Transformador imerso em óleo: especificações, normas de teste e guia de fábrica (2026)

Ao consultar a placa de identificação técnica de um transformador imerso em óleo fabricado na China, você encontrará uma dúzia de parâmetros – e se apenas um deles estiver incorreto, seu cliente poderá enfrentar anos de manutenção corretiva em campo, superaquecimento não planejado do transformador ou até mesmo a rejeição da unidade pela concessionária de energia elétrica local. Este guia foi escrito para o engenheiro ou responsável pelas compras encarregado de especificar, verificar e adquirir o transformador corretamente.

Os tipos de óleo isolante diferem em termos de segurança contra incêndio, rigidez dielétrica e custo; o significado simples dos símbolos ONAN, ONAF, OFAF e OFWF; sete parâmetros de identificação que devem ser verificados em qualquer orçamento recebido; e os cinco testes de aceitação em fábrica que devem ser exigidos antes do envio de qualquer transformador (incluindo, para referência, os dados reais de especificação de distribuição de 30 a 1,600 kVA da DEMIKS para que você possa comparar orçamentos concorrentes com dados reais de produção).

O que é um transformador imerso em óleo? Projeto básico e princípio de funcionamento.

Um transformador – frequentemente chamado de transformador imerso em óleo ou transformador tipo óleo – é um dispositivo elétrico no qual o núcleo magnético e os enrolamentos de cobre ficam completamente submersos em um tanque de aço preenchido com óleo isolante. O óleo tem uma dupla função: primeiro, ele atua como o principal isolante dielétrico entre os enrolamentos de alta e baixa tensão e, segundo, ele transfere o calor do núcleo e dos enrolamentos por convecção para as paredes do tanque e para os dissipadores de calor externos.

A combinação das duas funções é a principal razão pela qual o projeto com isolamento em óleo continua sendo a escolha mais comum para tensões de trabalho acima de 36 kV e para capacidades nominais acima de alguns MVA – a física em escala é sólida. Observe que a palavra "óleo" é um tanto ambígua – o óleo isolante pode ser à base de óleo mineral, à base de éster natural ou à base de éster sintético. Para esclarecer, os três principais subtipos são discutidos abaixo.

Os principais componentes estruturais são os seguintes:

A temperatura de operação é definida pela norma IEC 60076-1: as condições nominais padrão pressupõem uma temperatura ambiente máxima de +40 °C, com uma média de 24 horas não superior a +30 °C. O próprio óleo não deve exceder 85 °C na superfície superior durante a operação contínua em condições nominais, conforme a norma IEC 60076-2. Acima dessa temperatura, o envelhecimento do papel isolante acelera e a vida útil diminui consideravelmente.

Qual a função do óleo em um transformador?

Os transformadores imersos em óleo são uma subclasse de uma família mais ampla de transformadores com isolamento a óleo e desempenham o que poderíamos chamar de três funções simultâneas: servem como principal meio de isolamento elétrico das unidades, com todos os espaços entre os enrolamentos de alta e baixa tensão preenchidos com óleo dielétrico para evitar a formação de arcos elétricos entre os dois condutores de voltagens diferentes; conduzem o calor gerado pelas perdas resistivas no núcleo, dissipando-o por convecção para radiadores mais frios; e impedem a propagação do arco em caso de descarga interna, extinguindo-a antes que se transforme em uma falha grave.

A ideia errada é que o óleo no isolador desempenha apenas essa função. Na verdade, o óleo em série é condutor de calor tanto quanto isolante térmico (já que os elementos sólidos entre os enrolamentos de alta e baixa tensão – o papel kraft e as barreiras de papelão prensado – formam, em conjunto, o sistema de isolamento completo). Se o óleo se deteriorar (por absorção de umidade, contaminação ou oxidação), o sistema de isolamento falhará, mesmo que o papel kraft mantenha suas propriedades anticondensação.

Comparação de óleos isolantes para transformadores: óleo mineral, éster natural e éster sintético.

Existem três tipos principais de óleo isolante utilizados na produção de transformadores imersos em óleo. Os óleos minerais representam a base instalada de todas as unidades imersas em óleo no mundo. As soluções de éster natural – sendo o FR3 da Cargill um dos produtos líderes de mercado – estão crescendo rapidamente em transformadores imersos em óleo utilizados em atmosferas sensíveis ao fogo. O éster sintético é outra opção, ideal para aplicações de energia em climas frios e/ou com foco em alto desempenho.

Para o usuário final, as principais propriedades são rigidez dielétrica, ponto de combustão, ponto de fluidez, biodegradabilidade e custo relativo.

