Como os transformadores secos lidam com alta tensão e corrente sem superaquecimento?

Transformadores secos Lidar com alta tensão e corrente sem superaquecer através de vários recursos e princípios de design importantes que garantem operação eficiente e gerenciamento eficaz de calor. Isso inclui a construção do transformador, o isolamento, os métodos de resfriamento e as opções de materiais.
Núcleo magnético: o núcleo de um transformador seco é tipicamente feito de aço de silício de alta qualidade ou outros materiais magnéticos projetados para transportar o fluxo magnético gerado pelo enrolamento primário. Esse material do núcleo ajuda a garantir uma transferência eficiente de energia entre os enrolamentos e minimiza as perdas, o que ajuda a impedir a geração excessiva de calor.
Perdas baixas: os materiais núcleos de alto desempenho são projetados para minimizar as perdas de núcleo (histese e perdas de corrente de Foucault), que contribuem os principais contribuintes para o calor nos transformadores. Perdas mais baixas no núcleo médias menos energia são desperdiçadas como calor.
Condutores: Os enrolamentos em transformadores secos são feitos de materiais de alta condutividade, tipicamente cobre ou alumínio. Esses materiais permitem fluxo de corrente eficiente, reduzindo a resistência elétrica e minimizando o calor gerado por perdas resistivas (perdas de I²R).
Isolamento: Os transformadores secos usam materiais isolantes especialmente projetados (como resina, epóxi ou VPI - impregnação de pressão de vácuo) para evitar shorts elétricos entre as voltas do enrolamento. O isolamento adequado também ajuda a gerenciar a temperatura interna, melhorando a resistência térmica dos enrolamentos.
Resfriamento natural do ar (AN): Muitos transformadores secos dependem do resfriamento natural da convecção (referido como um ar natural), onde o ar ambiente ao redor do transformador dissipa o calor. O design do transformador é otimizado para permitir que o ar circule ao redor dos enrolamentos e do núcleo, o que ajuda a resfriar o transformador à medida que opera.
Os transformadores são frequentemente projetados com aberturas de ventilação ou dutos de resfriamento para melhorar o fluxo de ar e aumentar a dissipação de calor.
Resfriamento de ar forçado (AF): Em alguns casos, especialmente para transformadores de alta capacidade ou de alta potência, é usado o resfriamento forçado de ar. Isso envolve o uso de ventiladores ou sopradores para mover o ar sobre o núcleo e os enrolamentos do transformador mais rapidamente, o que aumenta a taxa de transferência de calor e impede o superaquecimento do transformador.
Os sistemas de refrigeração forçados são normalmente usados ​​quando um transformador opera em níveis mais altos de carga e gera mais calor.
Isolamento de classe térmica: os transformadores secos usam materiais de isolamento de classe térmica classificados para suportar temperaturas mais altas. Por exemplo, a resina epóxi usada em muitos transformadores secos pode lidar com temperaturas de até 220 ° C, dependendo da classe de isolamento. Essas classificações de alta temperatura ajudam a garantir que o transformador não superaqueça, mesmo quando submetido a altas correntes e tensões.
Proteção de sobrecarga térmica: alguns transformadores seco estão equipados com sensores de temperatura ou dispositivos de proteção térmica que monitoram a temperatura dos enrolamentos. Se a temperatura subir além de um limite seguro, esses dispositivos podem desencadear alarmes ou desligamentos automáticos para evitar danos devido ao superaquecimento.
Regulação da carga: Os transformadores secos são projetados para operar com eficiência dentro de uma certa gama de condições de carga. Quando um transformador é submarcado, ele pode não gerar calor suficiente para causar preocupações, enquanto a sobrecarga pode resultar em calor excessivo. Os transformadores secos geralmente são classificados para condições de carga específicas e o operador dentro desses limites garante que eles não superaquecem.
Limitação atual: o design de transformadores seco garante que a corrente que flui através dos enrolamentos permanece dentro dos limites gerenciáveis, impedindo o aquecimento excessivo. Isso geralmente é conseguido projetando o transformador para a tensão específica e os requisitos atuais do aplicativo, garantindo que a carga elétrica seja equilibrada.3