Apostila_Maquinas_Eletricas_II_(4)

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Máquinas Elétricas II 
Wagner Fernandes Zeferino 
Eletrotécnica 
6 
 
7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Wagner Fernandes Zeferino 
Máquinas Elétricas II 
 
Criciúma 
Eletrotécnica 
8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SATC — Associação Beneficente da 
Indústria Carbonífera de Santa Catarina 
Presidente de Honra 
Ruy Hülse 
Diretor Executivo 
Fernando Luiz Zancan 
Diretor Administrativo Financeiro 
Marcio Zanuz 
Diretor 
Carlos Antônio Ferreira 
Coordenação Geral da Faculdade 
Jovani Castelan 
Coordenação do Colégio SATC 
Izes Ester Machado Belolli 
 
 
 
Coordenação do Centro Tecnológico 
SATC 
Luciano Dagostin Biléssimo 
Secretária Acadêmica 
Hilda Maria Furlan Ghisi Cruz 
Pesquisadora Institucional 
Kelli Savi da Silva 
Coordenador EaD 
Jaqueline Marcos Garcia de Godoi 
Coordenador do Curso 
Gilberto Fernandes da Silva 
 
Produção do Material Didático 
Equipe EaD. 
 
 
9 
 
SUMÁRIO 
 
APRESENTAÇÃO.............................................................................................. .......05 
 
UNIDADE 1: TRANSFORMADORES E SUAS APLICAÇÕES ......................... .......07 
TÓPICO 1: TIPOS DE TRANSFORMADORES ................................................. .......08 
TÓPICO 2: DIVISÕES QUANTO A FINALIDADE ............................................. .......11 
TÓPICO 3: DIVISÕES QUANTO AOS TIPOS CONSTRUTIVOS ...................... .......15 
TÓPICO 4: MODELOS MAIS COMUNS DE MERCADO ................................... .......20 
EXERCÍCIOS ............................................................................................................ 25 
CHECK LIST ............................................................................................................. 26 
 
UNIDADE 2: PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO .................................................... 27 
TÓPICO 1: INDUÇÃO MÚTUA ................................................................................. 28 
TÓPICO 2: BOBINA PRIMÁRIA ............................................................................... 30 
TÓPICO 3: BOBINA SECUNDÁRIA ........................................................................ 31 
TÓPICO 4: TRANSFORMADORES IDEAIS ............................................................. 31 
TÓPICO 5: RAZÃO DE TENSÃO E RAZÃO DE ESPIRAS ............................... .......32 
TÓPICO 6: RAZÃO DE CORRENTE ................................................................. .......33 
TÓPICO 7: AUTOTRANSFORMADOR ......................................................................34 
EXERCÍCIOS. ........................................................................................................... 36 
CHECK LIST ............................................................................................................. 37 
 
UNIDADE 3: LIGAÇÕES E DERIVAÇÕES .............................................................. 38 
TÓPICO 1: LIGAÇÃO SÉRIE .................................................................................... 39 
TÓPICO 2: LIGAÇÃO PARALELO ........................................................................... 39 
TÓPICO 3: LIGAÇÃO TRIÂNGULO ......................................................................... 40 
TÓPICO 4: LIGAÇÃO ESTRELA .............................................................................. 42 
TÓPICO 5: LIGAÇÃO ZIG-ZAG ................................................................................ 43 
TOPICO 6: DERIVAÇÕES OU COMUTADORES.....................................................44 
TÓPICO 7: DESLOCAMENTO ANGULAR ........................................................ .......50 
EXERCÍCIOS ............................................................................................................ 53 
CHECK LIST ............................................................................................................. 54 
 
10 
 
UNIDADE 4: CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS, PERDAS E EFICIÊNCIA ... 55 
TÓPICO 1: PERDAS NO COBRE ............................................................................ 56 
TÓPICO 2: PERDAS NO NÚCLEO .......................................................................... 57 
TÓPICO 3: RENDIMENTO ................................................................................ .......57 
TÓPICO 4: PARTES PRINCIPAIS .................................................................... .......59 
TÓPICO 5: BUCHAS ......................................................................................... .......63 
TÓPICO 6: RADIADORES ................................................................................ .......67 
TÓPICO 7: PLACA DE CARACTERÍSTICAS ................................................... .......68 
TÓPICO 8: COMPONENTES DE PROTEÇÃO ................................................. .......72 
EXERCÍCIOS ............................................................................................................ 83 
CHECK LIST ............................................................................................................ 84 
 
GABARITO COMENTADO ...................................................................................... 85 
 
REFERÊNCIAS ........................................................................................................ 89 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
APRESENTAÇÃO 
 
Bem-vindo (a) ao componente curricular Máquinas Elétricas II do curso 
Técnico de Eletrotécnica, na modalidade a distância, da SATC. Este material foi 
desenvolvido para ensinar você a conhecer o transformador de energia, entender o seu 
funcionamento e liga-lo de forma correta. 
Na Unidade 1 estudaremos alguns conceitos básicos sobre o nosso 
componente curricular. Nela identificaremos os locais que os transformadores estão 
instalados e a interferência que cada modelo pode gerar em nosso dia a dia. Na 
Unidade 2 veremos como é o princípio de funcionamento dos transformadores. Na 
Unidade 3 além de definições importantes, apresentaremos a parte de normatização. 
Aprenderemos alguns valores nominais, tais como: potências comerciais, razões de 
tensão e corrente, ensaios nos enrolamentos e suas principais derivações. E, por fim, 
na Unidade 4 trabalharemos as principais características de instalação e de construção 
dessas máquinas. 
A carga horária dessa disciplina é de 70 horas/aula, mas você poderá 
organizar seus momentos de estudos com autonomia, conforme os horários de sua 
preferência. No entanto, não esqueça que há um prazo limite para a conclusão desse 
processo. Então fique atento as datas para realizar as avaliações presenciais, as on-
line, publicadas pelos professores no Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA), e 
possíveis trabalhos solicitados pelo educador. 
Para o estudo dessa apostila você terá auxílio de alguns recursos 
pedagógicos que facilitarão o seu processo de aprendizagem. Perceba que a margem 
externa das páginas dos conteúdos são maiores. Elas servem tanto para você fazer 
anotações durante os seus estudos quanto para o professor incluir informações 
adicionais importantes. Esse material também dispõe de vários ícones de 
aprendizagem, os quais destacarão informações relevantes sobre os assuntos que 
você está estudando. Vejamos quais são eles e os seus respectivos significados: 
 
 
 
 
 
6 
 
ÍCONES DE APRENDIZAGEM 
 
Indica a proposta de 
aprendizagem para cada 
unidade da apostila. 
 
Mostra quais conteúdos 
serão estudados em cada 
unidade da apostila. 
 
Apresenta exercícios 
sobre cada unidade. 
 
Apresenta os conteúdos 
mais relevantes que você 
deve ter aprendido em cada 
unidade. Se houver alguma 
dúvida sobre algum deles, 
você deve estudar mais 
antes de entrar nas outras 
unidades. 
 
Apresenta a fonte de 
pesquisa das figuras e 
as citaçõespresentes na 
apostila. 
 
Traz perguntas que auxiliam 
você na reflexão sobre os 
conteúdos e no 
sequenciamento dos 
mesmos. 
 
Apresenta curiosidades 
e informações 
complementares sobre 
um conteúdo. 
 
Traz endereços da internet 
ou indicações de livros que 
possam complementar o 
seu estudo sobre os 
conteúdos. 
 
Lembre-se também de diariamente verificar se há publicações de aulas no 
Portal. Pois é por meio delas que os professores passarão a você todas as orientações 
sobre o componente. 
Ainda é bom lembrar que além do auxílio do professor, você também poderá 
contar com o acompanhamento de nosso sistema de Tutoria. Você poderá entrar em 
contato sempre que sentir necessidade, seja pelo email tutoria.ead@satc.edu.br ou 
pelo telefone (48) 3431 – 7590/ 3431 - 7596. 
Desejamos um bom desempenho nesse seu novo desafio. E não esqueça: 
estudar a distância exige bastante organização, empenho e disciplina. 
Bom estudo! 
7 
 
UNIDADE 1 
TRANSFORMADORES E SUAS APLICAÇÕES 
 
Objetivos de Aprendizagem 
 
Ao final desta unidade você deverá: 
 
 aprender a finalidade dos transformadores; 
 identificar as divisões dos transformadores quanto a 
finalidade; 
 identificar os tipos mais comuns de mercado. 
 
 
Plano de Estudos 
 
Esta unidade está dividida em quatro tópicos, 
organizados de modo a facilitar sua compreensão dos conteúdos. 
 
TÓPICO 1: TIPOS DE TRANSFORMADORES 
TÓPICO 2: DIVISÕES QUANTO A FINALIDADE 
TOPICO 3: DIVISÕES QUANTO AOS TIPOS CONSTRUTIVOS 
TÓPICO 4: MODELOS MAIS COMUNS DE MERCADO 
 
 
 
 
 
 
8 
 
TÓPICO 1 
TIPOS DE TRANSFORMADORES 
 
A energia elétrica, até chegar ao ponto de consumo, 
passa pelas seguintes etapas: 
 
a) geração: a força hidráulica dos rios ou a força do 
vapor superaquecido é convertida em energia nos 
chamados geradores; 
b) transmissão: os pontos de geração normalmente 
encontram-se longe dos centros de consumo; torna-
se necessário elevar a tensão no ponto de geração, 
para que os condutores possam ser de seção 
reduzida por fatores econômicos e mecânicos e 
diminuir a tensão próxima ao centro de consumo, 
por motivos de segurança; o transporte de energia é 
feito em linhas de transmissão, as quais atingem até 
centenas de milhares de volts e que percorrem 
milhares de quilômetros; 
c) distribuição: este procedimento está apresentado 
esquematicamente nas figuras a seguir, em um 
sistema de potência, incluindo geração, transmissão 
e distribuição de energia elétrica: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
 
 
 
 
Acima, a tensão é diminuída próximo ao ponto de 
consumo, por motivos de segurança; porém, o nível de tensão 
As 
figuras desta página 
foram retiradas do 
catálogo da WEG de 
transformadores. 
10 
 
desta primeira transformação não é, ainda, o de utilização, uma 
vez que é mais econômico distribuí-la em média tensão. Então, 
junto ao ponto de consumo é realizada uma segunda 
transformação, a um nível compatível com o sistema final de 
consumo (baixa tensão). 
Sendo um equipamento que transfere energia de um 
circuito elétrico a outro, o transformador toma parte nos sistemas 
de potência para ajustar a tensão de saída de um estágio do 
sistema a tensão da entrada do seguinte. O transformador, nos 
sistemas elétricos e eletromecânicos, poderá assumir outras 
funções, tais como isolar eletricamente os circuitos entre si, 
ajustar a impedância do estágio seguinte a do anterior ou, 
simplesmente, todas essas finalidades citadas. 
A transformação da tensão (e da corrente) é obtida 
graças a um fenômeno chamado "indução eletromagnética", o 
qual será detalhado mais adiante. Observe na figura a seguir o 
processo de indução eletromagnética: 
 
 
 
Esta 
figura foi retirada 
do site: 
www.ibytes.com.br 
 
11 
 
TÓPICO 2 
DIVISÕES QUANTO A FINALIDADE 
 
 Transformadores de Corrente (TC); 
 Transformadores de Potencial (TP); 
 Transformadores de distribuição; 
 Transformadores de força. 
 
