Torr transformator

Transformatorer av torr typ är alla transformatorer som inte innehåller flytande isoleringsmaterial. Värmeförlusten avleds genom självkylning eller med hjälp av ytterligare fläktar och kylaggregat.

En transformator består av en magnetkrets, denna kallas kärnan, och har minst två strömförande lindningar med ett fast antal varv. De lindningar som är vända mot den elektriska spänningen (nätspänningen) kallas primärsidan (primärspolen), sidan med förbrukaren och den elektriska lasten kallas sekundärsidan (sekundärspolen). Tillverkningstekniken för kärnan och kvaliteten på den transformatorkärna som används påverkar den magnetiska kretsen. Helst ska magnetkretsen (magnetfältet) generera låga virvelströmsförluster och ha låga ommagnetiseringsförluster (hysteresförluster).

En annan aspekt är motståndet i lindningen. Endast med skiktade och ordnade lindningar på primärspolen och sekundärspolen och den bästa lindningsmetallen kan du minska lindningsförlusterna. Spänningen regleras med antalet varv på spolen. Strömstyrkan bestämmer diametern på den lindade metallen.

Med undantag för silver har koppar den bästa ledningsförmågan med γ = 56. Aluminium har däremot bara γ = 36. Aluminium följer därmed med ett gap på cirka 35 procent. Koppar är alltså den bästa metallen och aluminium ”bara” den näst bästa av de tekniskt och ekonomiskt användbara ledarmaterialen för elektrisk energi. Alla andra metaller kan inte betraktas som ledare för elektricitet, och legeringar har i allmänhet betydligt lägre ledningsförmåga än rena metaller. Silver eller guld utesluts helt och hållet på grund av det höga priset.

Kärnan består av elektriska plåtar som är isolerade på båda sidor och staplade ovanpå varandra. Spolens isolering mot kärnan säkerställs genom ett tillräckligt luftgap. Isoleringen mellan den övre och nedre spänningen sker med hjälp av isoleringsmaterial och/eller ett stort luftgap. Ett vertikalt luftflöde längs spolens yta och i utrymmet mellan kylkanalerna i spolarna säkerställer den nödvändiga avledningen av värmeförluster. Tack vare konvektion genereras det nödvändiga luftflödet automatiskt (detta kallas kyltyp AN – Air Natural) eller så förstärks det ytterligare med fläktar (kyltyp AF – Air Forced).

Torrtransformatorer används alltid när oljefyllda transformatorer inte kan användas på grund av ökad brandbelastning eller ökad risk för natur och vatten eller endast får tas i drift med omfattande säkerhetsåtgärder. Användningen och driften av torra transformatorer är därför miljövänlig, men denna teknik har en nackdel jämfört med oljefyllda transformatorer när det gäller termiska egenskaper. Lindningarna isoleras med torra isoleringsmaterial, vanligtvis med hjälp av en gjuthartsprocess för större konstruktionskapaciteter. På grund av svårigheten att avleda värmeförluster får transformatorer av gjutharts endast tillverkas för självkylning upp till en effekt på 40 MVA, och över det endast med ytterligare fläktar.

Transformatorer av torrtyp används huvudsakligen som distributionstransformatorer och krafttransformatorer (energidistribution och kraftförsörjning) i låg- och mellanspänningsnät upp till ett effektområde på 40 MVA och är begränsade till en maximal driftspänning på 36 kV. Begränsningen av effektområdet är nödvändig eftersom de använda isoleringsmedierna har en lägre dielektrisk styrka än transformatorolja. Vid utomhusinstallation måste transformatorn alltid skyddas mot fukt och smuts med ett hölje . Eftersom dessa transformatorer isoleras av den omgivande luften måste avstånden mellan lindningen och kärnan samt mellan högspänning och lågspänning ökas vid höga installationshöjder (enligt standarden > 1 000 m) för att kompensera för luftens dielektriska styrka, som minskar med trycket.