Kuru Tip Tranformatorların Geliştirilmesi ve Teknik Özellikleri Farklı Bölgelerde

1960'ların öncesinde, kurutulmuş transformatörler genellikle SG modeli olarak belirlenen açık havalandırmalı tasarımlarda Sınıf B yalıtımı kullanırdı. O dönemde, foli sarılmalar henüz mevcut değildi, bu nedenle düşük gerilim bobinleri genellikle çok telifli iletkenler kullanılarak tabakalı veya sarmal yapıda oluşturulurdu, yüksek gerilim bobinleri ise disk tipi tasarım benimsederdi. Kullanılan iletkenler ya çift cam lifli tel veya alki ester kaplama ile tek cam lifli tel olurdu.

Çoğu diğer yalıtım bileşeni fenolik cam lif malzemelerinden yapılırdı. İmpleks işlemi, yüksek ve düşük gerilim bobinlerinin oda sıcaklığında ve basınlığında Sınıf B yalıtım boya ile impleks edilmesi ve ardından orta sıcaklıkta kurutulması (sıcaklığın 130°C'yi aşmaması) ile gerçekleştirilirdi. Bu tür kurutulmuş transformatör, yağ dolu transformatörlere kıyasla yangına karşı daha fazla direnç sağlarken, nem ve kirlilik direnci açısından yetersiz performans gösteriyordu.

Bu nedenle, bu tip üretimi durduruldu. Ancak, elektrik, manyetik ve termal hesaplamalarının başarılı tasarımı, yapısal düzenlemesiyle birlikte, yeni Sınıf H yalıtımlı açık havalandırmalı kurutulmuş transformatörlerin gelişimi için sağlam bir temel oluşturdu.

Amerika Birleşik Devletleri'nde, Virginia'daki FPT Corporation gibi bazı üreticiler, DuPont'un NOMEX® aramid malzemesini ana yalıtım materyali olarak kullanan kurutulmuş transformatörler geliştirdi. FPT, 180°C (Sınıf H) yalıtım sistemi olan FB tipi ve 220°C (Sınıf C) olan FH tipi olmak üzere iki ürün modeli sunmaktadır. Düşük gerilim bobinleri, katlı veya çok telifli foli sarılmalar kullanır, turdan tura ve katmandan kata mala NOMEX® ile yapılır.

Yüksek gerilim bobinleri disk tipindedir ve iletkenler NOMEX® kağıdı ile sarılır. Geleneksel bobin diskleri arasındaki uzay bloklarının yerine taraksı uzay blokları kullanılır, bu da diskler arasındaki zirve gerilimi yarıya indirir ve yüksek gerilim bobinlerinin eksenel kısa devre dayanımını önemli ölçüde artırır - ancak bu, sarım karmaşıklığını ve üretim süresini artırır. Yüksek ve düşük gerilim bobinleri mekanik dayanımı artırmak için eş merkezli olarak sarılır. Bazı tasarımlar ayrıca NOMEX® yalıtım panolarını uzay blokları ve parçaları olarak kullanır.

Yüksek ve düşük gerilim bobinleri arasındaki yalıtım silindirleri 0,76 mm kalınlığında NOMEX® kağıt kartondan yapılmıştır. İmpleks işlemi, çoklu vakum basınç impleks (VPI) döngülerini ve yüksek sıcaklık kurutma (180-190°C'ye ulaşır) içerir. FPT'de, bu transformatörler 34,5 kV maksimum gerilim derecesi ve 10.000 kVA maksimum kapasiteli olarak üretilir. Bu teknoloji, Amerika Birleşik Devletleri'nde UL sertifikasyonunu almıştır.

Çin'de, bazı transformatör üreticileri DuPont'un NOMEX® yalıtım malzemelerini ve ilgili üretim spektrasyonlarını (örneğin HV-1 veya HV-2) ve Reliatran® transformatör teknik standartlarını kullanarak, FPT'nin FB tipine benzeyen Sınıf H yalıtımlı SG tipi kurutulmuş transformatörler üretmektedir. Ancak, FPT'den farklı olarak, yerel üreticiler genellikle tüm transformatör montajı yerine sadece bobinleri impleks eder. Tam vücut impleksi, genel mühendislik açısından daha iyi bir kaplama sağlasa da, görsel açıdan az çekici olup, tüm ürün testlerinin tedavi öncesi tamamlanmasını gerektirir. Ayrıca, impleks boya, kirlenmeye daha yatkındır, bu da sadece bobin impleksinin Çin koşullarında daha pratik ve makul bir seçim haline gelmesini sağlar.

Avrupa'da, kurutulmuş transformatörlerin geliştirilmesi daha çeşitli bir yolda ilerledi. Epoksi rezi vakum döküm ve sarım teknolojilerine ek olarak, SCR tipi dökülmemiş katı yalıtım kaplanmış transformatörler ve Çin'deki benzeri SG tipi açık havalandırmalı kurutulmuş transformatörler dahil olmak üzere diğer tipler ortaya çıktı. 1970'lerde, İsveç'teki bir üretici, NOMEX® yalıtımı kullanarak açık havalandırmalı kurutulmuş transformatörler geliştirdi. Daha sonra, başka bir üretici, malzeme maliyetlerini azaltmak için NOMEX® yerine cam lif ve DMD kullanmaya başladı.

Bobin yapısı, erken dönem Sınıf B yalıtımlı ürünlerine benzerdi, çok telifli veya foli sarılmış düşük gerilim bobinleri ve disk tipi yüksek gerilim bobinleri bulunuyordu. Turdan tura mala cam liften yapılmış, uzay blokları seramikten yapılmıştı. Diğer yalıtım bileşenleri, modifiye diphenyl ether rezi cam bezi laminatları (silindirler için) veya modifiye poliamid-imid laminated cam bezi panoları (silindirler için), DMD, SMC ve benzeri malzemelerden yapılmıştı. Bobin işleme yöntemi, empleks sırasında basınç uygulanmayan VI (vakum impleksiyon) kullanılıyordu.

Bu sürecin teknik aspektöründen biri, impregnation boyası (rezi) ve işlem parametrelerinin doğru seçimi, ayrıca seramik parçaların üretimidir. Normal seramikler, çatlayıcı, sıvasız, nem etkisine karşı hassas ve eşit olmayan stres veya ısı gradyanları altında çatlama eğilimindedir. Bu nedenle, çok yüksek yoğunluk ve sertlik özellikleri gereklidir - şu anda bu özellikler yalnızca ithal malzemelerle elde edilebilir.