En tant que représentant des équipements de distribution électrique-sans huile, les principes de conception des transformateurs de type sec-s'articulent autour de trois objectifs principaux : la sécurité et la fiabilité, la dissipation thermique efficace et l'adaptabilité environnementale. Grâce à une structure électromagnétique rationnelle, un système d'isolation avancé et un système de dissipation thermique optimisé, une transmission de puissance stable et un fonctionnement à long terme sont obtenus.
Au niveau de la conception électromagnétique, les transformateurs de type sec- suivent la loi de l'induction électromagnétique, réalisant une transformation de tension grâce au rapport de spires des enroulements primaire et secondaire. Le noyau utilise des tôles d'acier au silicium orientées à grain laminé à froid-à haute -perméabilité-, et l'empilement en plusieurs-étages réduit les pertes par courants de Foucault et les pertes par hystérésis, améliorant ainsi l'efficacité à vide-de charge. Les enroulements utilisent des conducteurs en cuivre ou en aluminium, avec des sections transversales-conçues en fonction des exigences de capacité et de densité de courant, et une répartition raisonnable des spires pour maintenir la densité de flux magnétique et la densité de courant dans la plage de fonctionnement économique, réduisant ainsi la génération de chaleur et la consommation d'énergie. La conception électromagnétique doit également prendre en compte l'adaptation d'impédance de court-circuit-pour garantir une limitation efficace du courant de court-circuit-en cas de panne du système, protégeant ainsi les équipements et le réseau électrique.
La conception de l'isolation constitue la principale différence entre les transformateurs de type sec-et les transformateurs immergés dans l'huile-. Son système d'isolation est principalement composé de matériaux solides, utilisant généralement un moulage sous vide de résine époxy, une encapsulation de résine renforcée de fibre de verre ou un film d'emballage résistant aux températures élevées. Les transformateurs de type résine époxy encapsulent les enroulements dans leur ensemble pendant la fabrication, formant une structure isolante intégrale à haute -résistance mécanique-, résistante à l'humidité-et à la pollution-qui peut résister aux environnements difficiles tels que l'humidité et la pollution. Lors de la conception, les matériaux d'isolation résistants à la chaleur-doivent être sélectionnés en fonction de la classe de température de fonctionnement (par exemple, B, F, H) pour garantir que l'isolation ne vieillit pas ou ne se détériore pas en cas de fonctionnement à long-et pour maintenir une marge d'isolation suffisante pour faire face aux surtensions passagères.
La conception de la dissipation thermique affecte directement la capacité de charge et la durée de vie du transformateur. Les transformateurs de type sec-utilisent l'air comme moyen de refroidissement et sont divisés en refroidissement par air naturel (AN) et refroidissement par air forcé (AF). Dans les structures de refroidissement naturel, la chaleur est dissipée naturellement par convection en optimisant la disposition du noyau et des enroulements, en augmentant la zone de dissipation thermique et en mettant en place des conduits d'air raisonnables. Dans les structures de refroidissement forcé, des ventilateurs axiaux ou des ventilateurs centrifuges sont ajoutés pour augmenter la vitesse du flux d'air, ce qui peut améliorer la capacité de charge à court -terme ou continue avec la même augmentation de température. Le processus de conception nécessite de calculer le réseau de résistance thermique, de faire correspondre l'indice de résistance thermique de l'isolation à la température ambiante et de s'assurer que la température du point le plus chaud ne dépasse pas la limite.
La conception de la protection structurelle est tout aussi importante. La coque extérieure utilise de l'acier laminé à froid-ou de l'acier galvanisé, offrant une protection mécanique et un certain degré de blindage électromagnétique. Les indices de protection vont de IP00 à IP54, selon l'environnement d'installation, empêchant l'intrusion de corps étrangers, d'humidité ou de gaz corrosifs. Les supports et fixations internes doivent avoir une bonne résistance sismique pour réduire l’impact des vibrations de transport et de fonctionnement sur l’isolation et les composants conducteurs.
De plus, la conception du transformateur de type sec-intègre des concepts de sécurité et de protection de l'environnement, éliminant l'huile isolante pour éliminer les risques de fuite et d'explosion et réduire les risques de pollution pendant la maintenance. Simultanément, des matériaux à faibles pertes-et des structures de dissipation thermique efficaces améliorent l'efficacité énergétique, répondant aux exigences d'économie d'énergie et de réduction des émissions.
Dans l'ensemble, le principe de conception des transformateurs de type sec-recherche l'équilibre optimal entre performances électromagnétiques, fiabilité de l'isolation, efficacité de dissipation thermique et protection structurelle. Grâce à une optimisation collaborative multidisciplinaire, l'équipement offre des avantages complets en matière de sécurité incendie, d'adaptabilité environnementale et d'économie de fonctionnement, offrant ainsi une solution de distribution d'énergie verte et robuste pour les systèmes électriques modernes.