Suché izolované transformátory

Suché transformátory sú vzduchom chladené transformátory. Teplo z vyhrievaných častí takýchto transformátorov je odvádzané prirodzenými prúdmi vzduchu. Pre transformátory s výkonom do 2500 kW s napätím vinutia do 15 kV takéto voľné chladenie úplne postačuje.

Takéto transformátory nachádzajú svoje uplatnenie v miestach, kde sú zvýšené požiadavky na bezpečnosť osôb a zariadení. Výkonné suché transformátory sa používajú: v priemyselných hutníckych podnikoch, v naftovom priemysle, v celulózovom a papierenskom priemysle, v strojárstve, ako aj pri napájaní verejných budov, stavieb a dopravy.

Vinutie nízkeho napätia (NN) a vysokého napätia (VN) transformátora je uzavreté v ochrannom obale a ako hlavné chladiace a izolačné médium pre ne slúži atmosférický vzduch. Vzduch má v porovnaní s olejom výrazne horšie izolačné vlastnosti, a preto sú požiadavky na izoláciu suchých vinutí transformátora oveľa vyššie.

Tieto transformátory sa inštalujú iba v suchých, uzavretých miestnostiach (vlhkosť nie vyššia ako 80%), pretože ich vinutia sú navlhčené pri kontakte so vzduchom, a aby sa znížila hygroskopickosť vinutí, sú dodatočne impregnované špeciálnymi lakmi.

Suché transformátory sú dostupné v troch rôznych prevedeniach: otvorená cievka, monolitická cievka a liata cievka.

Otvorené transformátory sú impregnované vákuovou tlakovou živicou a majú izolačný povlak s hrúbkou až 0,2 mm, ktorý zaisťuje vysokú izoláciu aj ochranu životného prostredia, pričom chladenie cievok zostáva veľmi účinné.

Pre efektívne chladenie vinutí sa používajú špeciálne izolačné profily a vysokopevnostné porcelánové izolátory, ktoré tvoria horizontálne a vertikálne chladiace kanály a vďaka konvekcii je tu zabezpečená odolnosť proti znečisteniu.

Monolitická konštrukcia je odlievaná vo vysokom vákuu a počas prevádzky takéto epoxidové odlievanie neuvoľňuje žiadne produkty, čo umožňuje voľné použitie transformátora tam, kde sú zvýšené požiadavky na environmentálnu a požiarnu bezpečnosť, napríklad vo vstavaných rozvodniach s agresívne elektrické prevádzkové podmienky zariadenia.

Izolácia drôtov zaisťuje vysokú elektrickú pevnosť a obväzové pásy zaručujú pevnosť po impregnácii laku a vypaľovaní a poskytujú vysokú mechanickú pevnosť. Táto technológia umožňuje dlhodobé používanie zariadenia v režimoch cyklického tepelného zaťaženia bez rizika straty izolácie jeho elektrických charakteristík.

Špeciálne plnivá na výrobu odlievaných zvitkov poskytujú zlepšené mechanické, ohňovzdorné a tepelne vodivé vlastnosti, čím samotná technológia dodáva konštrukcii tuhosť. Použitie liateho vinutia umožňuje získať transformátor prijateľných rozmerov na prevádzku vo vysokonapäťových sieťach.

Existujú však aj nevýhody: hmotnosť izolačného materiálu je veľká a sú tu nehomogenity, v dôsledku ktorých existuje možnosť čiastočných výbojov, a tiež je náročné chladenie vysokonapäťových vinutí. Pri poklese teploty často dochádza k mechanickému namáhaniu izolácie.

Suché transformátory majú oproti nim množstvo výhod olejové transformátory:

• nevyžadujú žiadne náklady na údržbu: nie je potrebné čistiť a meniť olej.

• návratnosť investície: v porovnaní s olejovanými náprotivkami sa zodpovedajúcim spôsobom zväčšuje prierez vodičov a magnetického obvodu, znižuje sa elektromagnetické zaťaženie aktívnych materiálov, čo so zvyšujúcim sa napätím na vinutiach a pri vysokých výkonoch pôsobí veľmi ekonomicky. Nové tepelne odolné nehorľavé materiály zvyšujú užitočnú elektromagnetickú záťaž a znižujú náklady na aktívny materiál.

• vysoká bezpečnosť: pracovná teplota sa zvyšuje v dôsledku použitia azbestu alebo sklenených vlákien ako izolačných materiálov;

• má ochranný kryt;

• použiteľné v suchých priestoroch s vysokými požiadavkami na požiarnu bezpečnosť.