干式變壓器是一種常用的電力變壓器，其主要特點是無需液體絕緣介質，因此被廣泛應用于建筑物、工業(yè)場所以及需要高度安全性和可靠性的領域。干式變壓器的工作原理和結構設計主要包括磁路、繞組、冷卻系統(tǒng)和外殼等方面。

干式變壓器的工作原理是基于電磁感應原理實現(xiàn)的。當高壓側繞組接通電源后，產生的交流電流在鐵心中產生磁通，由于鐵心的高導磁性，可以有效地導引和集中磁力線，從而在低壓側繞組中誘導出相應的電壓。通過合理設計高壓側和低壓側的繞組匝數(shù)比例，可以實現(xiàn)輸入電壓到輸出電壓的變換功能。

干式變壓器的結構設計包括磁路、繞組、冷卻系統(tǒng)和外殼等方面。首先是磁路的設計，干式變壓器采用分層絕緣結構，通過層層絕緣物質將高壓側繞組、低壓側繞組和鐵心進行隔離，并通過厚度合適的絕緣材料來增強絕緣能力。磁路還包括鐵心的設計，一般采用高導磁性的硅鋼片制作，以減小磁通損耗。

繞組設計是干式變壓器的關鍵部分，高壓側繞組和低壓側繞組的繞制方式有兩種：整體浸漬繞組和成組繞組。整體浸漬繞組指的是繞組完全浸入繞組絕緣材料中，形成一體化的結構。成組繞組是將繞組分為若干組，每組之間通過空氣隔離，這樣可以提高繞組散熱效果。繞組還需要合理設計匝數(shù)比例和截面積，以滿足變壓器的額定負載和損耗要求。

冷卻系統(tǒng)是干式變壓器的重要組成部分，主要用于散熱和保護繞組。常見的冷卻方式有自然冷卻和強迫冷卻兩種。自然冷卻是通過自然對流和輻射傳熱來散熱，適用于小型變壓器。強迫冷卻是通過風扇或者風道進行強制風冷，可以提高散熱效率，適用于大型變壓器。冷卻系統(tǒng)的設計要考慮繞組溫度上限和負載條件下的散熱要求。

干式變壓器的外殼設計主要用于保護內部部件和隔離環(huán)境，一般采用防火材料制作。外殼還具有防塵、防潮、防腐蝕、隔音等功能。外殼的結構設計需要考慮易于維修和檢修的要求，通常包括側墻、頂蓋、底板和門等部分。

總之，干式變壓器的工作原理和結構設計主要包括磁路、繞組、冷卻系統(tǒng)和外殼等方面。合理的設計可以提高變壓器的效率、可靠性和安全性，滿足不同領域對電能的需求。