Μετασχηματιστές με ξηρή μόνωση

Οι μετασχηματιστές ξηρού τύπου είναι αερόψυκτοι μετασχηματιστές. Η θερμότητα από τα θερμαινόμενα μέρη τέτοιων μετασχηματιστών απομακρύνεται από φυσικά ρεύματα αέρα. Για μετασχηματιστές με ισχύ έως 2500 kW με τάση περιέλιξης έως 15 kV, μια τέτοια ελεύθερη ψύξη είναι αρκετά επαρκής.

Τέτοιοι μετασχηματιστές βρίσκουν την εφαρμογή τους σε χώρους όπου υπάρχουν αυξημένες απαιτήσεις για την ασφάλεια των ανθρώπων και του εξοπλισμού. Χρησιμοποιούνται ισχυροί ξηροί μετασχηματιστές: σε βιομηχανικές μεταλλουργικές επιχειρήσεις, στη βιομηχανία πετρελαίου, στη βιομηχανία χαρτοπολτού και χαρτιού, στην κατασκευή μηχανών, καθώς και στην παροχή ρεύματος δημόσιων κτιρίων, κατασκευών και μεταφορών.

Οι περιελίξεις χαμηλής τάσης (LV) και υψηλής τάσης (HV) του μετασχηματιστή περικλείονται σε ένα προστατευτικό περίβλημα και ο ατμοσφαιρικός αέρας χρησιμεύει ως το κύριο ψυκτικό και μονωτικό μέσο για αυτά. Σε σύγκριση με το πετρέλαιο, ο αέρας έχει σημαντικά χειρότερες μονωτικές ιδιότητες, γι' αυτό και οι απαιτήσεις για μόνωση ξηρών περιελίξεων μετασχηματιστή είναι πολύ υψηλότερες.

Αυτοί οι μετασχηματιστές εγκαθίστανται μόνο σε ξηρούς, κλειστούς χώρους (υγρασία όχι μεγαλύτερη από 80%), επειδή οι περιελίξεις τους υγραίνονται σε επαφή με τον αέρα και για να μειωθεί η υγροσκοπικότητα των περιελίξεων, εμποτίζονται επιπλέον με ειδικά βερνίκια.

Οι μετασχηματιστές ξηρού τύπου διατίθενται σε τρία διαφορετικά σχέδια: ανοιχτό πηνίο, μονολιθικό πηνίο και χυτό πηνίο.

Οι μετασχηματιστές ανοιχτής περιέλιξης είναι εμποτισμένοι με ρητίνη πίεσης κενού και έχουν μονωτική επίστρωση πάχους έως 0,2 mm, η οποία εξασφαλίζει υψηλή μόνωση και προστασία του περιβάλλοντος, ενώ η ψύξη των πηνίων παραμένει πολύ αποτελεσματική.

Για την αποτελεσματική ψύξη των περιελίξεων, χρησιμοποιούνται ειδικά μονωτικά προφίλ και μονωτήρες πορσελάνης υψηλής αντοχής, που σχηματίζουν οριζόντια και κάθετα κανάλια ψύξης και χάρη στη μεταφορά, εξασφαλίζεται εδώ η αντοχή στη μόλυνση.

Η μονολιθική κατασκευή χυτεύεται σε υψηλό κενό και κατά τη λειτουργία μια τέτοια εποξειδική χύτευση δεν απελευθερώνει προϊόντα, γεγονός που επιτρέπει στον μετασχηματιστή να χρησιμοποιείται ελεύθερα όπου αυξάνονται οι απαιτήσεις για περιβαλλοντική και πυρασφάλεια, για παράδειγμα, σε ενσωματωμένους υποσταθμούς με εξοπλισμός επιθετικών ηλεκτρικών συνθηκών λειτουργίας.

Η μόνωση των συρμάτων εξασφαλίζει υψηλή ηλεκτρική αντοχή και οι λωρίδες επιδέσμου εγγυώνται αντοχή μετά τον εμποτισμό και το ψήσιμο του βερνικιού, παρέχοντας υψηλή μηχανική αντοχή. Αυτή η τεχνολογία επιτρέπει τη μακροχρόνια χρήση του εξοπλισμού σε καταστάσεις κυκλικών θερμικών φορτίων χωρίς τον κίνδυνο απώλειας της μόνωσης των ηλεκτρικών του χαρακτηριστικών.

Τα ειδικά πληρωτικά για την παραγωγή χυτών πηνίων παρέχουν βελτιωμένες μηχανικές, ανθεκτικές στη φωτιά και θερμοαγωγικές ιδιότητες, επομένως η ίδια η τεχνολογία δίνει στη δομή ακαμψία. Η χρήση μιας χυτής περιέλιξης καθιστά δυνατή την απόκτηση ενός μετασχηματιστή αποδεκτών διαστάσεων για λειτουργία σε δίκτυα υψηλής τάσης.

Ωστόσο, υπάρχουν και μειονεκτήματα: η μάζα του μονωτικού υλικού είναι μεγάλη και υπάρχουν ανομοιογένειες, λόγω των οποίων υπάρχει πιθανότητα μερικών εκκενώσεων, ενώ είναι επίσης δύσκολη η ψύξη των περιελίξεων υψηλής τάσης. Καθώς η θερμοκρασία πέφτει, συχνά εμφανίζονται μηχανικές καταπονήσεις στη μόνωση.

Οι μετασχηματιστές ξηρού τύπου έχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με μετασχηματιστές λαδιού:

• δεν απαιτούν έξοδα συντήρησης: δεν χρειάζεται καθαρισμός και αλλαγή λαδιού.

• απόδοση επένδυσης: σε σύγκριση με τα αντίστοιχα με λάδι, η διατομή των καλωδίων και του μαγνητικού κυκλώματος αυξάνεται ανάλογα, το ηλεκτρομαγνητικό φορτίο στα ενεργά υλικά μειώνεται, γεγονός που με την αύξηση της τάσης στις περιελίξεις και στις υψηλές ισχύς έχει πολύ οικονομικό αποτέλεσμα. Τα νέα ανθεκτικά στη θερμότητα άκαυστα υλικά αυξάνουν τα χρήσιμα ηλεκτρομαγνητικά φορτία και μειώνουν το κόστος των ενεργών υλικών.

• υψηλή ασφάλεια: η θερμοκρασία εργασίας αυξάνεται λόγω της χρήσης αμιάντου ή υαλοβάμβακα ως μονωτικών υλικών.

• έχει προστατευτικό κάλυμμα.

• εφαρμόζεται σε ξηρούς χώρους με υψηλές απαιτήσεις πυρασφάλειας.