Suché izolované transformátory

Suché transformátory jsou vzduchem chlazené transformátory. Teplo z vyhřívaných částí takových transformátorů je odváděno přirozenými proudy vzduchu. Pro transformátory o výkonu do 2500 kW s napětím vinutí do 15 kV je takové volné chlazení zcela dostačující.

Takové transformátory nacházejí uplatnění v místech, kde jsou zvýšené požadavky na bezpečnost osob a zařízení. Výkonné suché transformátory se používají: v průmyslových metalurgických podnicích, v naftovém průmyslu, v celulózo-papírenském průmyslu, ve strojírenství, ale i při napájení veřejných budov, staveb a dopravy.

Nízkonapěťové (NN) a vysokonapěťové (VN) vinutí transformátoru je uzavřeno v ochranném pouzdře a jako hlavní chladicí a izolační médium pro ně slouží atmosférický vzduch. Vzduch má oproti oleji výrazně horší izolační vlastnosti, proto jsou požadavky na izolaci suchých vinutí transformátoru mnohem vyšší.

Tyto transformátory se instalují pouze v suchých, uzavřených místnostech (vlhkost nepřesahující 80%), protože jejich vinutí jsou zvlhčována při styku se vzduchem, a aby se snížila hygroskopičnost vinutí, jsou navíc impregnována speciálními laky.

Suché transformátory jsou k dispozici ve třech různých provedeních: otevřená cívka, monolitická cívka a litá cívka.

Otevřené transformátory jsou impregnovány vakuovou tlakovou pryskyřicí a mají izolační povlak o tloušťce až 0,2 mm, který zajišťuje jak vysokou izolaci, tak ochranu životního prostředí, přičemž chlazení cívek zůstává velmi účinné.

Pro efektivní chlazení vinutí se používají speciální izolační profily a vysokopevnostní porcelánové izolátory, které tvoří horizontální a vertikální chladicí kanály a díky konvekci je zde zajištěna odolnost proti znečištění.

Monolitická konstrukce je odlita ve vysokém vakuu a za provozu takový epoxidový odlitek neuvolňuje žádné produkty, což umožňuje volné použití transformátoru tam, kde jsou zvýšené požadavky na ekologickou a požární bezpečnost, například ve vestavěných rozvodnách s zařízení pro agresivní elektrické provozní podmínky.

Izolace vodičů zajišťuje vysokou elektrickou pevnost a obvazové pásy zaručují pevnost po impregnaci laku a vypálení, poskytující vysokou mechanickou pevnost. Tato technologie umožňuje dlouhodobé používání zařízení v režimech cyklického tepelného zatížení bez rizika ztráty izolace jeho elektrických charakteristik.

Speciální plniva pro výrobu litých svitků poskytují zlepšené mechanické, ohnivzdorné a tepelně vodivé vlastnosti, čímž samotná technologie dodává konstrukci tuhost. Použití litého vinutí umožňuje získat transformátor přijatelných rozměrů pro provoz ve vysokonapěťových sítích.

Existují však i nevýhody: hmota izolačního materiálu je velká a dochází k nehomogenitám, díky nimž existuje možnost částečných výbojů, a také je obtížné chlazení vysokonapěťových vinutí. Při poklesu teploty často dochází k mechanickému namáhání izolace.

Suché transformátory mají řadu výhod oproti olejové transformátory:

• nevyžadují žádné náklady na údržbu: není třeba čistit a měnit olej.

• návratnost investice: oproti olejovaným protějškům se odpovídajícím způsobem zvětšuje průřez vodičů a magnetického obvodu, snižuje se elektromagnetické zatížení aktivních materiálů, což se zvyšujícím se napětím na vinutích a při vysokých výkonech působí velmi ekonomicky. Nové tepelně odolné nehořlavé materiály zvyšují užitečnou elektromagnetickou zátěž a snižují náklady na aktivní materiál.

• vysoká bezpečnost: pracovní teplota se zvyšuje díky použití azbestu nebo skelných vláken jako izolačních materiálů;

• má ochranný kryt;

• použitelné v suchých místnostech s vysokými požadavky na požární bezpečnost.