Links internos: Navegue em nosso guia de teste de rigidez dielétrica do óleo e fator de dissipação dielétrica do óleo de transformador páginas para ver os procedimentos de teste usados ​​para medir a condição do óleo durante a operação. O testador de rigidez dielétrica de óleo isolante Os equipamentos utilizados para realizar esses testes fazem parte da nossa gama de equipamentos de teste.

Classificação do sistema de refrigeração: o que ONAN, ONAF, OFAF e OFWF significam para os compradores

O código de refrigeração de quatro letras – norma IEC 60076-2 – na placa de identificação do transformador é codificado para revelar todos os parâmetros dos possíveis requisitos de infraestrutura e capacidade da unidade, quando interpretado corretamente.

Os quatro códigos mais frequentemente encontrados, com suas capacidades típicas e limites de aumento de temperatura:

Dupla potência nominal: Unidades de grande porte geralmente possuem duas especificações, por exemplo, 60 MVA ONAN / 80 MVA ONAF. O transformador fornece 60 MVA sem refrigeração forçada e 80 MVA com auxílio de ventilador. Para transformadores em subestações que frequentemente operam em picos de carga durante o verão, a dupla potência nominal permite ao operador ativar a refrigeração forçada e, idealmente, realizar um upgrade para uma unidade maior no momento da instalação. O transformador é adquirido uma única vez, mas a capacidade pode ser alternada entre os modos operacionais conforme a necessidade.

O que é o sistema de refrigeração ONAN em um transformador?

A classificação 'Óleo Natural, Ar Natural' (quente e frio) é a forma mais simples de resfriamento disponível para transformadores imersos em óleo. Não são utilizados ventiladores nem bombas, evitando-se assim a necessidade de energia auxiliar. Se instalado corretamente, o óleo transfere o calor do núcleo e do conjunto de bobinas dentro do tanque do transformador por convecção natural, através dos radiadores externos por radiação e condução, e dissipa o calor para o ambiente circundante, em um ciclo contínuo. Essa forma de resfriamento é especificada em proporções semelhantes para os maiores transformadores de distribuição, até cerca de 10 MVA, e pode fornecer energia de forma confiável sem equipamentos auxiliares.

Leitura da placa de identificação: 7 parâmetros da norma IEC 60076 que todo comprador deve verificar.

Ao solicitar um orçamento ou ficha técnica de uma fábrica de transformadores chinesa, a tabela de especificações, se disponível, é fundamental para entender a adequação do produto. Sete parâmetros são usados ​​para avaliar se a unidade atenderá às suas necessidades de aplicação:

1. Capacidade nominal (kVA ou MVA): O nível de potência nominal desenvolvido por um curto período de tempo a uma frequência e tensão especificadas, sem danos ou aumentos de temperatura acima dos limites permitidos. A norma IEC 60076-1, seção 4, fornece o valor nominal garantido em determinadas condições de referência.
2. Relação de Tensão (AT/BT em kV): a tensão nominal primária e secundária nos taps superior e inferior (especificações adicionais podem ser fornecidas para AT/BT, portanto, você deve especificar se o teste é em corrente alternada ou em linha reta). Certifique-se de que esse valor corresponda exatamente à tensão da sua rede elétrica. Um sistema de 11 kV, 12 pulsos, não funcionará com um transformador de 10.5 kV, mesmo com o tap em nível baixo.
3. Impedância de curto-circuito (Zk%): a queda de tensão expressa em porcentagem no nível de carga nominal (IEC 60076-1 cl. 5.4). O valor da impedância afeta o nível de corrente de falta observado no secundário e a regulação de tensão do transformador. É fundamental especificar o valor mais adequado ao seu esquema de transferência para coordenação.
4. Perda em vazio (P, Watts): perda no núcleo, por histerese ou no ferro. Este valor em watts é exportado continuamente sempre que o transformador está energizado, independentemente da carga. É o principal componente da potência elétrica fornecida ao transformador durante toda a sua vida útil prevista de 25 a 40 anos.
5. Perda em carga (pico, watts): a perda de cobre no enrolamento sob carga total (corrente nominal). Este valor em watts varia com o quadrado da carga fracionária: com aproximadamente 80% de carga, a perda em carga é de aproximadamente 80% ao quadrado = 64% do pico nominal.
6. Corrente em vazio (I%): a quantidade de corrente de excitação adicional necessária para energizar o transformador em comparação com um transformador perfeito (de referência, sem defasagem, condutor infinito). Um valor de I% superior ao especificado indica problemas de qualidade do material do núcleo ou incompatibilidade do ISAS.
7. Grupo vetorial do transformador (rótulo do grupo de junção): indica o tipo de conexão de fase apropriado, o sentido de rotação da fase e o deslocamento da fase. Sem a correspondência dos grupos vetoriais, haverá correntes circulantes parasitas nos transformadores em paralelo, causando superaquecimento e problemas no estado de carga do conversor CC-CC.

