Принципы проектирования сухих-трансформаторов, являющихся представителями безмасляного распределительного оборудования, основаны на трех основных целях: безопасность и надежность, эффективное рассеивание тепла и адаптация к окружающей среде. Благодаря рациональной электромагнитной конструкции, усовершенствованной системе изоляции и оптимизированной схеме рассеивания тепла достигаются стабильная передача энергии и долгосрочная-работа.
На уровне электромагнитной конструкции трансформаторы сухого-типа подчиняются закону электромагнитной индукции, обеспечивая преобразование напряжения за счет соотношения витков первичной и вторичной обмоток. В сердечнике используются холоднокатаные-листы кремнистой стали с высокой-проницаемостью,-ориентированной текстурой, а много-этапная укладка снижает потери на вихревые токи и потери на гистерезис, повышая эффективность на холостом ходу. В обмотках используются медные или алюминиевые проводники с поперечным-сечением, рассчитанным в соответствии с требованиями к мощности и плотности тока, а также разумным распределением витков, чтобы поддерживать плотность магнитного потока и плотность тока в экономичном рабочем диапазоне, снижая выделение тепла и потребление энергии. В электромагнитной конструкции также необходимо учитывать согласование импеданса короткого-замыкания, чтобы обеспечить эффективное ограничение тока короткого-замыкания во время сбоев системы, защищая оборудование и электросеть.
Конструкция изоляции — ключевое различие между сухими-трансформаторами и масляными-трансформаторами. Его изоляционная система в основном состоит из твердых материалов, обычно с использованием вакуумного литья из эпоксидной смолы, герметизации смолой, армированной стекловолокном, или обертывания высоко-термостойкой пленкой. Трансформаторы типа эпоксидной смолы герметизируют обмотки целиком во время производства, образуя высоко-механическую-прочную, влаго-и защищенную от загрязнения- целостную изоляционную структуру, которая может противостоять суровым условиям окружающей среды, таким как влажность и загрязнение. При проектировании термостойкие изоляционные материалы-должны выбираться в соответствии с классом рабочей температуры (например, B, F, H), чтобы гарантировать, что изоляция не стареет и не ухудшается при длительной-эксплуатации, а также поддерживать достаточный запас изоляции, позволяющий выдерживать переходные перенапряжения.
Конструкция рассеивания тепла напрямую влияет на нагрузочную способность и срок службы трансформатора. Трансформаторы сухого-типа используют воздух в качестве охлаждающей среды и подразделяются на естественное воздушное охлаждение (AN) и принудительное воздушное охлаждение (AF). В конструкциях с естественным охлаждением тепло рассеивается естественным путем посредством конвекции за счет оптимизации расположения сердечника и обмоток, увеличения площади рассеивания тепла и установки разумных воздуховодов. В конструкциях с принудительным охлаждением для увеличения скорости воздушного потока добавляются осевые или центробежные вентиляторы, что может улучшить кратковременную- или постоянную нагрузочную способность при том же повышении температуры. Процесс проектирования требует расчета сети теплового сопротивления, сопоставления номинального значения теплостойкости изоляции с температурой окружающей среды и обеспечения того, чтобы температура самой горячей точки не превышала предел.
Проектирование структурной защиты не менее важно. Внешняя оболочка изготовлена из холоднокатаной-стали или оцинкованной стали, обеспечивающей механическую защиту и определенную степень электромагнитного экранирования. Степень защиты варьируется от IP00 до IP54, в зависимости от условий установки, что предотвращает проникновение посторонних предметов, влаги или агрессивных газов. Внутренние опоры и крепежные детали должны обладать хорошей сейсмостойкостью для снижения воздействия транспортировочных и эксплуатационных вибраций на изоляцию и токопроводящие компоненты.
Кроме того, конструкция трансформатора сухого-типа учитывает концепции безопасности и защиты окружающей среды, исключая использование изолирующего масла, чтобы исключить риски утечек и взрывов, а также снизить опасность загрязнения во время технического обслуживания. В то же время материалы с низкими-потерями и эффективные конструкции рассеивания тепла повышают энергоэффективность, отвечая требованиям энергосбережения и сокращения выбросов.
В целом, принцип проектирования сухих трансформаторов-типа направлен на поиск оптимального баланса между электромагнитными характеристиками, надежностью изоляции, эффективностью рассеивания тепла и структурной защитой. Благодаря междисциплинарной совместной оптимизации оборудование достигает комплексных преимуществ в области пожарной безопасности, экологической адаптации и эксплуатационной экономичности, обеспечивая экологически чистое и надежное решение по распределению электроэнергии для современных энергосистем.