Transformadores de Corrente (TC) 
 
Estes transformadores possuem as seguintes 
características: 
 
 são conectados em série com a carga; 
 a corrente no primário é a mesma da carga; 
 com corrente nominal no primário a corrente no 
secundário é de 5 A; 
 a corrente no primário pode variar de: 5 A a 8000 A; 
 o enrolamento primário possui poucas espiras de 
fio GROSSO (pequena resistência). 
 
Veja a seguir o esquema de um transformador de 
corrente: 
Este topico 
foi escrito com base no 
livro de João Belmiro 
Freitas, máquinas 
elétricas, editora mcgraw 
–hill do brasil. 
12 
 
 
 
 
 
 
 
 
Transformadores de Potencial (TP) 
 
Estes transformadores possuem as seguintes 
características: 
 
 é um transformador comum; 
 é conectado em paralelo com a carga; 
 a tensão no primário é a mesma da carga; 
 com tensão nominal no primário a tensão no 
secundário é de 115 V; 
Esta figura 
foi retirada do site: 
https://sites.google.com
/site/punarobley/medid
or-de-energia-eletrica 
 
Importante: 
Não se deve deixar o secundário de um TC em 
ABERTO, pois o aumento excessivo do FLUXO 
leva a SATURAÇÃO do núcleo. Isto provoca 
excessivas perdas térmicas no ferro, resultando 
na queima do isolamento. 
 
 
13 
 
 a tensão no primário pode variar de 115 V a 460 kV; 
 o enrolamento primário possui muitas espiras de fio 
fino (grande resistência). 
 
 
 
 
 
 
 
Transformadores de Distribuição 
 
Os transformadores de distribuição são máquinas 
normalmente utilizadas em redes de média e baixa tensão, ou 
seja, em circuitos de consumidores finais de energia elétrica. 
São transformadores comuns, quanto à finalidade e 
princípio de funcionamento, e que normalmente estão presos aos 
postes de energia e próximos das unidades consumidoras, como 
casas e condomínios residenciais. São responsáveis em alimentar 
as residências com tensão de consumo final, 127 volts, 220 volts 
ou 380 volts, isso irá variar conforme a necessidade da rede e da 
Esta 
figura foi retirada 
do site: 
https://sites.goo
gle.com/site/pun
arobley/medidor-
de-energia-
eletrica 
 
Importante: 
A principal função dos TCs e TPs é a de 
isolarem os circuitos de potencia dos circuitos 
de medição das redes de transmissão e 
distribuição de energia. 
 
 
14 
 
ligação do transformador, fato esse que será mais bem estudado 
em um momento posterior do nosso componente curricular. 
Veja abaixo a foto de um transformador de distribuição 
com valores nominais de15 a 500 kVA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Transformadores de Força 
 
Os transformadores de força são máquinas 
normalmente utilizadas em redes de alta tensão e potência, ou 
seja, em subestações e redes de potência. 
São transformadores mais completos em relação aos 
de distribuição, pois possuem dispositivos de proteção e 
funcionamento que não existem nos transformadores comuns. 
Quanto à finalidade de transformação e princípio de 
funcionamento, eles são muito parecidos com os transformadores 
de distribuição. Eles são responsáveis em alimentar os circuitos 
de força de subestações de regiões residenciais e empresas e 
Esta figura 
foi retirada do site: 
http://www.solucoesindus
triais.com.br/empresa/ele
tricidade-e-
eletronica/magnetix-
brasil/produtos/eletroeletr
onica/transformadores-
de-energia 
 
Importante: 
Os transformadores de distribuição utilizados em 
postes de redes públicas não devem ultrapassar a 
potência máxima especificada junto a empresa que 
é responsável pela rede elétrica, pois o mesmo pode 
ser muito grande e pesado, excedendo a norma da 
empresa. 
 
 
15 
 
possuem tensão de consumo final que pode variar conforme a 
região e a necessidade da instalação. 
Abaixo você pode observar a foto de um transformador 
de força: 
 
 
 
Divisões quanto aos Enrolamentos 
 
a) Transformadores de dois ou mais enrolamentos; 
b) Autotransformadores. 
 
TÓPICO3 
DIVISÕES QUANTO AOS TIPOS CONSTRUTIVOS 
 
a) quanto ao material do núcleo: 
 com núcleo ferromagnético; 
 com núcleo de ar. 
 
Esta figura 
foi retirada do arquivo 
pessoal do autor. 
 
16 
 
Veja a tabela abaixo: 
 
Ferromagnético Ar 
Baixo custo; 
Alta permeabilidade magnética (µ) 
(pequena ); 
Alta resistividade elétrica (evita 
); 
Curva e histerese estreita (baixa 
perda por histerese); 
Lâminas de Aço-Silício para 
transformadores maiores e de 
baixa frequência; 
Lâminas de ferrite para pequenos 
trafos de alta frequência e pequena 
potência. 
Vantagens: 
 característica linear; 
 sem perdas magnéticas. 
 
Desvantagens: 
 grande relutância → força 
eletromotriz maior, ou seja, 
 maior ou N maior ou 
ALTA FREQUÊNCIA. 
 
b) quanto à forma do núcleo: 
 shell; 
 core: 
 core envolvido core: cinco colunas envolventes; 
 enrolado: é o mais utilizado no mundo na 
fabricação de transformadores de pequeno 
porte (distribuição), alguns fabricantes chegam 
a fazer transformadores até de meia-força 
(10MVA): 
 empilhado: 
o envolvido; 
o envolvente. 
 
17 
 
Veja na figura abaixo um enrolamento empilhado: 
 
 
 
Monofásico tipo envolvido (core - type): 
 
 enrolamento em seções; 
 bobinas concêntricas; 
 usado em distribuição até 69 KV. 
 
Veja na figura abaixo um enrolamento envolvido: 
 
 
 
Monofásico yipo envolvente (shell-type): 
 
 menor fluxo de dispersão; 
 maior quantidade de ferro; 
 usado em tensões superiores a 69 KV. 
 
c) quanto ao número de fases: 
 monofásico; 
 polifásico (principalmente o trifásico). 
 
As figuras 
desta página até o final 
do Tópico 4 foram 
retiradas do Catálogo 
Weg Transformadores. 
 
18 
 
Observe a seguir o esquema de um transformador 
monofásico: 
 
 
 
Na sequência, você pode observar o esquema de 
geração da tensão alternada: 
 
 
 
Abaixo temos o esquema de um transformador 
trifásico: 
 
 
 
E, a seguir, o esquema de geração de tensão alternada 
trifásica: 
 
19 
 
 
 
d) quanto à maneira de dissipação de calor: 
 parte ativa imersa em líquido isolante 
(transformador imerso); 
 parte ativa envolta pelo ar ambiente 
(transformador a seco). 
 
e) quanto à disposição relativa dos enrolamentos: 
 
 
 
 enrolamentos superpostos: 
 
 
 
 
20 
 
TÓPICO 4 
MODELOS MAIS COMUNS DO MERCADO 
 
Transformador de potência utilizado em subestações 
de energia particulares ou em subestações de cooperativa ou 
concessionária de energia elétrica. Sua potência não ultrapassa 
os 100 MVA. 
A figura a seguir mostra um transformador de força 
5000 a 100.000 KVA: 
 
 
 
Transformador de distribuição normalmente encontrado 
em sistemas de distribuição de energia em média ou baixa 
tensão, são transformadores simples e que não possuem as 
características técnicas referentes a segurança apresentada pelos 
transformadores de potência. 
Abaixo você pode observar um transformador de 
distribuição15 a 500 KVA: 
A figura ao 
lado foi retirada do site: 
http://www.baldintransfo
rmadores.com.br/?pg=p
rodutos&acao=ok&pg2=
produto 
 
 
21 
 
 
 
 
Os transformadores a seco são máquinas normalmente 
utilizadas em subestações abrigadas, pois estão abertas, ou seja, 
não possuem carcaça, e toda a refrigeração delas depende do 
meio ambiente onde ela está instalada. Eles são de construção 
simples e utilizados em baixa tensão, normalmente tensão de 
distribuição de energia. 
Na sequência, você pode observar um transformador a 
seco 300 a 3000 KVA: 
 
 
 
Os Transformadores de Potência (TP) são máquinas 
utilizadas para viabilizar a leitura de tensão em alta tensão. O TP 
fornece uma leitura proporcional ao valor da tensão que está 
sendo medida e a envia até um instrumento, um voltímetro por 
exemplo. Suas principais características são: 
 
 separar os instrumentos de: 
As figuras 
desta página foram 
retiradas do Catálogo 
Weg de 
Transformadores. 
 
