Konstrukční principy suchých transformátorů -jako zástupce zařízení pro distribuci energie bez oleje se točí kolem tří hlavních cílů: bezpečnosti a spolehlivosti, účinného odvodu tepla a přizpůsobivosti prostředí. Díky racionální elektromagnetické struktuře, pokročilému izolačnímu systému a optimalizovanému schématu odvodu tepla je dosaženo stabilního přenosu energie a-dlouhodobého provozu.
Na úrovni elektromagnetického designu se transformátory suchého -typu řídí zákonem elektromagnetické indukce a dosahují transformace napětí prostřednictvím poměru závitů primárního a sekundárního vinutí. Jádro využívá vysoce -propustné za studena -válcované zrno-orientované křemíkové ocelové plechy a více{5}}skládání snižuje ztráty vířivými proudy a hysterezní ztráty, čímž se zlepšuje účinnost bez-zátěže. Vinutí používají měděné nebo hliníkové vodiče s průřezy- navrženými podle požadavků na kapacitu a proudovou hustotu a přiměřeným rozložením závitů, aby se hustota magnetického toku a hustota proudu udržely v ekonomickém provozním rozsahu, čímž se snižuje tvorba tepla a spotřeba energie. Elektromagnetická konstrukce musí také zohledňovat{10}}zkratové impedanční přizpůsobení, aby bylo zajištěno účinné omezení{11}}zkratového proudu během systémových poruch, ochranných zařízení a elektrické sítě.
Hlavním rozdílem mezi transformátory suchého -typu transformátorů a transformátory ponořenými v oleji- je provedení izolace. Jeho izolační systém je primárně složen z pevných materiálů, běžně využívajících vakuové odlévání z epoxidové pryskyřice, zapouzdření pryskyřicí vyztuženou skelnými vlákny nebo obalování folií odolnou vysokým -teplotám. Transformátory typu epoxidové pryskyřice během výroby zapouzdřují vinutí jako celek a vytvářejí integrální izolační strukturu s vysokou -mechanickou-pevností, odolností proti vlhkosti-a znečištění-, která odolá nepříznivým podmínkám, jako je vlhkost a znečištění. Při návrhu je třeba vybrat tepelně odolné izolační materiály podle třídy provozních teplot (např. B, F, H), aby se zajistilo, že izolace při dlouhodobém provozu nestárne ani se nezhorší, a aby byla zachována dostatečná izolační rezerva, aby se vyrovnala s přechodnými přepětími.
Konstrukce odvodu tepla přímo ovlivňuje zatížitelnost a životnost transformátoru. Transformátory suchého-typu využívají vzduch jako chladicí médium a dělí se na chlazení přirozeným vzduchem (AN) a chlazení nuceným vzduchem (AF). V přirozených chladicích strukturách se teplo přirozeně odvádí konvekcí optimalizací uspořádání jádra a vinutí, zvětšením plochy rozptylu tepla a nastavením přiměřených vzduchových kanálů. V konstrukcích s nuceným chlazením se ke zvýšení rychlosti proudění vzduchu přidávají axiální ventilátory nebo odstředivé ventilátory, což může zlepšit krátkodobou nebo kontinuální kapacitu zatížení při stejném nárůstu teploty. Proces návrhu vyžaduje výpočet sítě tepelného odporu, porovnání jmenovitého tepelného odporu izolace s teplotou okolí a zajištění, aby teplota nejteplejšího bodu nepřekročila limit.
Stejně důležitý je i návrh konstrukční ochrany. Vnější plášť používá ocel válcovanou za studena- nebo pozinkovanou ocel, která poskytuje mechanickou ochranu a určitý stupeň elektromagnetického stínění. Stupeň krytí se pohybuje od IP00 do IP54, v závislosti na prostředí instalace, zabraňuje vniknutí cizích předmětů, vlhkosti nebo korozivních plynů. Vnitřní podpěry a upevňovací prvky musí mít dobrou seismickou odolnost, aby se snížil dopad přepravních a provozních vibrací na izolaci a vodivé součásti.
Konstrukce transformátoru suchého -typu navíc zahrnuje koncepty bezpečnosti a ochrany životního prostředí, eliminující izolační olej, čímž se eliminují rizika úniku a výbuchu a snižuje se nebezpečí znečištění během údržby. Nízkoztrátové materiály a účinné konstrukce pro odvod tepla zároveň zlepšují energetickou účinnost, splňují požadavky na úsporu energie a snižování emisí.
Konstrukční princip suchého-transformátoru celkově hledá optimální rovnováhu mezi elektromagnetickým výkonem, spolehlivostí izolace, účinností odvodu tepla a ochranou konstrukce. Prostřednictvím multidisciplinární kolaborativní optimalizace dosahuje zařízení komplexních výhod v oblasti požární bezpečnosti, přizpůsobivosti vůči životnímu prostředí a provozní hospodárnosti a poskytuje ekologické a robustní řešení distribuce energie pro moderní energetické systémy.