Droog geïsoleerde transformatoren

Transformatoren van het droge type zijn luchtgekoelde transformatoren. De warmte van de verwarmde delen van dergelijke transformatoren wordt afgevoerd door natuurlijke luchtstromen. Voor transformatoren met een vermogen tot 2500 kW met een wikkelspanning tot 15 kV is een dergelijke vrije koeling voldoende.

Dergelijke transformatoren vinden hun toepassing op plaatsen waar verhoogde eisen worden gesteld aan de veiligheid van mens en materieel. Krachtige droge transformatoren worden gebruikt: in industriële metallurgische ondernemingen, in de petroleumindustrie, in de pulp- en papierindustrie, in de machinebouw, maar ook in de stroomvoorziening van openbare gebouwen, constructies en transport.

De laagspannings- (LV) en hoogspanningswikkelingen (HV) van de transformator zijn ingesloten in een beschermende behuizing en atmosferische lucht dient als het belangrijkste koel- en isolatiemedium voor hen. In vergelijking met olie heeft lucht aanzienlijk slechtere isolerende eigenschappen, daarom zijn de eisen voor isolatie van droge transformatorwikkelingen veel hoger.

Deze transformatoren worden alleen geïnstalleerd in droge, gesloten ruimtes (vochtigheid niet hoger dan 80%), omdat hun wikkelingen worden bevochtigd in contact met lucht en om de hygroscopiciteit van de wikkelingen te verminderen, zijn ze bovendien geïmpregneerd met speciale vernissen.

Transformatoren van het droge type zijn verkrijgbaar in drie verschillende uitvoeringen: open spoel, monolithische spoel en gegoten spoel.

Open gewikkelde transformatoren zijn geïmpregneerd met vacuümdrukhars en hebben een isolerende coating tot 0,2 mm dik, wat zorgt voor zowel hoge isolatie als bescherming tegen het milieu, terwijl de koeling van de spoelen zeer efficiënt blijft.

Voor een effectieve koeling van de wikkelingen worden speciale isolatieprofielen en zeer sterke porseleinen isolatoren gebruikt, die horizontale en verticale koelkanalen vormen, en dankzij convectie is hier weerstand tegen vervuiling verzekerd.

De monolithische constructie is gegoten in een hoog vacuüm en tijdens bedrijf komt er bij dergelijk epoxygieten geen product vrij, waardoor de transformator vrij kan worden gebruikt waar de eisen voor milieu- en brandveiligheid worden verhoogd, bijvoorbeeld in ingebouwde onderstations met apparatuur voor agressieve elektrische bedrijfsomstandigheden.

De isolatie van de draden zorgt voor een hoge elektrische sterkte en de verbandstrips garanderen sterkte na het impregneren en bakken met lak, wat zorgt voor een hoge mechanische sterkte. Deze technologie maakt langdurig gebruik van de apparatuur in modi van cyclische thermische belasting mogelijk zonder het risico van verlies van isolatie van de elektrische eigenschappen.

Speciale vulstoffen voor de productie van gegoten spoelen zorgen voor verbeterde mechanische, brandwerende en warmtegeleidende eigenschappen, waardoor de technologie zelf de structuur stijfheid geeft. Het gebruik van een gegoten wikkeling maakt het mogelijk om een ​​transformator van acceptabele afmetingen te verkrijgen voor gebruik in hoogspanningsnetwerken.

Er zijn echter ook nadelen: de massa van het isolatiemateriaal is groot en er zijn inhomogeniteiten, waardoor gedeeltelijke ontladingen mogelijk zijn, en ook het koelen van de hoogspanningswikkelingen is moeilijk. Naarmate de temperatuur daalt, treden er vaak mechanische spanningen op in de isolatie.

Transformatoren van het droge type hebben een aantal voordelen ten opzichte van olie transformatoren:

• vereisen geen onderhoudskosten: reinigen en verversen van de olie is niet nodig.

• rendement op investering: in vergelijking met geoliede tegenhangers neemt de doorsnede van de draden en het magnetische circuit dienovereenkomstig toe, neemt de elektromagnetische belasting van de actieve materialen af, wat bij toenemende spanning op de wikkelingen en bij hoge vermogens een zeer economisch effect heeft. Nieuwe hittebestendige onbrandbare materialen werken om bruikbare elektromagnetische belastingen te verhogen en actieve materiaalkosten te verlagen.

• hoge veiligheid: de werktemperatuur stijgt door het gebruik van asbest of glasvezel als isolatiemateriaal;

• heeft een beschermhoes;

• toepasbaar in droge ruimtes met hoge eisen aan brandveiligheid.