 
22 
 
 controle; 
 medição; 
 proteção do circuito de AT. 
 ter no secundário: 
 TP – tensões proporcionais às tensões no 
primário. 
 
Destaca-se: 
 
 é um transformador comum; 
 é conectado em paralelo com a carga; 
 a tensão no primário é a mesma da carga; 
 com tensão nominal no primário a tensão no 
secundário é de 115 V; 
 a tensão no primário pode variar de 115 V a 460 kV; 
 o enrolamento primário possui muitas espiras de fio 
fino (grande resistência). 
 
A figura a seguir mostra um TP (medição): 
 
 
 
Os transformadores de corrente têm a mesma função 
dos transformadores de potência, mas a principal característica é 
a de transformar corrente para proporcionar a medição e o 
controle. 
Destaca-se: 
 
A figura ao 
lado foi retirada do 
Catálogo Weg de 
Transformadores. 
 
 
23 
 
 é conectado em série com a carga; 
 a corrente no primário é a mesma da carga; 
 com corrente nominal no primário a corrente no 
secundário é de 5 A; 
 a corrente no primário pode variar de 5 A a 8000 A; 
 o enrolamento primário possui poucas espiras de 
fio grosso (pequena resistência). 
 
Para medição o núcleo é mais fino que os de proteção 
(satura mais rápido e assim protege os equipamentos). 
 
 
 
 
 
A seguir você pode observar um TC (medição): 
 
 
 
Para obter a leitura de potência, podemos ligar o TC e 
o TP juntos, conforme desenho abaixo: 
 
 
 
Importante: 
Não se deve deixar o secundário de um TC em 
ABERTO, pois o aumento excessivo do FLUXO 
leva a SATURAÇÃO do núcleo. Isto provoca 
excessivas perdas térmicas no ferro, resultando 
na queima do isolamento. 
 
 
A figura ao 
lado foi retirada do 
Catálogo Weg de 
Transformadores. 
 
 
24 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A figura ao 
lado foi retirada do site: 
http://blog.larios.tecnologi
a.ws/iBlog/archives/6940/ 
 
 
 
25 
 
EXERCÍCIOS 
 
1. Um transformador pode assumir diversos papeis de 
transformação ao longo de uma linha de transmissão, distribuição 
e até no cotidiano dos nossos dias. Descreva quais os caminhos 
da eletricidade, evidenciando os transformadores nesse trajeto, 
que se inicia na geração e vai até os pontos de consumo? 
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________ 
 
2. Quais os tipos de enrolamentos descritos na apostila de 
Máquinas Elétricas II? 
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________ 
 
3. Qual o modelo de transformador comercial mais indicado para 
um trabalho de transmissão de energia e o modelo ideal para um 
trabalho de distribuição, levando em consideração o seu uso. 
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________ 
26 
 
 CHECK LIST 
 
Nesta unidade você pôde aprender: 
 
 o local que está instalado cada transformador 
segundo o seu modelo de fabricação; 
 para cada trabalho a ser realizado por uma máquina 
existe um modelo especial e de construção dedicada 
ao mesmo; 
 saber o que é um transformador e quais as suas 
finalidades e os principais modelos comerciais. 
 
27 
 
UNIDADE 2 
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 
 
Objetivos de Aprendizagem 
 
Ao final desta unidade você deverá: 
 
 explicar o funcionamento de um transformador; 
 explicar as razões de tensão e corrente; definir os transformadores ideais. 
 
 
Plano de Estudos 
 
Esta unidade está dividida em sete tópicos, 
organizados de modo a facilitar sua compreensão dos conteúdos. 
 
TÓPICO 1: INDUÇÃO MÚTUA 
TÓPICO 2: BOBINA PRIMÁRIA 
TÓPICO 3: BOBINA SECUNDÁRIA 
TÓPICO 4: TRANSFORMADORES IDEAIS 
TÓPICO 5: RAZÃO DE TENSÃO E RAZÃO DE ESPIRAS 
TÓPICO 6: RAZÃO DE CORRENTE 
TÓPICO 7: AUTOTRANSFORMADOR 
 
 
 
 
 
28 
 
TÓPICO 1 
INDUÇÃO MÚTUA 
 
O fenômeno da transformação é baseado no efeito da 
indução mútua. Veja a figura abaixo, na qual temos um núcleo 
constituído de lâminas de aço prensadas e onde foram 
construídos dois enrolamentos: 
 
 
 
Onde: 
 
Vp = tensão aplicada na entrada (primária); 
Np = número de espiras do primário; 
Ns = número de espiras do secundário; 
Vs = tensão de saída (secundário). 
 
A figura ao 
lado foi retirada do site: 
https://pt.wikipedia.org/wi
ki/Transformador 
 
 
29 
 
Sendo que: 
 
 primário é o lado que recebe energia; 
 secundário é o lado que alimenta a carga; 
 Se Vp for maior que Vs, o transformador é 
abaixador; 
 Se Vp for menor que Vs, o transformador é elevador; 
 Se Vp for igual a Vs, o transformador e isolador de 
tensão. 
 
Se aplicarmos uma tensão V1 alternada ao primário, 
circulará por este enrolamento uma corrente I1 alternada que, por 
sua vez, dará condições ao surgimento de um fluxo magnético 
também alternado. 
A maior parte desse fluxo ficará confinado ao núcleo, 
uma vez que é este o caminho de menor relutância. Esse fluxo 
originará uma força eletromotriz (f.e.m.) El no primário e E2 no 
secundário, proporcionais ao número de espiras dos respectivos 
enrolamentos, segundo a relação do número de espiras. 
Podemos também provar que as correntes obedecem à 
seguinte relação: 
 
 
 
A corrente I1 esta localizada no lado primário do 
transformador, enquanto que I2 está caracterizando uma corrente 
Esta 
imagem foi retirada do 
site 
http://www.cepa.if.usp.b
r/energia/energia1999/
Grupo2B/Hidraulica/tran
sformador.htm 
30 
 
de saída do mesmo transformador. Podemos concluir que as 
correntes do primário e do secundário de um transformador de 
energia estão em uma razão inversa a razão da tensão deste 
transformador. 
Concluindo a figura acima podemos verificar que no primário o 
numero de espiras (voltas ao redor do núcleo) e muito maior que 
no secundário, então concluímos que este transformador é um 
abaixador de tensão, onde a tensão de entrada é maior que a 
tensão de saída. 
 
TÓPICO 2 
 BOBINA PRIMÁRIA 
 
A bobina primária de um transformador é formada por 
várias espiras de fio de cobre ou alumínio isoladas entre si, ou 
seja, existe o contato físico entre as espiras de uma mesma 
bobina, mas não existe o contato elétrico entre elas. 
A bobina primária deve ser preparada para receber a 
tensão de entrada do transformador, se o número de espiras do 
primário for maior que o número de espiras do secundário 
podemos concluir que esse transformador é abaixador de tensão. 
 
 
 
31 
 
TÓPICO 3 
 BOBINA SECUNDÁRIA 
 
A bobina do secundário de um transformador é 
projetada para alimentar uma carga em relação à tensão da 
mesma. Se a carga necessita de uma tensão de alimentação de 
380 V, por exemplo, o secundário desse transformador deve 
fornecer para essa carga a tensão de 380 V, então podemos 
concluir que o secundário alimenta uma carga que está conectada 
ao mesmo. 
Da mesma forma que o primário, o secundário é 
formado por várias espiras de fio magnético de cobre ou alumínio 
isoladas entre si, ou seja, existe o contato físico, mas não existe o 
contato elétrico entre elas. 
Podemos concluir também que se o número de espiras 
do secundário for menor que o numero de espiras do primário, o 
transformador é abaixador de tensão. 
 
 
 
TÓPICO 4 
TRANSFORMADORES IDEAIS 
 
Os transformadores ideais são assim denominados, 
pois não possuem perdas. Esse modelo de transformador não 
Este tópico 
foi escrito com base no 
livro Máquinas Elétricas 
Teoria e Ensaios de 
Geraldo Carvalho. 
32 
 
existe na prática e apenas devemos questionar sobre ele para 
que possamos entender as razões de transformação. 
Um transformador ideal possui 100% de eficiência, ou 
seja, a potência de entrada é igual a potência de saída, não 
levando em consideração as perdas no núcleo e no material 
dos enrolamentos. 
Nesse modelo de transformador, de uso exclusivo para 
estudo, o fator de potência das cargas também não deve ser 
levado em consideração. Então, podemos concluir que: 
 
 
 
Onde: 
 Ef – eficiência (%); 
 Ps – potência do secundário (W); 
 Pp – potência do primário (W). 
 
 
TÓPICO 5 
 RAZÃO DE TENSÃO E RAZÃO DE ESPIRAS 
 
A razão de tensão de um transformador é diretamente 
proporcional a razão de espiras do mesmo transformador, ou seja, 
se quisermos aumentar a tensão de um transformador devemos 
aumentar o número de espiras do enrolamento na mesma 
proporção. Então, quanto maior o número de espiras maior será a 
tensão na bobina e vice-versa, quanto maior a tensão maior será 
o numero de espiras. Veja: 
 
 
 
33 
 
Onde: 
Np – número de espiras do primário; 
Ns – número de espiras do secundário; 
Vp – tensão do primário (V); 
Vs – tensão do secundário (V). 
 
Quando a tensão do primário U1 é superior à do 
secundário U2, temos um transformador abaixador (step down). 
Caso contrário, teremos um transformador elevador de tensão 
(step up). 
Cabe ainda fazer notar que sendo o fluxo magnético 
proveniente de corrente alternada, este também será alternado, 
tornando-se um fenômeno reversível, ou seja, podemos aplicar 
uma tensão em qualquer dos enrolamentos que teremos a f.e.m. 
no outro. 
Baseando-se nesse princípio, qualquer dos 
enrolamentos poderá ser o primário ou o secundário. Chama-se 
de primário o enrolamento que recebe a energia e secundário o 
enrolamento que alimenta a carga. 
 
