Hvordan håndterer tørre transformatorer høyspenning og strøm uten overoppheting?

Tørre transformatorer Håndter høyspenning og strøm uten overoppheting gjennom flere viktige designfunksjoner og prinsipper som sikrer effektiv drift og effektiv varmehåndtering. Disse inkluderer transformatorens konstruksjon, isolasjon, kjølemetoder og materielle valg.
Magnetisk kjerne: Kjernen i en tørr transformator er vanligvis laget av silisiumstål av høy kvalitet eller andre magnetiske materialer som er designet for å bære magnetisk fluks generert av den primære viklingen. Dette kjernematerialet hjelper til med å sikre effektiv energioverføring mellom viklingene og minimerer tap, noe som hjelper til med å forhindre overdreven varmeproduksjon.
Lave tap: Høyt ytelse kjernematerialer er designet for å minimere kjernetap (hysterese og virvelstrømstap), som er viktige bidragsytere til å varme i transformatorer. Lavere tap i kjernen betyr at mindre energi er bortkastet som varme.
Ledere: Viklingene i tørre transformatorer er laget av materialer med høy ledelse, typisk kobber eller aluminium. Disse materialene tillater effektiv strømstrøm, reduserer elektrisk motstand og minimerer dermed varme generert ved resistive tap (I²R -tap).
Isolasjon: Tørre transformatorer bruker spesialdesignede isolasjonsmaterialer (for eksempel harpiks, epoksy eller VPI - vakuumtrykksimpregnering) for å forhindre elektriske shorts mellom svingene på viklingen. Riktig isolasjon hjelper også til å håndtere den indre temperaturen ved å forbedre den termiske motstanden til viklingene.
Naturlig luftkjøling (AN): Mange tørre transformatorer er avhengige av naturlig konveksjonskjøling (referert til som en - luft naturlig), der den omgivende luften rundt transformatoren forsvinner varmen. Utformingen av transformatoren er optimalisert for å la luft sirkulere rundt viklingene og kjernen, noe som hjelper til med å avkjøle transformatoren når den fungerer.
Transformatorer er ofte designet med ventilasjonsåpninger eller kjølekanaler for å forbedre luftstrømmen og forbedre varmeavledningen.
Tvangsluftkjøling (AF): I noen tilfeller, spesielt for høykapasitet eller transformatorer med høy effekt, brukes tvangsluftkjøling. Dette innebærer å bruke vifter eller blåsere for å bevege luft over transformatorens kjerne og viklinger raskere, noe som øker hastigheten på varmeoverføring og holder transformatoren fra overoppheting.
Tvangskjølesystemer brukes vanligvis når en transformator opererer med høyere belastningsnivå og genererer mer varme.
Termisk klasseisolasjon: Tørre transformatorer bruker isolasjonsmaterialer for termisk klasse som er vurdert for å tåle høyere temperaturer. For eksempel kan epoksyharpiks brukt i mange tørre transformatorer håndtere temperaturer opp til 220 ° C, avhengig av isolasjonsklassen. Disse rangeringene med høy temperatur er med på å sikre at transformatoren ikke overopphetes selv når de blir utsatt for høye strømmer og spenninger.
Termisk overbelastningsbeskyttelse: Noen tørre transformatorer er utstyrt med temperatursensorer eller termiske beskyttelsesinnretninger som overvåker temperaturen på viklingene. Hvis temperaturen stiger utover en sikker terskel, kan disse enhetene utløse alarmer eller automatiske nedleggelser for å forhindre skade på grunn av overoppheting.
Belastningsregulering: Tørre transformatorer er designet for å fungere effektivt innenfor et visst område av belastningsforhold. Når en transformator er underbelastet, kan det hende at den ikke genererer nok varme til å forårsake bekymringer, mens overbelastning kan føre til overdreven varme. Tørre transformatorer er vanligvis vurdert for spesifikke belastningsforhold, og å betjene dem innenfor disse grensene sikrer at de ikke overopphetes.
Nåværende begrensning: Utformingen av tørre transformatorer sikrer at strømmen som strømmer gjennom viklingene holder seg innenfor håndterbare grenser, og forhindrer overdreven oppvarming. Dette oppnås ofte ved å designe transformatoren for den spesifikke spenningen og strømkravene i applikasjonen, og sikre at den elektriske belastningen er balansert.3