Observe a seguinte especificação padrão do transformador de distribuição, diretamente dos dados de produção da fábrica da DEMIKS:

Gama completa: 30–1,600 kVA. Combinações de alta tensão disponíveis: 6, 6.3, 6.6, 10.5 ou 11 kV. Consulte Especificações do transformador imerso em óleo DEMIKS para a tabela completa de 17 linhas e nossa Guia de normas para transformadores IEC 60076 Para obter mais informações técnicas.

Imersos em óleo vs. Secos: Um guia rápido para compradores (+ Matriz de decisão de aplicação)

Para a maioria dos compradores, a decisão entre um sistema a óleo e um sistema a seco se resume a três fatores: ambiente de instalação, classe de tensão e requisitos de segurança contra incêndio. Esta seção oferece uma referência rápida; para uma comparação completa de especificações técnicas e custos, consulte nosso [link para o documento/referência]. Guia completo sobre transformadores a seco e transformadores imersos em óleo.

Matriz de decisão de aplicação – aqui por apenas dois minutos:

Qual a diferença entre transformadores imersos em óleo e transformadores a seco?

Os transformadores imersos em óleo submergem o núcleo e os enrolamentos em óleo isolante para isolamento e resfriamento combinados. Os transformadores a seco usam isolamento a ar e resina — sem líquido. A diferença prática: os transformadores a óleo suportam qualquer classe de tensão e custam menos por MVA para grandes potências; os transformadores a seco são preferidos em ambientes internos onde as normas de segurança contra incêndio proíbem o uso de óleo. Veja nosso Comparação completa entre óleo e pó → Para uma análise completa do custo de propriedade, consulte também o Gama de transformadores a seco DEMIKS Se a sua aplicação exigir instalação em ambientes internos.

Testes de Aceitação em Fábrica: 5 Verificações Obrigatórias Antes do Envio do Seu Transformador Imerso em Óleo

Todo transformador entregue pela fábrica deve ser fornecido com uma ficha de teste de aceitação de fábrica (FAT) preenchida antes da aprovação do movimento. A norma IEC 60076-1, seção 10, lista todos os testes de rotina que todo transformador deve passar – independentemente do fabricante, tamanho ou preço. Esses testes não são opcionais nem recomendados. Qualquer fábrica que não possa fornecer fichas de teste de rotina documentadas para cada item ainda não montou o transformador.

A aplicação desta lista de verificação de cinco itens – a Lista de Verificação de Aceitação de Fábrica DEMIKS – segue a sequência comum de testes de rotina de transformadores de distribuição listados pela norma IEC:

1. 1. Medição de Perda em Vazio (IEC 60076-1 cl. 10.4)

   O que testa: a qualidade do núcleo de ferro e a eficiência magnética. Consiste em operar o transformador na tensão nominal com o secundário em circuito aberto.

   Critério de aprovação: O valor de P medido não deve ser superior a +15% do valor nominal, se essa tolerância for utilizada conforme definido na norma IEC 60076-1.

2. 2. Perda de carga e impedância de curto-circuito (IEC 60076-1, 10.3)

   O que testa: Isolamento no condutor do enrolamento e precisão da impedância. O secundário é curto-circuitado e uma tensão mais baixa é aplicada para fornecer a corrente nominal. Tanto a perda no cobre (Pk) quanto a tensão de impedância (Zk%) são medidas simultaneamente em um único teste.

   O valor de Zk% deve estar dentro de 10% do valor nominal e o valor de Pk deve estar dentro de + 15% do valor nominal.

3. 3. Verificação da relação de tensão e do deslocamento de fase (IEC 60076-1 cl. 10.2)

   O que ele testa: Precisão da relação de espiras e correção do grupo vetorial (Dyn11, Yyn0, etc.). Executado em cada posição de torneamento. O erro da relação deve estar dentro de ±0.5%.

   Critério de aprovação: Erro de proporção <0.5% em todas as tomadas; grupo vetorial instalado a ser confirmado conforme a placa de identificação.

4. 4. Teste de resistência à sobretensão induzida – Hipotensão CA (IEC 60076-1 cl.10.5)

   Objetivo do teste: 50. Testar a integridade do isolamento entre espiras e entre camadas. Aplicando uma tensão duas vezes maior que a tensão nominal no enrolamento secundário por 60 segundos. Isso exerce uma tensão maior que a normal no isolamento interno.

   Critérios de aprovação: Sem ruptura dielétrica, sem descarga parcial Em nenhum momento o relé de proteção deve operar por tempo prolongado durante o período de aplicação de 60 segundos.