TÓPICO 6 
 RAZÃO DE CORRENTE 
 
A razão ou relação de corrente está inversamente 
proporcional a razão de tensão do transformador em questão, ou 
seja, quanto maior a tensão menor será a corrente na bobina do 
transformador. 
Como a razão de tensão é igual a razão de espiras, 
podemos concluir que a razão de corrente também é o inverso da 
razão de espiras, em outras palavras, quanto maior a razão de 
espiras menor será a corrente na bobina do transformador. Veja: 
 
Este tópico 
foi escrito com base no 
livro Máquinas Elétricas 
Teoria e Ensaios de 
Geraldo Carvalho. 
34 
 
 
 
Então : 
Is – corrente no secundário (A); 
 Ip – corrente no primário (A). 
 
TÓPICO 7 
AUTOTRANSFORMADOR 
 
É um transformador com um só enrolamento, com 
derivações, ou com vários enrolamentos sobre um mesmo 
núcleo ligados em série, observe na figura a seguir: 
 
 
 
Ele possui estrutura magnética semelhante aos 
transformadores normais, diferenciando-se apenas na parte 
elétrica, isto é, os enrolamentos do primário e secundário 
possuem certo número de espiras em comum. 
 
 É um transformador normalmente fabricado em altas 
potências. Em eletrônica, quando se deseja várias 
tensões; 
A figura ao lado 
foi retirada do site: 
http://www.byknirsch.com.br/
artigos-05-07-
trafomalnec.shtml 
 
 
35 
 
 Como regulador de tensão (autotrafo com várias 
derivações). 
 
A relação entre a tensão superior e a tensão inferior 
não deve ser superior a três. É reversível, pode ser abaixador ou 
elevador. Não possui comutador. Quando tiver várias tensões, é 
dotado de painel de religação ou as diversas saídas podem ser 
conectadas diretamente nas buchas. O autotransformador 
trifásico é realizado com agrupamento das fases em estrela. 
 
Vantagens: 
 
 deslocamento angular entre AT e BT é sempre nulo; 
 possibilidade de ligação do centro à terra, a fim de 
eliminar o perigo de sobretensões com respeito à 
terra linha BT; 
 simplicidade na construção dotransformador; 
 dimensões mais compactas. 
 
Desvantagem: 
 
 em caso de abertura do enrolamento na porção 
comum entre os circuitos de alta e baixa tensão, a 
tensão do lado do gerador automaticamente aparece 
no lado da carga; 
 necessidade de isolamento adicional; 
 ligação metálica direta entre os lados de alta e baixa 
tensão. 
 
 
 
 
 
36 
 
EXERCICIOS 
 
1. O princípio de funcionamento de um transformador está 
relacionado ao fenômeno da indução mútua. Explique com as 
suas palavras o que é indução mutua? 
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________ 
 
2. Quais os principais modelos de transformadores existentes no 
mercado, em relação as suas razões de transformação? 
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________ 
 
3. Por que um autotransformador não pode ser utilizado em uma 
rede de distribuição de energia elétrica? 
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________ 
37 
 
 CHECK LIST 
 
Nesta unidade você pôde aprender: 
 
 qual o princípio que faz com que um transformador 
possa variar a sua entrada em relação a sua saída; 
 um transformador ideal não possui perdas e a sua 
eficiência e de 100% e esse tipo de transformador é 
de exclusividade didática; 
 as razões de bobina, tensão e espiras estão 
relacionadas ao funcionamento do transformador; 
 o autotransformador possui trabalhos específicos e 
não pode ser utilizado em uma rede de transmissão 
e/ou distribuição de energia devido as suas 
características técnicas construtivas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
38 
 
UNIDADE 3 
LIGAÇÕES E DERIVAÇÕES 
 
Objetivos de Aprendizagem 
 
Ao final desta unidade você deverá: 
 
 identificar as ligações, série e paralelo, entre os 
transformadores; 
 explicar as ligações internas dos transformadores, 
destacando as mais utilizadas; 
 identificar as derivações possíveis que podem ser 
feitas nos transformadores; 
 explicar quais os princípios de funcionamento dos 
transformadores. 
 
Plano de Estudos 
 
Esta unidade está dividida em sete tópicos, 
organizados de modo a facilitar sua compreensão dos conteúdos. 
 
TÓPICO 1: LIGAÇÃO SÉRIE 
TÓPICO 2: LIGAÇÃO PARALELO 
TÓPICO 3: LIGAÇÃO TRIÂNGULO 
TÓPICO 4: LIGAÇÃO ESTRELA 
TÓPICO 5: LIGAÇÃO ZIG-ZAG 
TOPICO 6: DERIVAÇÕES OU COMUTADORES 
TÓPICO 7: DESLOCAMENTO ANGULAR 
 
39 
 
TÓPICO 1 
LIGAÇÃO SÉRIE 
 
A ligação em série de transformadores é utilizada 
quando duas cargas são atravessadas pela corrente total ou de 
circuito; neste caso, a tensão em cada carga será a metade da 
tensão do circuito: 
 
 
 
A corrente total da carga irá passar pelos secundários 
de TR1 e TR2 respectivamente. 
 
TÓPICO 2 
LIGAÇÃO PARALELO 
 
Na ligação em paralelo de transformadores, a tensão 
do circuito, neste caso, é aplicada na carga dos dois 
transformadores em paralelo. A tensão no secundário de TR1 
será a mesma aplicada a carga no secundário de TR2, a corrente 
em cada carga será a metade da corrente total do circuito. 
Esse modelo de ligação é mais comum em redes de 
distribuição de energia elétrica, principalmente quando não existe 
uma subestação próxima ou quando as distâncias são muito 
longas. 
A figura ao 
lado pertence ao arquivo 
pessoal do professor. 
 
 
Esta 
Unidade foi escrita 
baseada no livro de 
KINGSLEY JÚNIOR, 
Charles. Máquinas 
elétricas. 6.ed. Porto 
Alegre: Bookman, 2006 
 
40 
 
 
 
 
Observe abaixo um transformador ligado em paralelo: 
 
 
 
TÓPICO 3 
 LIGAÇÃO TRIÂNGULO 
 
Na ligação entre os secundários de um transformador 
trifásico podemos fazer algumas ligações nos mesmos, conforme 
a necessidade da carga ou rede que esse transformador irá 
alimentar. 
Para a ligação triângulo a tensão entre as fases será a 
tensão que alimentará uma carga sem que seja feita uma 
É importante saber que as diferenças entre 
os transformadores que podem ser ligados 
em série ou em aparalelo não podem 
ultrapassar o 7% das impedâncias dos 
mesmos envolvidos na ligação. 
 
 
41 
 
referência com um fio neutro, ou seja, em triângulo não existe 
neutro, a tensão das fases será a tensão fornecida para a carga, 
como, por exemplo, o 220 volts fase-fase. 
Nesse tipo de ligação a referência com um fio de terra 
irá fornecer uma tensão de 127 V. 
Se ligarmos os três sistemas monofásicos entre si, 
como indica a figura abaixo, podemos eliminar três fios, deixando 
apenas um em cada ponto de ligação, e o sistema trifásico ficará 
reduzido a três fios U, V e W. 
A tensão em qualquer um desses três fios chama se 
"tensão de linha", UL, que é a tensão nominal do sistema trifásico. 
A corrente em qualquer um dos fios chama-se "corrente de linha", 
IL. 
Examinando o esquema da próxima figura, vê-se que: 
 
 a carga é aplicada a tensão de linha UL que é a 
própria tensão do sistema monofásico componente, 
ou seja, UL = Uf; 
 a corrente em cada fio de linha, ou corrente de linha 
IL, é a soma das correntes das duas fases ligadas a 
este fio. 
 
As figuras abaixo mostram ligações triângulo: 
 
 
 
As figuras ao 
lado e abaixo foram 
retiradas do Catálogo da 
Weg. 
 
 
42 
 
 
 
TÓPICO 4 
 LIGAÇÃO ESTRELA 
 
Em uma ligação em estrela a corrente em cada fio da 
linha é a mesma corrente da fase a qual está ligada, ou seja: 
 
IL = Ifase 
 
A tensão de linha (VL) é igual à soma das tensões em 
duas fases ligadas a este fio, isto é: 
 
VL= Vfases 1+ Vfases2 
 
A figura abaixo mostra a ligação estrela: 
 
 
 
 
As figuras dos 
Tópicos 4 e 5 foram 
retiradas do Catálogo da 
Weg. 
 
 
43 
 
Na ligação do secundário de um transformador em 
estrela, podemos usar como exemplo um transformador de 
distribuição de energia que é muito comum aqui na nossa região e 
facilmente encontrado. Nesse transformador a tensão entre as 
fases é de 380V, tensão esta que é enviada para uma carga 
monofásica (220V) fazendo a referência com o neutro do 
transformador. 
Podemos concluir que a tensão entre fases é 380V, se 
referenciarmos com o fio terra teremos uma tensão de rede de 
220V, ou seja, 380/ 1,73. 
Observe a ligação estrela abaixo: 
 
 
 
TÓPICO 5 
LIGAÇÃO ZIG-ZAG 
 
Este tipo de ligação é preferível onde existem 
desequilíbrios acentuados de carga. Cada fase do secundário 
compõe-se de duas bobinas dispostas cada uma sobre colunas 
diferentes, ligadas em série, assim a corrente de cada fase do 
secundário afeta sempre por igual às duas fases do primário. 
Nas figuras a seguir temos um diagrama mostrando as 
ligações e os sentidos das correntes em cada enrolamento, bem 
como o diagrama fasorial da ligação zig-zag. 
44 
 
O transformador torna-se mais caro, principalmente 
pelo aumento de 15,5% no volume de cobre e pela complexidade 
de sua montagem. 
Além de atenuar a 3ª harmônica, oferece a 
possibilidade de 3 tensões: 220/127 V, 380/220 V e 440/254 V. 
Para obtermos 220/127 V ligamos em paralelo as duas 
bobinas de uma mesma coluna e para 440/254 V ligamos as 
bobinas em série. 
Observe a ligação zig zag nas figuras a seguir: 
 
 
 
 
 
TÓPICO 6 
DERIVAÇÕES OU COMUTADORES 
 
Para adequara tensão primária do transformador a 
tensão de alimentação, o enrolamento primário, normalmente o de 
Tensão do Secundário (TS), é dotado de derivações (taps) que 
podem ser escolhidas mediante a utilização de um painel de 
ligações ou comutador, conforme projeto e tipo construtivo, 
instalados junto a parte ativa dentro do tanque. 
Esta 
Unidade foi escrita 
baseada no material 
disponível: 
http://www.weg.net/br/Me
dia-Center/Central-de-
Downloads/Resultado-
da-
Busca?keyword=transfor
mador&x=31&y=11 
 
45 
 
Esse aparato, na maioria dos transformadores de baixa 
potência, deve ser manobrado com o transformador desconectado 
da rede de alimentação. 
Em geral, o valor da tensão primária, indicada pela 
concessionária, constitui o valor médio entre aqueles que 
efetivamente serão fornecidos durante o exercício. 
 
