instalações Elétricas, 4ª edição, São Paulo, 
Editora Pearson Prentice Hall, 2006; 
 
- http://catalogo.weg.com.br; 
 
- http://www.bdtd.ufu.br; 
 
- http://www.eletrica.ufpr.br; 
 
- http://www.aneel.gov.br; 
 
- http://www.contrafo.com.br.