In che modo i trasformatori asciutti gestiscono l'alta tensione e la corrente senza surriscaldamento?

Trasformatori secchi Gestire l'alta tensione e la corrente senza surriscaldamento attraverso diverse caratteristiche e principi di progettazione chiave che garantiscono un funzionamento efficiente e una gestione efficace del calore. Questi includono la costruzione, l'isolamento, i metodi di raffreddamento del trasformatore.
Core magnetico: il nucleo di un trasformatore a secco è in genere realizzato in acciaio di silicio di alta qualità o altri materiali magnetici progettati per trasportare il flusso magnetico generato dall'avvolgimento primario. Questo materiale core aiuta a garantire un efficiente trasferimento di energia tra gli avvolgimenti e minimizza le perdite, il che aiuta a prevenire un'eccessiva generazione di calore.
Basse perdite: i materiali core ad alte prestazioni sono progettati per ridurre al minimo le perdite di core (isteresi e perdite di corrente parassita), che contribuiscono al calore nei trasformatori. Le perdite più basse nel nucleo significano che meno energia viene sprecata come calore.
Conduttori: gli avvolgimenti nei trasformatori a secco sono realizzati con materiali ad alta conduttività, in genere rame o alluminio. Questi materiali consentono un flusso di corrente efficiente, riducendo la resistenza elettrica e quindi minimizzando il calore generato da perdite resistive (perdite I²R).
Isolamento: i trasformatori a secco utilizzano materiali isolanti appositamente progettati (come resina, resina epossidica o VPI - impregnazione della pressione del vuoto) per prevenire i cortometraggi elettrici tra le curve dell'avvolgimento. Un adeguato isolamento aiuta anche a gestire la temperatura interna migliorando la resistenza termica degli avvolgimenti.
Raffreddamento ad aria naturale (AN): molti trasformatori a secco si affidano al raffreddamento della convezione naturale (indicato come un - aria naturale), dove l'aria ambiente attorno al trasformatore dissipa il calore. Il design del trasformatore è ottimizzato per consentire all'aria di circolare attorno agli avvolgimenti e al nucleo, il che aiuta a raffreddare il trasformatore mentre opera.
I trasformatori sono spesso progettati con aperture di ventilazione o condotti di raffreddamento per migliorare il flusso d'aria e migliorare la dissipazione del calore.
Raffreddamento ad aria forzata (AF): in alcuni casi, in particolare per i trasformatori ad alta capacità o ad alta potenza, viene utilizzato il raffreddamento ad aria forzata. Ciò comporta l'uso di ventole o soffiatori per spostare l'aria sul nucleo del trasformatore e gli avvolgimenti più rapidamente, il che aumenta il tasso di trasferimento di calore e impedisce il surriscaldamento del trasformatore.
I sistemi di raffreddamento forzato vengono generalmente utilizzati quando un trasformatore opera a livelli di carico più elevati e genera più calore.
Isolamento della classe termica: i trasformatori a secco utilizzano materiali di isolamento della classe termica valutato per resistere a temperature più elevate. Ad esempio, la resina epossidica utilizzata in molti trasformatori a secco può gestire temperature fino a 220 ° C, a seconda della classe di isolamento. Queste valutazioni ad alta temperatura aiutano a garantire che il trasformatore non si surriscalda anche se sottoposto ad alte correnti e tensioni.
Protezione del sovraccarico termico: alcuni trasformatori a secco sono dotati di sensori di temperatura o dispositivi di protezione termica che monitorano la temperatura degli avvolgimenti. Se la temperatura aumenta oltre una soglia sicura, questi dispositivi possono innescare allarmi o arresti automatici per evitare danni dovuti al surriscaldamento.
Regolamento del carico: i trasformatori a secco sono progettati per funzionare in modo efficiente in una determinata gamma di condizioni di carico. Quando un trasformatore è sottovalutato, potrebbe non generare abbastanza calore per causare preoccupazioni, mentre il sovraccarico può comportare un calore eccessivo. I trasformatori a secco sono in genere classificati per condizioni di carico specifiche e il funzionamento entro questi limiti assicura che non si surriscaldano.
Limitazione di corrente: la progettazione di trasformatori a secco assicura che la corrente che scorre attraverso gli avvolgimenti rimanga entro limiti gestibili, prevenendo il riscaldamento eccessivo. Ciò si ottiene spesso progettando il trasformatore per la tensione specifica e i requisiti di corrente dell'applicazione, garantendo che il carico elettrico sia bilanciato.3