Transformatory z izolacją suchą

Transformatory suche to transformatory chłodzone powietrzem. Ciepło z nagrzanych części takich transformatorów jest odprowadzane przez naturalne prądy powietrza. W przypadku transformatorów o mocy do 2500 kW i napięciu uzwojenia do 15 kV takie swobodne chłodzenie jest wystarczające.

Transformatory tego typu znajdują zastosowanie w miejscach, w których obowiązują podwyższone wymagania dotyczące bezpieczeństwa ludzi i urządzeń. Mocne suche transformatory są stosowane: w przemysłowych zakładach metalurgicznych, w przemyśle naftowym, w przemyśle celulozowo-papierniczym, w budowie maszyn, a także w zasilaniu budynków użyteczności publicznej, budowli i transportu.

Uzwojenia niskiego napięcia (NN) i wysokiego napięcia (WN) transformatora są zamknięte w obudowie ochronnej, a głównym czynnikiem chłodzącym i izolującym jest dla nich powietrze atmosferyczne. Powietrze w porównaniu z olejem ma znacznie gorsze właściwości izolacyjne, dlatego wymagania dotyczące izolacji suchych uzwojeń transformatora są znacznie wyższe.

Transformatory te instaluje się tylko w suchych, zamkniętych pomieszczeniach (wilgotność nie większa niż 80%), ponieważ ich uzwojenia są zawilgocone w kontakcie z powietrzem, aw celu zmniejszenia higroskopijności uzwojeń są dodatkowo impregnowane specjalnymi lakierami.

Transformatory suche są dostępne w trzech różnych wersjach: cewka otwarta, cewka monolityczna i cewka odlewana.

Transformatory z otwartym uzwojeniem są impregnowane żywicą próżniowo-ciśnieniową i posiadają powłokę izolacyjną o grubości do 0,2 mm, co zapewnia zarówno wysoką izolacyjność, jak i ochronę środowiska, przy jednoczesnym zachowaniu bardzo wydajnego chłodzenia cewek.

Do efektywnego chłodzenia uzwojeń zastosowano specjalne profile izolacyjne oraz izolatory porcelanowe o dużej wytrzymałości, które tworzą poziome i pionowe kanały chłodzące, a dzięki konwekcji zapewniona jest tutaj odporność na zanieczyszczenia.

Monolityczna konstrukcja odlewana jest w wysokiej próżni, a podczas eksploatacji taki odlew epoksydowy nie wydziela żadnych produktów, co pozwala na swobodne stosowanie transformatora tam, gdzie podwyższone są wymagania dotyczące bezpieczeństwa środowiskowego i przeciwpożarowego, np. agresywne elektryczne warunki pracy urządzenia.

Izolacja przewodów zapewnia wysoką wytrzymałość elektryczną, a paski bandażowe gwarantują wytrzymałość po impregnacji lakierem i wypalaniu, zapewniając wysoką wytrzymałość mechaniczną. Technologia ta pozwala na długotrwałe użytkowanie sprzętu w trybach cyklicznych obciążeń termicznych bez ryzyka utraty właściwości elektrycznych izolacji.

Specjalne wypełniacze do produkcji cewek odlewanych zapewniają lepsze właściwości mechaniczne, ognioodporne i przewodzące ciepło, dzięki czemu sama technologia nadaje sztywność konstrukcji. Zastosowanie uzwojenia odlewanego umożliwia uzyskanie transformatora o dopuszczalnych gabarytach do pracy w sieciach wysokiego napięcia.

Jednak są też wady: masa materiału izolacyjnego jest duża i występują niejednorodności, przez co istnieje możliwość wyładowań niezupełnych, utrudnione jest również chłodzenie uzwojeń wysokiego napięcia. Wraz ze spadkiem temperatury w izolacji często pojawiają się naprężenia mechaniczne.

Transformatory suche mają wiele zalet transformatory olejowe:

• nie wymagają kosztów konserwacji: nie wymagają czyszczenia i wymiany oleju.

• zwrot z inwestycji: w porównaniu do odpowiedników olejowanych odpowiednio zwiększa się przekrój przewodów i obwód magnetyczny, zmniejsza się obciążenie elektromagnetyczne materiałów aktywnych, co przy wzroście napięcia na uzwojeniach i przy dużych mocach ma bardzo ekonomiczny efekt. Nowe niepalne materiały żaroodporne mają na celu zwiększenie użytecznych obciążeń elektromagnetycznych i zmniejszenie kosztów materiałów aktywnych.

• wysokie bezpieczeństwo: temperatura pracy wzrasta dzięki zastosowaniu azbestu lub włókna szklanego jako materiałów izolacyjnych;

• posiada osłonę ochronną;

• zastosowanie w suchych pomieszczeniach o wysokich wymaganiach przeciwpożarowych.