Com a representant d'equips de distribució d'energia lliure d'oli-, els principis de disseny dels transformadors de tipus sec-giren al voltant de tres objectius bàsics: seguretat i fiabilitat, dissipació eficient de la calor i adaptabilitat al medi ambient. Mitjançant una estructura electromagnètica racional, un sistema d'aïllament avançat i un esquema de dissipació de calor optimitzat, s'aconsegueix una transmissió d'energia estable i un funcionament a llarg termini-.
A nivell de disseny electromagnètic, els transformadors de tipus-sec segueixen la llei de la inducció electromagnètica, aconseguint una transformació de tensió mitjançant la relació de voltes dels bobinats primari i secundari. El nucli utilitza làmines d'acer de silici orientades a gra-permeabilitat-laminada en fred-, i l'apilament en diverses etapes redueix les pèrdues de corrent de Foucault i les pèrdues per histèresi, millorant l'eficiència sense càrrega. Els bobinatges utilitzen conductors de coure o alumini, amb seccions transversals-dissenyades segons els requisits de capacitat i densitat de corrent, i una distribució de voltes raonable per mantenir la densitat de flux magnètic i la densitat de corrent dins del rang de funcionament econòmic, reduint la generació de calor i el consum d'energia. El disseny electromagnètic també ha de tenir en compte la concordança d'impedància de curt{10}}circuit per garantir una limitació eficaç del corrent de curt-circuit durant les avaries del sistema, la protecció dels equips i la xarxa elèctrica.
El disseny d'aïllament és la diferència clau entre els transformadors de tipus sec-i els transformadors immersos en oli-. El seu sistema d'aïllament es compon principalment de materials sòlids, que normalment utilitzen resina epoxi colada al buit, encapsulació de resina reforçada amb fibra de vidre o embolcall de pel·lícula resistent a altes-temperatura. Els transformadors de tipus resina epoxi encapsulen els bobinatges en conjunt durant la fabricació, formant una estructura d'aïllament integral a prova de-mecànica-, humitat-i contaminació-que pot suportar entorns durs com la humitat i la contaminació. Durant el disseny, els materials d'aïllament-resistents a la calor s'han de seleccionar segons la classe de temperatura de funcionament (p. ex., B, F, H) per garantir que l'aïllament no envelleixi ni es deteriori en funcionament a llarg termini- i per mantenir un marge d'aïllament suficient per fer front a les sobretensions transitòries.
El disseny de dissipació de calor afecta directament la capacitat de càrrega i la vida útil del transformador. Els transformadors de tipus sec-depenen de l'aire com a mitjà de refrigeració i es divideixen en refrigeració per aire natural (AN) i refrigeració per aire forçat (AF). A les estructures de refrigeració natural, la calor es dissipa de manera natural mitjançant la convecció optimitzant la disposició del nucli i els bobinatges, augmentant l'àrea de dissipació de calor i configurant conductes d'aire raonables. A les estructures de refrigeració forçada, s'afegeixen ventiladors de flux axial o ventiladors centrífugs per augmentar la velocitat del flux d'aire, cosa que pot millorar la capacitat de càrrega a curt-terme o contínua amb el mateix augment de temperatura. El procés de disseny requereix calcular la xarxa de resistència tèrmica, fer coincidir la qualificació de resistència a la calor de l'aïllament amb la temperatura ambient i assegurar-se que la temperatura del punt més calent no superi el límit.
El disseny de protecció estructural és igualment important. La carcassa exterior utilitza acer-laminat en fred o acer galvanitzat, que proporciona protecció mecànica i un cert grau de blindatge electromagnètic. Els graus de protecció oscil·len entre IP00 i IP54, depenent de l'entorn d'instal·lació, evitant la intrusió d'objectes estranys, humitat o gasos corrosius. Els suports i els elements de fixació interns han de tenir una bona resistència sísmica per reduir l'impacte del transport i les vibracions operatives sobre l'aïllament i els components conductors.
A més, el disseny del transformador de tipus sec-incorpora conceptes de seguretat i protecció del medi ambient, eliminant l'oli aïllant per eliminar els riscos de fuites i explosions i reduir els perills de contaminació durant el manteniment. Simultàniament, els materials de baixa-pèrdua i les estructures eficients de dissipació de calor milloren l'eficiència energètica i compleixen els requisits de conservació d'energia i reducció d'emissions.
En general, el principi de disseny dels transformadors de tipus sec-busca l'equilibri òptim entre el rendiment electromagnètic, la fiabilitat de l'aïllament, l'eficiència de dissipació de calor i la protecció estructural. Mitjançant l'optimització col·laborativa multidisciplinària, l'equip aconsegueix avantatges integrals en seguretat contra incendis, adaptabilitat ambiental i economia operativa, proporcionant una solució de distribució d'energia verda i robusta per als sistemes d'alimentació moderns.