Sistemas Elétricos de Potência · 1.º ano (indicativo)

Como ler um diagrama unifilar?

10 min de leitura
4 exemplos resolvidos
5 exercícios com solução
Atualizado em 14 de outubro de 2026

Resposta curta

Para ler um diagrama unifilar, siga a energia da fonte até à carga: identifique os geradores, os transformadores (e os seus níveis de tensão), os barramentos, as linhas, os aparelhos de corte (disjuntores e seccionadores) e as cargas. Consulte a legenda para os símbolos e leia os valores nominais (MVA, kV, impedâncias) escritos junto de cada elemento.

Quando se aplica

Um sistema trifásico equilibrado tem três condutores por circuito, mas desenhá-los todos tornaria qualquer esquema ilegível. O diagrama unifilar representa cada circuito trifásico por uma só linha e cada equipamento por um símbolo. É o desenho base de uma subestação, de uma rede de distribuição ou de um estudo de fluxo de carga e de curto-circuito.

O que se encontra num diagrama unifilar

Elemento	Representação usual	Informação típica
Gerador	Círculo com «G»	Potência (MVA), tensão (kV), reatância
Transformador	Dois círculos ligados, ou dois enrolamentos	Relação de tensões, potência (MVA), impedância (%), grupo de ligação
Barramento	Linha grossa horizontal ou vertical	Tensão nominal
Linha de transporte	Linha simples entre barramentos	Comprimento, tensão, impedância
Disjuntor	Quadrado (norma IEC) ou símbolo equivalente	Capacidade de corte
Seccionador	Traço inclinado ou aberto	Aberto ou fechado
Carga	Seta ou triângulo	Potência (MW, MVA) e fator de potência
Ligação à terra	Símbolo de terra	Tipo de neutro (direto, por impedância)

Nota

Os símbolos variam entre normas (IEC, ANSI e outras) e entre autores. Em caso de dúvida, a legenda do desenho manda.

Corrente a partir da potência e da tensão

I = S / (√3 · U) S = potência aparente trifásica (VA), U = tensão composta, entre fases (V)

Método passo a passo

Leia o título e a legenda do desenho: tensão, data, norma de símbolos.
Localize as fontes: geradores e ligações à rede externa.
Siga o fluxo de energia de fonte para carga, anotando cada elemento por onde passa.
Em cada transformador, identifique os dois níveis de tensão e a potência nominal. É aqui que o diagrama muda de nível.
Leia o estado dos aparelhos de corte: disjuntores e seccionadores abertos ou fechados dizem por onde a energia passa.
Anote os valores junto de cada símbolo (MVA, kV, %, km).
Calcule o que for pedido, como a corrente num troço pela fórmula I = S/(√3·U), ou a relação de transformação.
Verifique que a potência que sai de um troço é a que entra no seguinte, descontando perdas.

Exemplos resolvidos

Exemplo 1 — Descrever um unifilar simples

Enunciado: Um diagrama mostra, da esquerda para a direita: gerador G (20 MVA, 11 kV) → disjuntor → transformador T1 (20 MVA, 11/110 kV) → linha de 110 kV, 40 km → transformador T2 (20 MVA, 110/11 kV) → barramento de 11 kV com uma carga de 15 MVA. Descreva o sistema.

Resolução:

Fonte: gerador a 11 kV, com disjuntor de proteção à saída.
T1 eleva a tensão de 11 para 110 kV, reduzindo a corrente para o transporte.
A linha de 110 kV transporta a energia por 40 km.
T2 baixa de 110 para 11 kV junto da carga.
O barramento de 11 kV alimenta a carga de 15 MVA.

Resposta: sistema radial, com dois níveis de tensão (11 kV e 110 kV), um gerador, dois transformadores e uma carga. Verificação: os dois transformadores têm relações inversas (11/110 e 110/11), de modo que a carga recebe a mesma tensão do gerador.

Exemplo 2 — Corrente na linha

Enunciado: No sistema do Exemplo 1, qual é a corrente na linha de 110 kV quando a carga é 15 MVA?

Resolução:

I = S/(√3·U) = 15 × 10⁶ / (1,732 × 110 × 10³).
1,732 × 110 000 = 190 526.
I = 15 000 000 / 190 526 ≈ 78,7 A.

Resposta: I ≈ 78,7 A. Verificação: no lado de 11 kV a corrente é 10 vezes maior: 15 × 10⁶/(1,732 × 11 000) ≈ 787 A. Como a relação de transformação é 10, a corrente do lado de alta é 10 vezes menor, o que bate certo.

Exemplo 3 — Estado dos aparelhos de corte

Enunciado: Uma subestação tem dois transformadores em paralelo, T1 e T2, cada um com disjuntor e seccionador de cada lado. O diagrama mostra os aparelhos de T2 abertos. Que transformador está em serviço e que consequência tem para a capacidade?

Resolução:

Apenas o ramo de T1 tem aparelhos fechados; logo só T1 conduz.
T2 está isolado (útil, por exemplo, para manutenção).
Se cada transformador tem 10 MVA, a capacidade disponível passa de 20 MVA para 10 MVA.

Resposta: T1 em serviço; capacidade 10 MVA. Verificação: se a carga for 14 MVA, T1 ficaria sobrecarregado; é preciso fechar T2 ou reduzir a carga.

Exemplo 4 — Nível de exame: leitura com valores em % e relação de tensões

Enunciado: O diagrama de um transformador indica «25 MVA, 33/11 kV, 8%». (a) Qual é a relação de transformação? (b) Qual é a corrente nominal de cada lado? (c) O que significa «8%»?