 Derivação principal: derivação a qual é referida a 
característica nominal do enrolamento, salvo 
indicação diferente a derivação principal é: 
a) no caso de número ímpar de derivações, a 
derivação central; 
b) no caso de número par de derivações, aquela das 
duas derivações centrais que se acha associada 
ao maior número de espiras efetivas do 
enrolamento; 
c) caso a derivação determinada segundo "a" ou "b" 
não seja de plena potência, a mais próxima 
derivação de plena potência. 
 Derivação superior: derivação cujo fator de 
derivação é maior do que 1; 
 Derivação inferior: derivação cujo fator de 
derivação é menor do que 1; 
 Degrau de derivação: diferença entre os fatores de 
derivação, expressos em percentagem, de duas 
derivações adjacentes; 
 Faixa de derivações: faixa de derivação do fator de 
derivação, expresso em percentagem e referido ao 
valor 100. A faixa de derivações é expressa como 
segue: 
a) se houver derivações superiores ou inferiores: + a 
%, - b % ou ± a % (quando a = b); 
b) se houver somente derivações superiores: + a %; 
c) se houver somente derivações inferiores: - b %. 
46 
 
 
A seguir podemos verificar alguns dos principais 
modelos de derivações existentes no mercado. 
 
Comutador de Derivações 
 
Este é um dos modelos mais antigos existentes, a 
derivação era feita por meio da associação das chapas de aço 
que eram disponibilizadas conforme a necessidade da tensão do 
sistema. 
A figura abaixo mostra um comutador de derivações: 
 
 
 
 Comutador Tipo Painel 
 
O painel é instalado imerso em óleo isolante e 
localizado acima das ferragens superiores de aperto do núcleo, 
num ângulo que varia de 20° a 30°, para evitar depósitos de 
impurezas em sua superfície superior. 
A figura a seguir mostra um comutador tipo painel de 
posições. Ele consta de chapa de fenolite, a qual recebe dentro 
de determinada disposição os terminais dos enrolamentos. 
Os parafusos que recebem esses terminais estão 
isolados desta chapa do painel por meio de buchas de porcelana 
ou epóxi para garantir boa isolação entre eles. A conexão entre os 
parafusos é feita por pontes de ligação de formato adequado a 
A figura ao 
lado foi retirada do arquivo 
pessoal do professor. 
 
47 
 
fácil troca de posição e perfeito contato com o aperto das porcas. 
Só se usa comutador tipo painel para casos em que se tenha 8 ou 
mais derivações ou no caso de religáveis. 
 
Comutador Acionado a Vazio 
 
Este tipo de comutador tem como principal vantagem a 
facilidade de operação, sendo sua manobra feita internamente por 
meio de uma manopla situada acima do nível do óleo, ou feita 
externamente. O acionamento externo é usado obrigatoriamente 
quando o transformador possui conservador de óleo ou ainda 
quando o mesmo possui potência maior que 300 kVA. Os tipos de 
comutadores acionados a vazio utilizados são: 
 
a) comutador linear 30 A: com número de posições 
inferior ou igual a 7; há tanto com acionamentos 
externo quanto interno, simples ou duplo, usado até 
500 kVA: 
 
 
 
 
b) comutador linear 75 A: com as mesmas 
características do anterior, sendo que este é usado 
de 750 kVA até 2500 kVA: 
A figura ao 
lado foi retirada do site: 
http://www.osetoreletrico.c
om.br/web/component/con
tent/article/58-artigos-e-
materias-relacionadas/89-
tcc-reprojeto-de-
transformador-com-
aumento-de-potencia.html 
 
 
48 
 
 
 
c) comutador linear 300 A: número de posições até 13, 
acionamento externo, usado para potências 
superiores a 3 MVA; este comutador possui grande 
flexibilidade, admite até três colunas, com até quatro 
grupos de contato por colunas; 
d) comutador rotativo: até 7 posições, com 
acionamento externo para tensões até classe 145 
kW e corrente até 1200 A, normalmente 200, 300, 
400, 800 e 1200 A: 
 
 
 
e) comutadores lineares especiais: construídos com até 
13 posições e para qualquer classe de tensão e 
corrente até 2500 A; podem vir com contatos para 
bloqueio de operação intervinda. 
 
A figura ao 
lado foi retirada do site: 
http://seielectric.com/pt/po
rtfolio/comutador-linear/ 
 
 
 
49 
 
Todos os comutadores mencionados são para 
acionamento sem tensão e sem carga. 
 
Comutador sob Carga 
 
Os fabricantes nacionais de comutadores sob carga 
são: MR do Brasil e ABB. Abaixo você pode observar a imagem 
de um comutador sob carga: 
 
 
 
O comutador sob carga é composto de alguns sistemas 
de proteção próprios. Possui pontos básicos de funcionamento 
para conexão externa: alimentação do motor de rotação, pontos 
de conexão para comando elevar-baixar (ligados as bobinas dos 
contatores das chaves de partida reversoras), ponto de retenção e 
ponto de conexão para comando externo. 
O motor ligado ao eixo do comutador é acionado por 
chave reversora. Os pontos de retenção da tensão de 
alimentação também devem ser alimentados, fase-fase ou fase 
neutro, conforme especificado pelo cliente. Os pontos elevar-
A figura ao 
lado foi retirada do site: 
product-gs-img/on-load-
tap-changer-
10175562.html 
 
 
 
 
50 
 
baixar são acionados por comando externo e dão partida a chave 
reversora. Com esse mecanismo fazemos o giro do eixo do 
comutador e, consequentemente, do cilindro interno do 
comutador. 
Muitas vezes, os sistemas dos clientes exigem controle 
remoto da posição em que se encontra o comutador. Existem três 
tipos de discos potenciométricos que normalmente são utilizados 
para fazer o paralelismo entre transformadores e medição de 
posição: o denominado par-ímpar, o de posição e o 
potenciométrico. 
Todos possuem diferentes representações 
diagramáticas, devem ser especificados no pedido do comutador 
para compra e sua utilização deve ser definida por quem 
especifica o comutador. 
O acionamento motorizado do comutador pode fazer 
comutações independentes de circuitos externos, para isto basta 
alimentá-lo corretamente. Neste caso, a comutação elétrica é feita 
apenas manualmente nos botões de comando do próprio 
acionamento (ou manual na manivela, não possibilitando qualquer 
outro tipo de acionamento). 
 
TÓPICO 7 
 DESLOCAMENTO ANGULAR 
 
Em transformadores trifásicos, os enrolamentos de 
cada fase são construídos trazendo intrinsecamente o conceito de 
polaridade, isto é, isolando-se eletricamente cada uma das fases 
podemos realizar o teste de polaridade do mesmo modo que para 
os transformadores monofásicos. No entanto, tal procedimento 
torna-se pouco prático, além do mais, não nos informa a maneira 
como estão interligados os enrolamentos. 
Assim uma nova grandeza foi introduzida, o 
"deslocamento angular" que é o ângulo que define a posição 
recíproca entre o triângulo das tensões concatenadas primárias e 
Esta 
Unidade foi escrita 
baseada no material 
disponível: 
http://www.weg.net/br/Me
dia-Center/Central-de-
Downloads/Resultado-
da-
Busca?keyword=transfor
mador&x=31&y=11 
 
51 
 
o triângulo das tensões concatenadas secundárias e será medido 
entre fases. 
De uma maneira prática: seja o transformador ligado na 
configuração mostrada na tabela que veremosa seguir. 
Traçamos os diagramas vetoriais de tensão do 
transformador (ver figura seguinte). Tomando o fasor de AT como 
origem, determinamos o deslocamento angular por intermédio dos 
ponteiros de um relógio cujo ponteiro grande (minutos) se acha 
parado em 12 coincide com o fasor da tensão entre o ponto 
neutro (real ou imaginário) e um terminal de linha do enrolamento 
de alta tensão e cujo ponteiro pequeno (horas) coincide com o 
fasor da tensão entre o ponto neutro (real ou imaginário e o 
terminal de linha correspondente do enrolamento considerado). 
Para os transformadores que tratamos nesta especificação, o 
mais comum é a utilização da ligação triângulo na alta tensão e 
estrela na baixa (designado por Dy). Quanto ao deslocamento 
angular, o normal é de 30° para mais ou menos (avanço ou 
atraso), cujas designações são Dy11 e Dy1. As demais ligações e 
deslocamentos angulares não requerem nenhum cuidado especial 
e podem ser facilmente fornecidas. 
Da mesma forma na tabela a seguir veremos a 
designação de ligações de transformadores trifásicos de uso 
generalizado e o correspondente deslocamento angular. Os 
diagramas de ligação pressupõem igual sentido de bobinagem 
para todos os enrolamentos. 
A tabela a seguir mostra os exemplos de defasagem 
em graus, usando indicação horário de fasores, o deslocamento 
no caso é Dy11, ou seja, - 30°. 
Observe na figura a seguir os deslocamentos angulares 
e suas ligações: 
 
52 
 
 
 
 
 
 
 
 
A figura acima 
foi retirada do Catálogo 
Weg Transformadores. 
 
