Transformadores dielétricos líquidos: como funcionam?

Transformadores imersos em dielétrico líquido se configuram como a tecnologia mais econômica, segura e sustentável para a rede elétrica

Os transformadores são um elemento-chave da rede elétrica que, dependendo do seu tipo, oferecem uma série de vantagens para modificar a energia elétrica da forma mais eficiente possível. Se recentemente aprendemos como esses elementos funcionam, hoje vamos nos aprofundar no funcionamento e nas vantagens de uma das alternativas mais conhecidas: os transformadores imersos em dielétrico líquido, também chamados de transformadores submersos. As verificações técnicas estabelecem esse tipo de transformador como o mais competitivo, mas por quê? Primeiro, vamos dar uma olhada rápida em como ele funciona e quais são suas principais características.

A principal característica que define esta máquina elétrica é que grande parte dos elementos internos da peça estão completamente submersos em dielétrico líquido (em alguns casos pode ser um tipo de óleo orgânico), que atua como um dos materiais isolantes para transferir energia no processo de indução eletromagnética pelo qual a eletricidade é transformada de acordo com as necessidades da rede. Assim, este líquido apresenta três principais propriedades isolantes:

• Isolamento elétrico: O dielétrico líquido incorporado aos elementos do transformador possui propriedades dielétricas de alta rigidez que auxiliam na prevenção de curtos-circuitos, atuando como separador entre os enrolamentos (circuito dos fios elétricos) e o núcleo do transformador. Além disso, por não conter enxofre corrosivo ou ácidos inorgânicos, evita-se o desgaste dos condutores e dos elementos metálicos da peça.
• Isolamento térmico: Outra de suas funções isolantes é atuar como refrigerante para dissipar o calor gerado durante o funcionamento, reduzindo os riscos causados ​​pelo superaquecimento deste elemento. Isso se deve à sua baixa viscosidade, que permite a adequada transferência de calor para o exterior.
• Isolamento ambiental: Além disso, o dielétrico líquido atua como um aliado perfeito para aumentar a vida útil do transformador e, consequentemente, a operabilidade da rede elétrica, protegendo suas bobinas de elementos ambientais como umidade e poeira; e sua resistência a emulsões com água previne a oxidação e facilita a formação de lodo interno. Além disso, o óleo se destaca como um aliado na prevenção dos efeitos do frio na rede elétrica, sendo que esse tipo de líquido isolante possui baixo ponto de congelamento.

Dentre os tipos de dielétricos líquidos, existem compostos de origem silicônica, mineral, éster ou vegetal; algo que varia de acordo com os requisitos técnicos da instalação de diversas maneiras. Portanto, é bastante comum chamá-los de transformadores imersos, dada a grande variedade de líquidos isolantes que utilizam.

Principais vantagens dos transformadores submersos

Bem, agora que sabemos o que distingue este tipo de transformador, vamos analisar quais são as suas principais vantagens – já vimos algumas – de acordo com os critérios mais relevantes na hora de escolher uma tecnologia ou outra para servir a rede.

Transformadores dielétricos líquidos e critérios de segurança

Um dos mais Um critério relevante do ponto de vista da operação da rede elétrica é o da segurança, tanto do ponto de vista da própria rede quanto das pessoas que trabalham com ela, e a eletricidade é um elemento cotidiano de nossas vidas que requer medidas de segurança muito importantes. Nesse sentido, os transformadores imersos em dielétrico líquido têm se mostrado a melhor solução possível em ambos os sentidos, como podemos ver no infográfico a seguir.

E o fato é que os transformadores a óleo apresentam melhor desempenho sob altas cargas elétricas, permitindo-lhes responder apesar de quaisquer sobretensões que possam existir na rede. Além disso, devido ao seu tipo de isolamento, apresentam maior resistência ao superaquecimento típico de situações de estresse térmico; algo que também se traduz em maior durabilidade, suportando melhor tanto sobrecargas quanto transientes de tensão.

Transformadores dielétricos líquidos e custos de instalação e manutenção

Tão importante quanto o ponto anterior é o custo que a instalação e manutenção de um elemento crítico da rede, como um transformador, acarreta para os operadores e usuários da rede. Nesse sentido, transformadores imersos em dielétrico líquido são claramente mais competitivos em relação aos seus equivalentes secos. Não em vão, o fato de não necessitarem de um invólucro de proteção reduz significativamente seu custo desde o início; Algo que também se extrapola para o fato de que, por não necessitarem de acessórios de refrigeração – devido às propriedades térmicas do óleo – conseguem melhor refrigeração e dissipação de calor a um custo menor.

Por outro lado, este tipo de transformador é extremamente fácil de instalar e manter em condições externas e não requer invólucros adicionais para protegê-lo das intempéries. Isso também se traduz em uma vida útil mais longa na substituição do líquido dielétrico (em modelos de alta potência) e menos manutenção devido à baixa taxa de perda de isolamento durante o serviço.

Por todas essas razões, o TCO – custo total de propriedade – de um transformador dielétrico com isolamento líquido é muito menor do que o de seus equivalentes secos, que acabam sendo mais caros e mais custosos de manter.

Transformadores dielétricos líquidos e critérios de sustentabilidade

No entanto, se falamos de critérios relevantes, a sustentabilidade ou critérios ambientais acaba por ser um dos mais importantes. A eletrificação da nossa economia deve basear-se em redes elétricas sustentáveis ​​e eficientes, algo para o qual contribui a tipologia construtiva dos transformadores.

Assim, observamos que os transformadores submersos têm um menor impacto acústico durante a utilização graças ao menor nível de indução exigido pelo óleo, afetando em menor grau a vida à sua volta. Da mesma forma, e em relação aos fenômenos climáticos agudos causados ​​pelas mudanças climáticas, esses tipos de transformadores são menos sensíveis ao meio ambiente, portanto, o risco de serem afetados por inundações ou tempestades é significativamente reduzido. Um ponto que os torna especialmente competitivos nas áreas com alto risco de inundações.

Se pararmos para analisar o ciclo de vida do produto, algo que nos permitirá saber se a solução tecnológica nos acompanhará de forma sustentável, os transformadores submersos apresentam um LCA (análise de ciclo de vida) com menor impacto na categoria principal Potencial de Aquecimento Global (Pegada de Carbono). Além disso, apresenta maior eficiência durante a fase de uso, que representa o principal impacto do LCA (90%), e registros de carga superiores aos indicados pelo próprio índice, o que se traduz em um desempenho ainda maior do ponto de vista da eficiência energética.

É por isso que os transformadores submersos se tornaram a opção mais popular na rede elétrica. Tem interesse em saber mais sobre as vantagens técnicas deste tipo de isolamento? Entre em contato conosco para que possamos ajudá-lo com seu projeto: