Função Principal
Um transformador elevador aumenta a tensão CA do primário para o secundário enquanto diminui a corrente proporcionalmente (desconsiderando perdas), segundo a relação de espiras:
VS / VP = NS / NP = IP / IS = a
onde a > 1 para elevador.
Construção
- Núcleo: Aço silício laminado (baixas perdas); tipo casco ou coluna.
- Enrolamento Primário: Menos espiras, maior seção transversal (suporta corrente maior).
- Enrolamento Secundário: Mais espiras, fio mais fino (corrente menor).
- Isolamento: Reforçado entre camadas e para terra devido à alta tensão do secundário.
- Refrigeração: ONAN, ONAF, OFAF (óleo) ou AN, AF (tipo seco).
Por Que Elevar a Tensão?
- Eficiência na Transmissão: Pperda = I²R. Dobrar a tensão reduz a corrente à metade → ¼ das perdas I²R. Viabiliza redes interurbanas.
- Necessidades de Equipamentos: Tubos de raios-X, precipitadores eletrostáticos, carregamento de capacitores, fotomultiplicadores, implantadores de íons.
- Interligação de Redes: Estações conversoras HVDC elevam para ±500–1100 kV.
Principais Restrições
- Potência Conservada: Psaída ≈ Pentrada – perdas (eficiência 98–99,7 %).
- Somente CA: Transformadores não funcionam com CC.
- Regulação: Tensão cai sob carga devido à reatância de dispersão (tipicamente 2–5 %).
- Coordenação de Isolamento: BIL (Nível Básico de Impulso) deve suportar surtos de chaveamento/raios.
Exemplo
Gerador 13,8 kV → Elevador 13,8/345 kV → Linha 345 kV. Relação de espiras 1:25. Corrente do gerador 4.200 A → Corrente da linha 168 A para os mesmos 100 MVA.
Transformadores elevadores são a porta de entrada entre a geração e a espinha dorsal de alta tensão da rede.