 
 
 
53 
 
EXERCICIOS 
 
1. Para ligarmos transformadores em série e paralelo devemos 
verificar alguns detalhes referentes a construção dos 
transformadores. Então, defina três características que devem ser 
observadas antes de ligarmos transformadores em série e 
paralelo? 
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________ 
 
2. Quais os critérios de escolha da ligação do secundário de um 
transformador? 
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________ 
 
3. As derivações dos transformadores servem para regular a 
tensão de saída de um transformador. Explique como é o princípio 
de funcionamento dessas derivações ou TAPS? 
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
54 
 
 CHECK LIST 
 
Nesta unidade você pôde aprender: 
 
 que um transformador pode sim ser ligado em série 
ou paralelo com outro transformador; 
 em um transformador a ligação em série se 
caracteriza em manter uma determinada corrente na 
carga e que a ligação em paralelo pode proporcionar 
o aumento da potência de uma carga, mantendo a 
tensão nominal dos transformadores envolvidos na 
ligação; 
 as ligações dos secundários dos transformadores 
podem ser mudadas conforme a necessidade da 
carga e/ou sistema; 
 os comutadores servem para adequar o bobinado 
primário para receber a tensão da rede e liberar uma 
tensão apropriada a carga. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
55 
 
UNIDADE 4 
CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS, PERDAS E EFICIÊNCIA 
 
Objetivos de Aprendizagem 
 
Ao final desta unidade você deverá: 
 
 identificar as perdas no transformador, cobre e 
núcleo; 
 explicar a relação do rendimento do transformador 
com as perdas e com o fator de potência das cargas; 
 reconhecer as principais partes de um transformador 
trifásico 
 identificar os equipamentos de proteção do 
transformador. 
 
Plano de Estudos 
 
Esta unidade está dividida em oito tópicos, organizados 
de modo a facilitar sua compreensão dos conteúdos. 
 
TÓPICO 1: PERDAS NO COBRE 
TÓPICO 2: PERDAS NO NÚCLEO 
TÓPICO 3: RENDIMENTO 
TÓPICO 4: PARTES PRINCIPAIS 
TÓPICO 5: BUCHAS 
TÓPICO 6: RADIADORES 
TÓPICO 7: PLACA DE CARACTERÍSTICAS 
TÓPICO 8: COMPONENTES DE PROTEÇÃO 
56 
 
TÓPICO 1 
 PERDAS NO COBRE 
 
Em condições normais de funcionamento as perdas 
nos equipamentos podem variar de acordo com algumas 
características climáticas relacionadas a altitude de instalação até 
1000 m. É considerado que a temperatura ambiente não 
ultrapasse os 40°C e a média diária não seja superior aos 30°C. 
Para essas condições, os limites de elevação de temperatura 
previstos em normas são: 
 
 média dos enrolamentos: 55°C; 
 do ponto mais quente dos enrolamentos: 65°C; 
 do óleo (próximo a superfície): 50°C (selados), 55°C 
(com conservador). 
 
Considerações importantes: 
 
a) perdas na resistência ôhmica dos enrolamentos: 
são perdas que surgem pela passagem de uma 
corrente (I) por um condutor de determinada 
resistência (R). Essas perdas são representadas 
pela expressão I2 x R e dependem da carga 
aplicada ao transformador; 
b) perdas parasitas no condutor dos enrolamentos: 
são perdas produzidas pelas correntes parasitas 
induzidas, nos condutores das bobinas, pelo fluxo de 
dispersão. São perdas que dependem da corrente 
(carga), do carregamento elétrico e da geometria 
dos condutores das bobinas; 
c) perdas parasitas nas ferragens da parte ativa e 
tanque. 
 
Esta 
Unidade foi escrita 
baseada no material 
disponível: 
http://www.weg.net/br/Me
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mador&x=31&y=11 
 
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TÓPICO 2 
 PERDAS NO NÚCLEO 
 
As perdas no núcleo de um transformador podem ser 
divididas em duas classes de perdas, por histerese e por 
correntes parasitas. 
Perdas por histerese são provocadas pela 
propriedade das substâncias ferromagnéticas de apresentarem 
um atraso entre a indução magnética (B) e o campo magnético 
(H). O fenômeno da histerese é análogo ao da inércia mecânica. 
Perdas por correntes parasitas, assim como no caso 
das perdas parasitas no material condutor dos enrolamentos, o 
fluxo indutor variável induz no ferro forças eletromotrizes que, por 
sua vez, farão circular as correntes parasitas em circuitos elétricos 
fechados. Elas são proporcionais ao quadrado da indução. Como 
vimos, as perdas se apresentam principalmente no núcleo e nos 
enrolamentos e são expressas em watts. Existem perdas 
originárias de indução nas ferragens e no tanque e outras de 
origens aleatórias nem sempre de perfeita definição. 
Quando da realização de ensaio para determinação das 
perdas, estas aleatórias são detectadas juntamente com as 
principais. Além da elevação de temperatura, a ABNT também 
estabelece as perdas máximas para transformadores de 
distribuição imersos em óleo, em função da potência, do número 
de fases e da tensão do primário. Existem tabelas da ABNT 
encontradas na NBR 5440, nas quais consta o valor das perdas 
descritas. 
 
TÓPICO 3 
RENDIMENTO 
 
"Relação, geralmente expressa em porcentagem, entre 
a potência ativa fornecida e a potência ativa recebida por um 
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transformador." Esta é a definição dada ao rendimento pela 
norma NBR 5356. 
O rendimento de determinado transformador não é fixo 
ao longo do seu ciclo de operação, pois depende do fator de 
potência e da relação entre a potência fornecida e a potência 
nominal. Esta última relação é conhecida como fator de carga. 
Usa-se, então, para o cálculo do rendimento: 
 
 
 
Onde: 
 
Ef – Eficiência; 
Vs – Tensão do secundário; 
Is – Corrente do secundário; 
FP – Fator de Potência; 
Pc – Perda no cobre; 
Pn – Perda no núcleo; 
 
O rendimento máximo de um transformadorocorre 
quando as perdas no material dos enrolamentos e as perdas no 
ferro forem iguais. 
Se quisermos saber qual a carga que deve ser aplicada 
a um transformador para que este opere com rendimento máximo, 
devemos fazer: EF = potência de saída / potência de entrada 
(100%). 
As perdas no cobre de um transformador podem ser 
calculadas pela seguinte formula: 
 
 
 
59 
 
Onde: 
Pc – Perda no cobre total; 
Ip – Corrente do primário; 
Rp – Resistência do primário; 
Is – Corrente do secundário; 
Rs – Resistência do secundário. 
 
TÓPICO 4 
PARTES PRINCIPAIS 
 
Veremos agora as características construtivas do 
transformador a óleo, pois no item relativo ao funcionamento do 
transformador não nos preocupamos em detalhar a forma 
construtiva, uma vez que lá o objetivo era de esclarecer o 
fenômeno elétrico envolvido na transformação. 
Face às características particulares, abordaremos um 
capítulo específico para transformadores a seco, no qual serão 
abordados detalhes, tais como: história, características 
construtivas, vantagens, aplicações, etc. 
As principais partes podem ser vistas na imagem a 
seguir, as quais estão determinadas pelos números de 1 a 12, 
segundo a legenda: 
 
 
A figura 
abaixo foi retirada do site: 
www.weg.net 
 
 
 
60 
 
 
61 
 
Parte Ativa 
 
Chamamos de parte ativa do transformador, ao 
conjunto formado pelos enrolamentos, primário e secundário, e 
pelo núcleo, com seus dispositivos de prensagem e calços. A 
parte ativa deve constituir um conjunto mecanicamente rígido, 
capaz de suportar condições adversas de funcionamento. 
 
Núcleo 
 
O núcleo é constituído por um material ferromagnético, 
que contém em sua composição o silício, que lhe proporciona 
características excelentes de magnetização e perdas. Porém, 
esse material é condutor e estando sob a ação de um fluxo 
magnético alternado, dá condições de surgimento de correntes 
parasitas. Para minimizar este problema, o núcleo, ao invés de 
ser uma estrutura maciça, é construído pelo empilhamento de 
chapas finas, isoladas com carlite. 
Presta-se especial atenção para que as peças 
metálicas da prensagem sejam isoladas do núcleo e entre si para 
evitar as correntes parasitas, que aumentariam sensivelmente as 
perdas em vazio. 
Essas chapas de aço, durante a sua fabricação na 
usina, recebem um tratamento especial com a finalidade de 
orientar seus grãos. É esse processo que torna o material 
adequado a utilização em transformadores, devido a diminuição 
de perdas específicas. 
É também com a finalidade de diminuir as perdas, que 
nessas chapas são feitos cortes a 45° nas junções entre as 
culatras e os pilares. 
Os tipos de chapas de aço silício mais utilizadas são: 
M4 da Acesita, MOH e equivalentes, 023ZDKH-90 e equivalentes. 
 
62 
 
Enrolamento 
 
Os enrolamentos, primários e secundários, são 
constituídos de fios de cobre ou alumínio isolados com esmalte ou 
papel, de seção retangular ou circular. 
O secundário, ou, dependendo do caso, BT, 
geralmente constitui um conjunto único para cada fase, ao passo 
que o primário pode ser uma bobina única ou fracionada em 
bobinas menores, que chamamos de panquecas (para 
transformadores de distribuição apenas). 
E, consequentemente, o primário (a parte externa), por 
motivo de isolamento e economia, uma vez que é mais fácil de 
"puxar" as derivações do enrolamento externo. 
Os enrolamentos são dispostos concentricamente, com 
o secundário ocupando a parte interna. Podemos encontrar esses 
modelos de enrolamentos em: 
 
 trafo de distribuição; 
 trafo de força; 
 bobinas de baixa tensão; 
 trafo de distribuição; 
 trafo de força; 
 trafo de distribuição com enrolamento enrolado; 
 bobinas de alta tensão. 
 
