Однофазный трансформатор имеет две независимые обмотки, уложенные на общий магнитопровод.
Автотрансформатор (рис. 3.4) имеет одну обмотку, к концам которой (А Х) приложено напряжение , а между средней точкой и одним из концов (а X) – снимается напряжение
Под действием в части обмотки Аа (последовательной) течет ток , создавая магнитный поток, который наводит ЭДС и ток во второй части обмотки а Х (общей)
Во вторичную цепь () течет ток (благодаря наличию электрической связи) и ток (благодаря магнитной связи)
.
Ток в общей обмотке
.
Рис. 3.4. Схема однофазного автотрансформатора
Полная мощность, передаваемая с первичной на вторичную обмотку (если пренебречь потерями)
.
Если преобразовать это выражение, получим:
.
Следовательно, полная передаваемая мощность имеет две составляющие:
- мощность, передаваемая магнитным путем или трансформаторная мощность ;
– мощность, передаваемая электрическим путем или электрическая мощность.().
В номинальном режиме полная мощность , которую называют проходной, является номинальной мощностью. , а трансформаторная мощность - типовой мощностью. .
|
|
Из рис 3.4 следует, что мощность последовательной обмотки
.
Мощность общей обмотки
.
Трансформаторная мощность определяет размеры магнитопровода, а отношение
,
где - коэффициент трансформации.
- коэффициент выгодности автотрансформатора по сравнению с обычным трансформатором или коэффициент типовой мощности.
Если через выразить мощность общей обмотки
.
Таким образом, мощности последовательной и общей обмоток не превышают типовой мощности.
Автотрансформаторы 220 – 500 кВ, как правило, имеют третичную обмотку напряжением 6 (10) кВ, которая не связана электрически с первичной и вторичной. Третья обмотка используется для подключения источников мощности (генераторов и синхронных компенсаторов) на электростанциях, питания близлежащих потребителей или потребителей собственных нужд подстанций и электростанций. Мощность третьей обмотки не может быть больше , так как магнитопровод, через который передается энергия из первичной обмотки в третью, рассчитан на типовую мощность.
Автотрансформаторы могут работать в разных режимах (рис. 3.5):
а, б) Автотрансформаторные режимы. Мощность может передаваться в обоих направлениях – при этом общая и последовательная обмотки нагружены мощностью , на которую и рассчитаны.
в, г) Трансформаторные режимы. Мощность третьей обмотки равна , поэтому может быть передана мощность .В случае в) мощность общей обмотки равна типовой и она загружена на всю передаваемую мощность , поэтому передать на сторону СН какую-то дополнительную мощность со стороны ВН невозможно, хотя последовательная обмотка и не загружена полностью. В режиме г) общая и последовательная обмотка вместе нагружены на . Поэтому еще некоторая мощность может быть передана со стороны СН на сторону ВН.
|
|
д,е,ж,з) - Комбинированные режимы. В режиме д) в общей обмотке суммируются токи, передаваемые автотрансформаторным и трансформаторным способом. Поэтому режим д) допускается при условии, что . В режиме е) в последовательной обмотке суммируются токи, передаваемые автотрансформаторным и трансформаторным путем. Следовательно, режим г) допустим, если .
В случаях ж) и з) соотношения и условия д) и е) остаются такими же.
Рис. 3.5. Режимы работы автотрансформаторов
Для трехфазного автотрансформаторасправедливы все полученные соотношения.
Схема трехфазного автотансформатора приведена на рис 3.6.Нейтральная точка, общая для обмоток ВН и СН, должна быть заземлена.
Рис. 3.6. Схема трехфазного трансформатора