Resolução:

(a) 33/11 = 3, ou seja, a tensão é dividida por 3 do lado de alta para o de baixa.
(b) Lado de 33 kV: I = 25 × 10⁶ / (1,732 × 33 000) = 25 000 000 / 57 156 ≈ 437 A. Lado de 11 kV: I = 25 × 10⁶ / (1,732 × 11 000) = 25 000 000 / 19 052 ≈ 1 312 A.
(c) Os 8% são a impedância do transformador em percentagem, tomada sobre os valores nominais: a queda de tensão interna a plena carga é 8% da tensão nominal.

Resposta: relação 3:1; 437 A (33 kV) e 1 312 A (11 kV); impedância de 8%. Verificação: 437 × 3 ≈ 1 312, confirmando a relação entre as correntes.

Erros frequentes

Ignorar o nível de tensão: o valor em kV junto do barramento muda após cada transformador. Misturar níveis produz correntes absurdas.
Usar a tensão de fase em I = S/(√3·U): a tensão é a composta (entre fases), a que vem escrita no diagrama.
Ler como fechado um aparelho aberto: veja o símbolo e o estado, não só a existência do aparelho.
Interpretar o diagrama como um desenho geográfico: não mostra distâncias reais nem a posição física do equipamento.
Confundir o ponto de ligação à terra com o neutro do sistema: o símbolo de terra diz como o neutro está aterrado, e isso condiciona as correntes de defeito.
Esquecer que o unifilar mostra apenas um circuito equivalente de um sistema equilibrado; desequilíbrios exigem os diagramas trifilares ou de sequência.

Exercícios propostos

Tente resolver primeiro no caderno; depois confira.

1Exercício 1

Um diagrama indica uma linha de 33 kV a transportar 10 MVA. Calcule a corrente.

Ver solução

I = 10 × 10⁶ / (1,732 × 33 000) = 10 000 000 / 57 156 ≈ 175 A.

2Exercício 2

Um transformador está marcado «110/11 kV». Se a corrente do lado de 11 kV for 500 A, qual é a corrente do lado de 110 kV (ignorando perdas)?

Ver solução

A relação é 10, logo a corrente é 10 vezes menor do lado de alta: 500/10 = 50 A. Em potência: 1,732 × 11 000 × 500 ≈ 9,53 MVA; 1,732 × 110 000 × 50 ≈ 9,53 MVA. ✓

3Exercício 3

Enumere, por ordem, os elementos que a energia atravessa num diagrama: G (13,8 kV) → disjuntor → T (13,8/220 kV) → linha de 220 kV → barramento de 220 kV. Quantos níveis de tensão aparecem?

Ver solução

Gerador → disjuntor → transformador elevador → linha → barramento. Aparecem dois níveis de tensão: 13,8 kV e 220 kV.

4Exercício 4

Um barramento de 11 kV alimenta duas cargas, de 3 MVA e 5 MVA. Qual é a potência total e a corrente no barramento?

Ver dica

Some as potências aparentes (assumindo o mesmo fator de potência) e depois aplique I = S/(√3·U).

Ver solução

S = 3 + 5 = 8 MVA. I = 8 × 10⁶ / (1,732 × 11 000) = 8 000 000 / 19 052 ≈ 420 A.

5Exercício 5

Num unifilar, o gerador de 30 MVA alimenta duas linhas, A e B, em paralelo, com cargas de 12 MVA e 8 MVA. Se a linha B for desligada para manutenção, qual é a carga restante e há margem no gerador?

Ver solução

Com B desligada, a carga restante é a da linha A: 12 MVA. O gerador de 30 MVA tem margem de 30 − 12 = 18 MVA, ou seja, está a 40% da sua capacidade.

Perguntas frequentes

Quando se usa um diagrama unifilar?

Em projeto de subestações, em estudos de fluxo de carga e de curto-circuito, na operação de redes (para saber que aparelhos manobrar) e em exames de Sistemas Elétricos de Potência. Serve para ter uma visão global sem os pormenores de cablagem.

Existe um método mais rápido de o ler?

Comece pelos transformadores: dividem o diagrama em zonas de tensão. Depois leia cada zona de fonte para carga. Essa estrutura em zonas é a base do sistema por unidade, que se estuda a seguir.

Porque se desenha só um fio em vez de três?

Porque, num sistema trifásico equilibrado, as três fases comportam-se de modo idêntico, defasadas de 120°. Estudar uma fase chega para saber o comportamento das outras duas.

Que erros são mais comuns?

Misturar níveis de tensão, usar a tensão de fase em vez da composta e ler mal o estado dos aparelhos de corte. Veja a secção de erros frequentes.

Resumo

O unifilar representa um sistema trifásico equilibrado por um só fio.
Leia da fonte para a carga, identificando níveis de tensão nos transformadores.
Os dados (MVA, kV, %) estão junto dos símbolos; a legenda define os símbolos.
O estado dos disjuntores e seccionadores mostra por onde passa a energia.
A corrente trifásica obtém-se de I = S/(√3·U), com U composta.

Onde aprofundar

O programa oficial da disciplina e os manuais adotados pela sua instituição (confirme a edição em vigor).
Grainger e Stevenson, Power System Analysis, capítulo introdutório sobre representação de sistemas.
Normas IEC sobre símbolos gráficos em esquemas elétricos (confirme a versão em vigor).

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