Chamamos de derivação, aos pontos localizados no 
enrolamento primário, conectados ao comutador. 
Tipos de bobinas: 
 
 barril, qualquer potência; 
 camada, qualquer potência; 
 panqueca, até l,5 MVA; 
 disco, acima de 1 MVA; 
 hélice, acima de 1MVA; 
63 
 
 hobbart, acima de 1MVA; 
 hélice múltipla, enrolamentos de regulação. 
 
Tanque 
 
Destinado a servir de invólucro da parte ativa e de 
recipiente do líquido isolante, subdivide-se em três partes: lateral, 
fundo e tampa. 
Nesse invólucro encontramos os suportes para poste 
(até 225 kVA), suportes de roda (normalmente para potências 
maiores que 300 kVA), olhais de suspensão, sistema de 
fechamento da tampa, janela de inspeção, dispositivos de 
drenagem e amostragem do líquido isolante, conector de 
aterramento, furos de passagem das buchas, radiadores, visor de 
nível de óleo e placa de identificação. 
O tanque e a respectiva tampa devem ser de chapas 
de aço, laminadas a quente, conforme NBR 6650 e NBR 6663. 
Com referência aos tipos construtivos, os 
transformadores podem ser: selados e com conservador de óleo. 
 
TÓPICO 5 
 BUCHAS 
 
São os dispositivos que permitem a passagem dos 
condutores dos enrolamentos ao meio externo. São constituídos 
basicamente por: 
 
 corpo isolante: de porcelana vitrificada; 
 condutor passante: de cobre eletrolítico ou latão; 
 terminal: de latão ou bronze; 
 vedação: de borracha e papelão hidráulico. 
 
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As formas e dimensões variam com a tensão e a 
corrente de operação e para os transformadores dessa 
especificação subdividem-se em: 
 
 buchas de alta tensão, classe 15, 24.2 e 36,2 kV e 
todas com capacidade de 160 A: 
 
 
 
 buchas de baixa tensão com tensão nominal 1,3 kV 
e correntes nominais de 160,400, 800, 2000, 3150 e 
5000 A: 
 
 
As figuras do 
Tópico 5 foram retiradas do 
site: www.product-
gs/porcelain-bushing-
insulation-for-transformer-
1503291083.htmlBuchas 
ABNT: conforme NBR 5034 
 
 
 
65 
 
 
 
Buchas DIN 
 
São utilizadas em alta tensão nas classes de 15, 24,2 e 
36,2 kV e correntes nominais de 250, 630, 1000, 2000 e 3150 A: 
 
 
66 
 
 
 
Buchas Condensivas 
 
São usadas apenas em transformadores com potência 
superior a 2500 kVA e tensões maiores que 36,2 kV, sendo 
encontradas apenas nas correntes de 800 a 1250 A. Para 
correntes maiores só existem buchas condensivas importadas. No 
Brasil são fabricadas buchas até a classe de 245 kV, para tensões 
maiores somente importadas. Essas buchas são muito mais caras 
que as de cerâmica, tanto DIN quanto ABNT. 
A figura a seguir mostra uma bucha de alta tensão: 
 
67 
 
 
 
Buchas Especiais 
 
Existem buchas para correntes até 24000 A na classe 
36,2 kV, mas só importadas. 
 
Buchas Poliméricas 
 
A porcelana é substituída por um isolante polimérico. A 
vantagem desse tipo de bucha é que elas são mais resistentes a 
quebras ou vandalismos. 
 
TÓPICO 6 
 RADIADORES 
 
Todo o calor gerado na parte ativa se propaga por meio 
do óleo e é dissipado no tanque (tampa e sua lateral). As 
elevações de temperatura do óleo e do enrolamento são 
normalizadas e devem ser limitadas para evitar a deterioração do 
isolamento de papel e do óleo. Dependendo da potência do 
transformador, ou melhor, de suas perdas, a área da superfície 
externa poderá ser insuficiente para dissipar esse calor e é então 
necessário aumentar a área de dissipação. Para tal usam-se 
radiadores que poderão ser de elementos ou tubos. Observe: 
68 
 
 
 
 
TÓPICO 7 
PLACA DE CARACTERÍSTICAS 
 
A placa de identificação é um componente importante, 
pois é ela quem dá as principais características do equipamento. 
No caso de manutenção, por meio dos dados contidos 
nela, a Assistência Técnica será capaz de identificar exatamente 
o que contém a parte ativa, sem ter que abrir o tanque e no caso 
de ampliação da carga, em que o outro transformador é ligado em 
paralelo, teremos condições de construir um equipamento apto a 
esse tipo de operação. 
O material da placa poderá ser alumínio ou aço 
inoxidável, a critério do cliente. 
As figuras a seguir mostram placas de identificação 
comos dados técnicos referente a um modelo de transformador: 
A figura ao lado 
foi retirada do site: 
www.inovetransformadores.c
om.br 
 
 
 
 
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As figuras do 
Tópico 7 foram retiradas 
do site: 
http://dipoloeletrico.blogsp
ot.com.br/2014/03/8-
checks-importantes-antes-
de-energizar.html 
 
 
 
 
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Nas figuras acima encontramos um exemplo de placa 
de identificação de um transformador de distribuição (225 kVA) e 
a de um transformador de força (200 MVA). As informações nela 
contidas são normalizadas (NBR 5356) e representam um resumo 
71 
 
das características do equipamento. A placa de identificação deve 
conter, no mínimo, as seguintes informações: 
 
 as palavras "Transformador" ou "Autotransformador'', 
ou "Transformador de Reforço", ou "Transformador 
Regulador"; 
 nome e demais dados do fabricante; 
 número de série de fabricação; 
 ano de fabricação; 
 norma utilizada para fabricação; 
 tipo (segundo a classificação do fabricante); 
 número de fases; 
 potência nominal ou potências nominais e potências 
de derivação diferentes das nominais, em kVA; 
 designação do método de resfriamento (no caso de 
mais de um estágio de resfriamento, as respectivas 
potências devem ser indicadas); 
 diagrama de ligações, contendo todas as tenções 
nominais e de derivações (com identificação das 
derivações), além de respectivas correntes; 
 frequência nominal; 
 limite de elevação de temperatura dos enrolamentos; 
 polaridade (para transformadores monofásicos) ou 
diagrama fasorial (para transformadores polifásicos); 
 impedância de curto - circuito, em porcentagem; 
 tipo de óleo isolante e volume necessário, em litros; 
 tensões nominais do primário e do secundário; 
 massa total aproximada, em quilos; 
 níveis de isolamento; 
 número do manual de instruções, fornecido pelo 
fabricante, junto com o transformador; 
 vazão, para transformadores com resfriamento a 
água; 
72 
 
 correntes de curto - circuito máximas admissíveis, 
simétricas e assimétricas e duração máxima 
admissível da corrente, em segundos; 
 número da placa de identificação; 
 tipo para identificação. Em transformadores maiores 
que 500 kVA, ou quando o cliente exigir, a placa de 
identificação deverá conter outros dados como: 
 informações sobre transformadores de corrente 
se as tiver; 
 dados de perdas e corrente de excitação; 
 pressão que o tanque suporta; 
 qualquer outra informação que o cliente exigir. 
 
TÓPICO 8 
COMPONENTES DE PROTEÇÃO 
 
Indicador de Nível do Óleo 
 
O óleo isolante do transformador se dilata ou se contrai 
conforme a variação da temperatura ambiente e a variação da 
carga alimentada pelo transformador, em função disso haverá 
elevação ou abaixamento do nível do óleo. Sendo assim, a 
finalidade do indicador de nível do óleo é mostrar com perfeição o 
nível de óleo no visor e ainda servir como aparelho de proteção 
ao transformador. 
A seguir você pode observar a figura de um indicador 
de nível de óleo: 
73 
 
 
 
O ponteiro do indicador de nível de óleo é 
movimentado por meio de dois magnéticos (imãs) permanentes, 
que são acoplados a um flutuador (bóia). O movimento é efetuado 
pela bóia, de acordo com o nível de óleo, que transmite 
indicações precisas ao ponteiro, devido a grande sensibilidade 
dos magnéticos. 
 
Termômetros 
 
O termômetro é utilizado para indicação da temperatura 
do óleo. Existem dois tipos: o termômetro com haste rígida, usado 
em transformadores de meia-força, e o termômetro com capilar, 
usado em transformadores de força. Eles são constituídos de um 
bulbo, um capilar e um mostrador. O bulbo é colocado na parte 
mais quente do óleo, logo abaixo da tampa. O mostrador é 
constituído de uma caixa, um visor com indicador, um 
microrruptor, dois ponteiros de limite, que se movimentam apenas 
por ação externa, e um ponteiro de indicação de temperatura 
máxima. Este ponteiro é impulsionado pela agulha de 
temperatura, apenas quando em ascensão desta, pois na redução 
fica imóvel, possibilitando assim a verificação da temperatura 
máxima atingida em um dado período. Conforme a variação da 
temperatura do bulbo, o líquido (mercúrio) em seu interior sofre 
dilatação ou contração, transmitindo a variação de temperatura 
Esta figura foi 
retirada do site: 
www.halten.com.br 
 
74 
 
até o mecanismo interno do mostrador do termômetro, no mesmo 
instante o ponteiro indicador é acionado e, dependendo do valor 
da temperatura atingida, o sistema de proteção acionará o alarme, 
desligando e fazendo o controle automático do dispositivo de 
resfriamento do transformador imerso em óleo. 
Veja abaixo a figura de uma haste rígida: 
 
 
 
E, na sequência, a figura de uma haste rígida com 
capilar: 
 
 
 
 
 
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Termômetro do Enrolamento com Imagem Térmica 
 
