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Transformadores Elevadores
Transformadores são equipamentos de importância fundamental dentro do sistema elétrico de potencia. Eles estão presentes desde o que podemos chamar de inicio do sistema, que é onde a energia é produzida até a outra ponta, onde é finalmente consumida.
A transmissão da energia elétrica das usinas até os pontos de consumo é efetuada através de fios condutores, e por isso parte dela é dissipada na forma de calor. De acordo com a lei de Joule-Lenz (P = R.i2 ), essa perda é proporcional ao quadrado da corrente. Dessa forma, para reduzi-la é conveniente diminuirmos a intensidade da corrente.
Como a potência é proporcional à tensão e à corrente ( P = U.i ), podemos obter a mesma quantidade de energia transmitida na unidade de tempo através de uma corrente menor, se aumentarmos a tensão.
Há diversas formas de se fazer a conexão entre gerador e transformador. A escolha do melhor arranjo envolve criteriosos estudos onde devem ser avaliados tanto aspectos de ordem técnica quanto de ordem econômica. 
Devem-se considerar alguns aspectos operacionais importantes, que envolvem:
 Confiabilidade e segurança;
 Simplicidade de operação; 
 Bom desempenho técnico;
 Facilidade de manutenção, já que a retirada de componentes críticos não deve afetar (ou afetar o mínimo possível) o funcionamento da usina;
 Flexibilidade para lidar com contingencias:
 Habilidade para acomodar mudanças no sistema.
A figura abaixo mostra os tipos de conexões entre gerador e transformador mais comuns utilizados em usinas hidrelétricas:
Arranjo A Conhecido como arranjo simples, um único gerador é conectado diretamente a um único transformador. Vantagem desta conexão é sua simplicidade de operação.
A ligação da baixa tensão é simples, o que torna simples também o sistema de proteção. Ele possui dimensões e peso inferiores, o que facilita sua manobra dentro da usina. A sua manutenção pode ser realizada sem afetar as demais unidades, já que cada unidade (conjunto formado pelo gerador + transformador) funciona independente da outra. 
A desvantagem e seu custo de implantação, que tende a ser bem mais elevado comparado com arranjos que possuem vários geradores conectados a um único transformador.
Arranjo B e C Também conhecidos como arranjos múltiplos, utilizados onde se podem admitir maiores valores de perda, já que possuem maior número de barramentos que no arranjo simples. Ele se caracteriza por ter duas (ou mais) unidades geradoras ligadas a um transformador. 
Uma vantagem disso é a manutenção do sistema, caso a perda de um gerador, não causa perda de toda unidade, o transformador continuara operando, porem com perda de potencia.
Outras vantagens são:
Caso necessite de um transformador com potencia mais elevada, a fim de transmitir múltiplos geradores, o custo dessa potencia adicional é inferior a instalação de um segundo transformador;
O espaço é inferior ao arranjo simples;
Desvantagens:
E necessária instalação de um disjuntor para cada gerador;
O sistema de aterramento e proteção dos geradores se torna mais complexo;
Devem-se prever espaços para os barramentos que saem do gerador.
Neste arranjo a perda de um gerador não causa grande impacto, mas se perder um transformador, representa a perda de todos os geradores ligados a ele. Neste caso e preciso prever transformador reserva. Arranjos deste tipo costumam usar transformador monofásico, já que o custo de um monofásico e relativamente baixo.
Na pratica não é comum utilizar conexão com dois geradores em um transformador, salvo situações especiais.
Um estudo feito pelo Cigré detectou que, entre os países consultados, praticamente não há preferencia por unidades monofásicas ou trifásicas, sendo a opção por outros fatores.
O monofásico possui umas desvantagens como: 
Custo é cerca de 66% de um trifásico;
Custo de conexão;
Espaço ocupado pelo banco de transformadores dentro da usina.
Mas mesmo assim são utilizados, pois quando se exige maior potencia e transporte do equipamento seria inviável o transporte de um trifásico ate o local de instalação e também não teria maquina no local para instalação e nem mesmo manutenção.
Desta forma faz com que a instalação monofásica seja vantajosa considerando os seguintes aspectos:
Transporte
Possibilidade de atingir potências maiores
Eliminação de falha fase-fase
Custo do reserva.
Um exemplo de transporte:
O transporte do segundo transformador da Usina Hidrelétrica Jirau
Cada transformador, vem desmontado, pesa em média 250 toneladas. Isso após estar completo, com seus acessórios e o óleo. Mas a peça transportada pesa 180 toneladas e tem 4,8m de altura, 3,4m de largura e 9,7m de comprimento.
