În calitate de reprezentant al echipamentelor de distribuție a energiei fără ulei-, principiile de proiectare a transformatoarelor de tip uscat-se învârt în jurul a trei obiective principale: siguranță și fiabilitate, disipare eficientă a căldurii și adaptabilitate la mediu. Printr-o structură electromagnetică rațională, un sistem avansat de izolație și o schemă optimizată de disipare a căldurii, se realizează o transmisie stabilă a puterii și o funcționare pe termen lung-.
La nivel de proiectare electromagnetică, transformatoarele de tip-uscat urmează legea inducției electromagnetice, realizând transformarea tensiunii prin raportul de spire al înfășurărilor primare și secundare. Miezul folosește table de oțel siliciu orientate-la rece-laminate la rece cu permeabilitate ridicată, iar stivuirea în mai multe etape reduce pierderile de curenți turbionari și pierderile prin histerezis, îmbunătățind eficiența fără sarcină. Înfășurările folosesc conductori de cupru sau aluminiu, cu secțiuni transversale-proiectate în funcție de cerințele de capacitate și densitate de curent și o distribuție rezonabilă a spirelor pentru a menține densitatea fluxului magnetic și densitatea curentului în intervalul economic de funcționare, reducând generarea de căldură și consumul de energie. Designul electromagnetic trebuie să ia în considerare, de asemenea, potrivirea impedanței de scurt{10}}circuit pentru a asigura limitarea eficientă a curentului de scurt-circuit în timpul defecțiunilor sistemului, protejând echipamentele și rețeaua electrică.
Designul izolației este diferența esențială dintre transformatoarele de tip uscat-și transformatoarele-immerse în ulei. Sistemul său de izolație este compus în principal din materiale solide, utilizând în mod obișnuit turnarea în vid cu rășină epoxidică, încapsulare cu rășină armată cu fibră de sticlă sau folie de ambalare rezistentă la temperaturi ridicate-. Transformatoarele de tip rășină epoxidică încapsulează înfășurările în întregime în timpul producției, formând o structură de izolație integrală-mecanică-de înaltă rezistență,-umiditate și-rezistență la poluare, care poate rezista la medii dure, cum ar fi umiditatea și poluarea. În timpul proiectării, materialele de izolație rezistente la căldură trebuie selectate în funcție de clasa de temperatură de funcționare (de exemplu, B, F, H) pentru a se asigura că izolația nu se îmbătrânește sau se deteriorează în timpul funcționării pe termen lung și pentru a menține o marjă de izolație suficientă pentru a face față supratensiunilor tranzitorii.
Designul de disipare a căldurii afectează direct capacitatea de încărcare și durata de viață a transformatorului. Transformatoarele de tip uscat-se bazează pe aer ca mediu de răcire și sunt împărțite în răcire naturală cu aer (AN) și răcire cu aer forțat (AF). În structurile naturale de răcire, căldura este disipată în mod natural prin convecție, prin optimizarea aranjamentului miezului și a înfășurărilor, mărind zona de disipare a căldurii și prin crearea unor conducte de aer rezonabile. În structurile de răcire forțată, se adaugă ventilatoare cu debit axial sau ventilatoare centrifuge pentru a crește viteza fluxului de aer, ceea ce poate îmbunătăți capacitatea de încărcare pe termen scurt sau continuă la aceeași creștere a temperaturii. Procesul de proiectare necesită calcularea rețelei de rezistență termică, potrivirea rezistenței termice a izolației cu temperatura ambiantă și asigurarea faptului că temperatura punctului cel mai fierbinte nu depășește limita.
Proiectarea protecției structurale este la fel de importantă. Carcasa exterioară folosește oțel-laminat la rece sau oțel galvanizat, oferind protecție mecanică și un anumit grad de ecranare electromagnetică. Gradele de protecție variază de la IP00 la IP54, în funcție de mediul de instalare, prevenind pătrunderea de obiecte străine, umiditate sau gaze corozive. Suporturile și elementele de fixare interne trebuie să aibă o rezistență seismică bună pentru a reduce impactul vibrațiilor de transport și operaționale asupra izolației și a componentelor conductoare.
În plus, designul transformatorului de tip uscat-încorporează concepte de siguranță și protecție a mediului, eliminând uleiul izolator pentru a elimina riscurile de scurgeri și explozie și pentru a reduce pericolele de poluare în timpul întreținerii. Simultan, materialele cu pierderi reduse-și structurile eficiente de disipare a căldurii îmbunătățesc eficiența energetică, îndeplinind cerințele de conservare a energiei și de reducere a emisiilor.
În general, principiul de proiectare al transformatoarelor de tip uscat-căută echilibrul optim între performanța electromagnetică, fiabilitatea izolației, eficiența disipării căldurii și protecția structurală. Prin optimizarea colaborativă multidisciplinară, echipamentul realizează avantaje cuprinzătoare în materie de siguranță la incendiu, adaptabilitate la mediu și economie operațională, oferind o soluție ecologică și robustă de distribuție a energiei pentru sistemele de alimentare moderne.