A imagem térmica é a técnica utilizada para medir a 
temperatura no enrolamento do transformador. Ela é denominada 
imagem térmica por reproduzir indiretamente a temperatura do 
enrolamento. 
A temperatura do enrolamento, que é a parte mais 
quente do transformador, é a temperatura do óleo acrescida da 
sobre-elevação da temperatura do enrolamento (t) em relação ao 
óleo. 
O termômetro do enrolamento com imagem térmica é 
composto de uma resistência de aquecimento e um sensor de 
temperatura simples ou duplo, ambos encapsulados e montados 
em um poço protetor, imerso em uma câmara de óleo. O conjunto 
é instalado na tampa do transformador, equalizando-se com a 
temperatura do topo do óleo, indicando assim a temperatura no 
ponto mais quente do enrolamento. A resistência de aquecimento 
é alimentada por um transformador de corrente associado ao 
enrolamento secundário do transformador principal. 
Portanto, a elevação da temperatura da resistência de 
aquecimento é proporcional a elevação da temperatura do 
enrolamento além da temperatura máxima do óleo. 
A constante do tempo do sistema é da mesma ordem 
de grandeza do enrolamento, logo o sistema reproduz uma 
verdadeira imagem térmica da temperatura do enrolamento. 
Na sequência você pode observar a figura de um 
termômetro analógico: 
 
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Controladores Microprocessados de Temperatura 
 
Os controladores microprocessados de temperatura 
foram desenvolvidos para substituir, com vantagens da tecnologia 
microprocessada, os termômetros de óleo e enrolamento 
tradicionais utilizados em transformadores e reatores de potência. 
Este equipamento recebe o valor da resistência de um sensor e o 
transforma (por meio de um transdutor incorporado) em 
temperatura equivalente, a qual é vista em painel frontal digital. 
Ele desempenha diversas funções de controle e acionamento de 
contatos, sendo que por meio de teclado frontal podemos 
configurar os parâmetros de sua atuação e ler os valores medidos 
e setados. Os controladores microprocessados são necessários 
quando o cliente solicita indicação digital de temperatura no 
transformador, pois os termômetros usuais são analógicos. 
 
Esta figura foi 
retirada do site: 
www.bimetal.com.br 
 
 
 
 
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Válvula de Alívio de Pressão (VAP) 
 
A válvula de alívio de pressão, de fechamento 
automático, instalada em transformadores imersos em líquido 
isolante, tem a finalidade de protegê-los contra uma possível 
deformação ou ruptura do tanque em casos de defeitos internos 
com aparecimento de pressão e com aparecimento de pressão 
elevada. Essa válvula é extremamente sensível e rápida (opera 
em menos de dois milésimos de segundo), fecha-se 
automaticamente após a operação impedindo assim a entrada de 
qualquer agente externo no interior do transformador. 
Veja abaixo a figura de uma válvula de alívio: 
 
 
 
Relê Detector de Gás Tipo Buchholz 
 
O relê de gás tem por finalidade proteger equipamentos 
imersos em líquido isolante, por meioda supervisão do fluxo 
anormal do óleo ou ausência, e a formação anormal de gases 
pelo equipamento. Ele normalmente é utilizado em 
transformadores que possuem tanque para expansão de líquido 
isolante. Esse tipo de relê detecta de forma precisa, por exemplo, 
os seguintes problemas: vazamento de líquido isolante, curto-
circuito interno do equipamento ocasionando grande 
deslocamento de líquido isolante, formação de gases internos 
Esta figura foi 
retirada do site: 
www.qualitroucorp.com.br 
 
 
 
 
 
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devido a falhas intermitentes ou contínuas que estejam ocorrendo 
no interior do equipamento. 
A figura a seguir mostra um relê Buchholz: 
 
 
 
O relê detector de gás é normalmente instalado entre o 
tanque principal e o tanque de expansão do óleo dos 
transformadores. A carcaça do relê é de ferro fundido, possuindo 
duas aberturas flangeadas e ainda dois visores nos quais está 
indicada uma escala graduada de volume de gás. Internamente 
encontram-se duas boias de gás no relê, a boia superior é forçada 
a descer (isto acontece também caso haja vazamento de óleo). 
Se por sua vez uma produção excessiva de gás provoca uma 
circulação de óleo no relê, é a bóia inferior que reage, antes 
mesmo que os gases formados atinjam o relê. Em ambos os 
casos, as bóias ao sofrerem o deslocamento, acionam contatos. 
 
Secador de Ar de Sílica Gel 
 
O secador de ar de sílica gel é usado nos 
transformadores providos de conservador de óleo, funcionando 
como um desumidificador de ar do transformador. Para evitar a 
deterioração do óleo do equipamento ou bolsa de borracha pelas 
impurezas e umidade no ar respirado, coloca-se um copo com 
óleo e sílica gel na passagem por onde o ar é suspirado. Quando 
Esta figura 
foi retirada do site: www. 
http://emb-
online.net/sp/productos.
php 
 
 
 
 
79 
 
o nível do óleo no conservador baixar, haverá o respiro de ar 
atmosférico, este ar passará primeiramente pelo copo de óleo, 
onde ficarão eliminadas as impurezas sólidas e em seguida o ar 
atravessa os cristais de sílica gel, que retiram a umidade do ar; 
em seguida, já totalmente limpo e sem umidade, o ar penetra no 
conservador. O ar ao passar pela sílica gel deixará na mesma a 
umidade, fazendo que a sílica gel troque de coloração, até a sua 
saturação conforme indicado abaixo: 
 
 coloração laranja: sílica gel seca; 
 coloração amarela: sílica gel com aproximadamente 
20% da umidade absorvida; 
 coloração amarelo-claro: sílica gel com 100% de 
umidade absorvida (saturada). Para regeneração da 
sílica gel recomenda-se colocar em estufa com 
temperatura máxima de 120°C de 2 a 4 horas. 
 
Na sequência, você pode ver a figura de um secador 
de ar: 
 
 
 
Esta figura foi 
retirada do site: 
http://www.veretra.com.m
x/equipo-de-
seguridad/deshidratador/ 
 
 
 
80 
 
Relê de pressão súbita 
 
O relê de pressão súbita é um equipamento de 
proteção para transformadores do tipo selado. Normalmente o 
relê de pressão súbita é instalado acima do nível máximo do 
líquido isolante, no espaço compreendido entre o líquido isolante 
e a tampa do transformador. Entretanto, é aceitável também a 
montagem horizontal sobre a tampa do transformador. 
O relê é projetado para atuar quando ocorrem defeitos 
no transformador que produzem pressão interna anormal, sendo 
sua operação ocasionada somente pelas mudanças rápidas da 
pressão interna independente da pressão de operação do 
transformador. 
Por outro lado, o relê não opera devido a mudanças 
lentas de pressão, próprias do funcionamento normal do 
transformador, bem como durante perturbações do sistema (raios, 
sobretensão de manobra ou curto-circuito), a menos que tais 
perturbações produzam danos no transformador. 
Observe a figura de um relê de pressão abaixo: 
 
 
 
Manômetro e Vacuômetro 
 
O manômetro é um instrumento utilizado para medir a 
pressão interna do tanque de óleo. E o vacuômetro, mede 
pressão e vácuo. Observe: 
 
Esta figura 
foi retirada do site: 
http://seielectric.com/pt/
produtos-for-oems/ 
 
 
81 
 
 
 
 Relê de Tensão 
 
Ele tem como finalidade acionar os comutadores em 
carga. Possuem contatos de elevar/baixar tensões e também 
proteção contra sobrecorrente, subtensão e sobretensão. 
 
Sistema de Ventilação Forçada 
 
O regime ONAF é constituído de radiadores mais um 
conjunto de ventiladores. 
Esses ventiladores podem ser acionados manualmente 
ou automaticamente por um termômetro de imagem térmica. Em 
transformadores pequenos (menor que 5 MVA) pode ser usado o 
termômetro de óleo. 
Os ventiladores podem ser montados na lateral ou na 
parte inferior dos radiadores, sendo que com a montagem lateral, 
o rendimento do sistema de ventilação é maior. 
Normalmente o acréscimo de potência com um sistema 
de ventilação forçada situa-se em torno de 25%. 
Veja abaixo uma figura mostrando a ventilação forçada: 
 
Esta figura 
foi retirada do site: 
http://www.salvicasagra
nde.com.br/pressao/va
cuometro/vacuometro-
sistema-
bourdon.html#.Vh6YfPl
Viko 
 
 
 
82 
 
 
 
Sistema OFWF 
 
A dissipação das perdas é feita por intermédio de um 
trocador de calor casco-tubo, do tipo óleo-água. Normalmente 
esse sistema é usado em UHE e em transformadores de forno. 
Nesse sistema o óleo é forçado a passar no trocador 
por uma bomba e a água vem de uma torre de resfriamento ou 
água corrente proveniente de um rio. 
Normalmente um trocador desses dissipa até 500 kW. A seguir 
você pode observar a figura de um trocador de calor: 
 
 
 
 
 
Esta figura 
foi retirada do site: 
http://pt.dreamstime.co
m/photos-
images/ventilador-de-
refrigera%C3%A7%C3
%A3o-do-
transformador.html 
 
 
 
 
Esta figura 
foi retirada do site: 
www.weg.net/materiais 
 
 
 
83 
 
EXERCICIOS 
 
1. Defina as perdas de um transformador? 
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________ 
 
2. O que influencia na eficiência de um transformador elétrico 
trifásico? 
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________ 
 
3. Um transformador básico é dividido em três partes principais, 
defina quais são estas partes. 
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________ 
 
4. De todos os equipamentos de proteção estudados, escolha 
dois deles e defina o seu princípio de funcionamento. 
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________ 
 
 
 
84 
 
 CHECK LIST 
 
Nesta unidade você pôde aprender: 
 
 quais são as perdas de um transformador e o que 
cada uma delas interfere na eficiência de um 
transformador trifásico; 
 Você pode identificar as principais partes de um 
transformador e aprender sobre a placa de 
características de um transformador trifásico; 
 quais os principais dispositivos de proteção dos 
transformadores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
85 
 
GABARITO COMENTADO 
 
UNIDADE 1 
 
Questão 1 
Para responder esta questão devemos utilizar a primeira figura que aparece na 
Unidade 1. Tudo inicia na geração, temos um transformador elevador, após a 
potência é direcionada para uma linha de transmissão de energia. O transformador é 
do tipo elevador para elevar a tensão e, consequentemente, abaixar a corrente elétrica, 
evitando muitos custos nas estruturas e equipamentos