5. 5. Fonte Separada Teste de resistência à tensão (IEC 60076-1 cl. 10.6)

   O que testa: Isolamento de aterramento entre cada enrolamento e o tanque. O isolamento entre cada feixe de terminais dos enrolamentos e o tanque deve estar isolado e mantido no potencial de terra. Uma tensão CA conhecida é aplicada durante 60 segundos de cada feixe de terminais, individualmente, ao aterramento do tanque através de uma fonte externa. Para um enrolamento primário de 11 kV, a tensão de teste é de 28 kV, conforme a norma IEC 60076-3.

   Critério de aprovação: ausência de descarga disruptiva ou arco elétrico sustentado durante todo o período de aplicação.

Como avaliar a capacidade de teste de uma fábrica de transformadores chinesa

Antes de fazer um pedido de qualquer fornecedor em potencial, solicite comprovação de três das seguintes capacidades técnicas:

• Laboratório interno de testes de alta tensão (classificado para a sua classe de tensão unitária). Um transformador com isolamento de classe 35 kV requer um laboratório de testes capaz de aplicar 70–100 kV. Solicite a lista de equipamentos com as datas de calibração. A DEMIKS possui equipamentos de teste de alta tensão com uma faixa de tensão de teste adequada para transformadores de distribuição e potência.
• Capacidade de análise de óleo – equipamento DGA interno ou associação documentada com um laboratório de análise de óleo acreditado pela IEC. Consulte nosso equipamento de teste de transformadores Para obter detalhes sobre os instrumentos utilizados nos testes de fabricação, consulte a série.
• Equipamentos de medição calibrados – Wattímetros, transformadores de tensão e transformadores de corrente (usados ​​no FAT) devem ser calibrados segundo uma norma nacional. Solicite as datas dos certificados de calibração.

Para obter detalhes sobre a metodologia de teste, nossos guias abrangem [aqui] como testar um transformador, tipos de testes de transformadores, teste delta tangente, e a procedimento de teste de aumento de temperatura Com todos os detalhes técnicos.

Perspectivas do setor para 2025–2026: Energia renovável impulsiona a demanda por transformadores imersos em óleo.

Com base em análises de mercado da Fortune Business Insights, o mercado global de transformadores imersos em óleo foi avaliado em aproximadamente US$ 47.61 bilhões em 2025, com projeções de US$ 51.50 bilhões em 2026 – uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de cerca de 5.8%, segundo a IntelMarketResearch. Vale ressaltar que esses números são de pesquisa de mercado de nível 3 e devem ser interpretados como indicativos, e não como exatos.

O número importante para o planejamento de compras não é o número principal. O principal fator de demanda para 2025-2026 é a integração da energia renovável à rede elétrica, e não as obras convencionais de expansão e modernização da rede como antigamente. Todos os parques solares de grande escala e parques eólicos terrestres precisam de transformadores elevadores de potência para conectar sua produção à transmissão da rede. Usinas de armazenamento de energia em baterias de grande escala precisam de transformadores de subestação dedicados com capacidade de 5 a 100 MVA. À medida que mais energia eólica e solar entram em operação no Sudeste Asiático, Oriente Médio, Europa e América do Norte, esse é o principal equipamento necessário para esse crescimento.

Outra demanda secundária decorre do aumento da infraestrutura de carregamento de veículos elétricos (estações de carregamento em escala de rede precisam de transformadores de distribuição de 500 kVA a 2 MVA), das exigências de densidade de energia dos centros de dados e da modernização da rede elétrica – substituindo os transformadores adquiridos na década de 1980 antes que cheguem ao inevitável fim de seu ciclo de vida.

Do ponto de vista dos fabricantes chineses de transformadores imersos em óleo: os prazos de entrega para transformadores de distribuição aumentaram de 4 a 6 semanas para 8 a 12 semanas em 2024-2025. Isso foi causado pelo efeito combinado do investimento na rede elétrica doméstica chinesa e das altas margens de lucro da demanda de exportação no Sudeste Asiático, pressionando a capacidade das fábricas de médio porte. Essa situação ainda não se reverteu completamente.

Perguntas frequentes sobre transformadores imersos em óleo

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Referências

1. IEC 60076-1:2011 – Transformadores de potência Parte 1: Geral. Comissão Eletrotécnica Internacional. iec.ch
2. IEC 60296:2020—Fluidos para aplicações eletrotécnicas: óleos isolantes minerais não utilizados. Comissão Eletrotécnica Internacional. iec.ch
3. IEEE C57.12.00-2021—Requisitos gerais para transformadores de distribuição, potência e regulação imersos em líquido. IEEE. ieee.org
4. Fortune Business Insights — Tamanho, participação e análise de crescimento do mercado de transformadores imersos em óleo até 2025. (Pesquisa de mercado de nível 3; citada com margem de erro)
5. IntelMarketResearch — Mercado de transformadores imersos em óleo, previsão de CAGR para 2025. (Pesquisa de mercado de nível 3; citada com margem de erro)