Diagrama típico de uma planta geradora
Neste diagrama pode-se observar que, além do transformador elevador, há dois outros transformadores, cada qual com função e características distintas dentro da planta.
Normalmente a potência necessária para os serviços auxiliares é suprida por um transformador conectado diretamente ao barramento do gerador. Como fonte alternativa de potencia, costuma-se empregar um segundo transformador, esse é ligado ao sistema de transmissão e entra em operação na energização da planta, desligamento e outras contingências. Tipicamente, é utilizado um barramento isolado na conexão entre o gerador e os transformadores auxiliares e elevador. 
Transformador auxiliar
Esse transformador é utilizado em uma planta geradora para transmitir potencia dos terminais do gerador a um barramento de baixa tensão (usualmente de 4 a 6,9kV), o qual alimenta equipamentos auxiliares tais como bombas, motores, etc.
Transformador de serviço
Fornece potencia de um barramento de alta tensão para os serviços auxiliares. Também é responsável pela alimentação dos transformadores auxiliares durante a energização ou desligamento da planta, quando o transformador elevador está indisponível ou em ambos os casos.
Transformadores comerciais
Bobinas e núcleos não são suficientes para fazer um transformador. Um transformador de potência gera muito calor pois a corrente é muito alta, portanto precisa ter um sistema de resfriamento geralmente a óleo. O núcleo e as bobinas ficam mergulhados em óleo isolante.
Os tubos de resfriamento ao lado servem para troca de calor, o óleo mais quente vai para o topo, entra nos tubos por cima e perde calor e vai para a parte de baixo. Em cima temos terminais com isoladores de porcelana. Muitos transformadores têm um tanque dede expansão de óleo para acomodar a mudança de volume de óleo na convecção térmica.
Transformador elevador
Tem a função de elevar a tensão do nível de geração, na faixa de 13,8 a 24kV, ate o nível de transmissão (valores que podem ser superiores a 800kV). 
Como a tensão de geração e baixa e a potencia elevada, a corrente de saída dos geradores é extremamente alta (da ordem de kA) e por este motivo a conexão entre gerador e transformador é feita através de barramentos blindados. É importante que o barramento seja o mais curto possível para diminuir as perdas. Estes barramentos para melhor isolação são protegidos e isolados através do gás SF6.
Aspectos construtivos do transformador
Construtivamente todos os transformadores de potencia possuem núcleo, enrolamentos, tanque, óleo, equipamentos de resfriamento, acessórios e são caracterizados por certos parâmetros que irão assegurar sua perfeita adequação ao sistema onde estejam conectados. 
Núcleo
É constituído de material ferroso, portanto condutor de corrente elétrica, o fluxo ao percorrer o núcleo induz correntes parasitas (correntes de Foucault), que dão origem as perdas. A fim de minimizar esse problema, o núcleo é formado por chapas de pequena espessura empilhadas e isoladas entre si por fina camada de verniz.
Esta justaposição de chapas reduz o aquecimento diminuindo perdas por efeito joule.
Estas chapas quanto mais finas, menores serão as correntes parasitas. No entanto, há um limite tanto econômico quanto mecânico para essa espessura.
Basicamente o transformador é constituído de fios enrolados em um núcleode ferro. São dois enrolamentos independentes: o enrolamento primário, ligado à fonte, e o enrolamento secundário, onde se obtém a tensão desejada. Os dois enrolamentos podem estar: um sobre o outro isolado eletricamente e com o núcleo de ferro comum a ambos; ou podem estar separados, ou seja, o enrolamento primário numa parte do núcleo e o secundário em outra parte.
De forma a assegurar que o transformador não restrinja a troca de potencia reativa entre gerador e o sistema, normalmente e necessário prever taps no enrolamento de alta tensão. Estes tpas estão localizados próximos ao ponto neutro do enrolamento, onde o nível de isolamento e reduzido.
O transformador pode estar diretamente conectado ao gerador ou haver um disjuntor entre eles. Quando juntos comportam-se como um único equipamento. Onde o disjuntor atua rapidamente isolando ele do sistema.
Referencia Bibliografica
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Amaral, Nadia Bentz de Souza
Estudo sobre critérios para especificação de transformadores elevadores de estações geradoras (“generator step-up transformers”) /N.B.deS. Amaral. SãoPaulo,2007. p.101
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