Автотрансформаторы выше 1 кВ
Автотрансформатор - это трансформатор, у которого первичная и вторичная обмотки являются частью друг друга. Если автотрансформатор понижающий, то вторичная обмотка является частью первичной. А если повышающий трансформатор, то первичная обмотка является частью вторичной.
Распространены аббревиатуры:
ЛАТР – Лабораторный АвтоТрансформатор Регулируемый.
РНО – Регулятор Напряжения Однофазный.
РНТ – Регулятор Напряжения Трёхфазный.
Разница между трансформатором и автотрансформатором
Количество обмоток у трансформатора две и более, у автотрансформатора – одна.
Автотрансформатор менее надежен и более опасен в эксплуатации, чем трансформатор.
Стоимость автотрансформатора значительно ниже, чем у трансформатора.
У автотрансформатора более высокий, чем у трансформатора, КПД.
Трансформатор, в отличие от автотрансформатора, имеет значительно большие размеры.
Назначение автотрансформатора: используются для преобразования напряжения местной сети в какое-либо напряжение, необходимое для конкретного устройства. Например, преобразование из 220 вольт в 127, или наоборот. Также, их выгодно использовать тогда, когда вторичное напряжение не сильно отличается от первичного.
Автотрансформатор схема
Точка "А" на схеме может двигаться от точки "С", когда напряжение на вторичке равно нулю, до точки "B", когда трансформатор превращается в повышающий.
Преимущества автотрансформатора проявляются тогда, когда коэффициент трансформации близок к 1. Ведь в этом случае одна из обмоток является частью почти всей другой обмотки и только небольшая часть энергии передаётся между обмотками электромагнитным путём. Остальная часть передаётся через электрическую связь между обмотками. Поэтому и мощность автотрансформатора не надо рассчитывать на всю отдаваемую им мощность. При большом коэффициенте трансформации автотрансформаторы перестают иметь преимущества перед обычными двухобмоточными трансформаторами.
Какие бывают автотрансформаторы?
На сегодняшний день широко используются следующие типы автотрансформаторов :
Первый тип - ВУ-25-Б, предназначен для уравнивания вторичных токов в схемах дифференциальных защит трансформаторов.
Второй тип – АТД, имеет мощность на уровне 25 ват, долго-насыщающийся, так как имеет устаревшую конструкцию и практически не используется.
Третий тип – ЛАТР-1, предназначен для использования при напряжении на уровне 127В.
Четвертый тип – ЛАТР-2, предназначен для использования при напряжении на уровне 220В.
Пятый тип – ДАТР-1, предназначен для использования при небольшой нагрузке.
Шестой тип – РНО, предназначен для использования при высоких нагрузках.
Седьмой тип – РНТ, предназначен для использования при значительных нагрузках.
Восьмой тип – АТЦН, предназначен для использования в телеизмерительных устройствах.
Автотрансформаторы по уровню мощности делятся на следующие виды:
невысокой мощности, до 1кВт;
средней мощности, более 1кВт;
силовые.
Режимы работы автотрансформаторов
Автотрансформаторы работают в таких режимах, как:
трансформаторный;
автотрансформаторный;
комбинированный.
При нормальном режиме работы автотрансформатор, может работать долгое время без перегревов и неисправностей. Для этого нужно соблюдать все требования по условиям эксплуатации и следить за тем, чтобы верхние слои масла не нагревались до температуры свыше 75°С.
Автотрансформаторы применяются в телефонных аппаратах, радиотехнических устройствах, для питания выпрямителей и т. д. Достаточно широкое применение автотрансформаторы получили в СССР: для ручной стабилизации питающего напряжения ламповый телевизор подключался к сети через ЛАТР и перед включением самого телевизора производилась ручная регулировка напряжения до номинального значения. Причиной этому было то, что в электросетях зачастую регулярно наблюдалось пониженное напряжение, которое могло повредить дорогостоящий телевизионный приёмник.
Коэффициент выгодности
Отношение типовой мощности к номинальной называется коэффициентом выгодности автотрансформатора Kат.
Для понижающего (U1 >U2) автотрансформатора
Для повышающего (U2 >U1) автотрансформатора
где К =UBH/UHH – коэффициент трансформации (отношение большего-напряжения к меньшему).
коэффициент выгодности равен разности первичного и вторичного напряжений, отнесенной к наибольшему из этих напряжений. Это означает, что типовая мощность автотрансформатора, определяющая его размеры и вес активных материалов, может быть выбрана в 1/Kат раз меньше его проходной мощности.
Если взять для примера понижающий автотрансформатор с коэффициентом трансформации 220/127 в, т. е. у которого К = 220/127 = = 1,73, то коэффициент выгодности в этом случае будет
.
Это значит, что типовая мощность такого автотрансформатора будет составлять всего 0,42 от его проходной мощности.
В случае большего коэффициента трансформации, например:
К =20000/400=50 - коэффициент выгодности будет уже
и выгоды от применения автотрансформатора уже почти никакой не будет.
С другой стороны, при больших значениях К применение автотрансформаторов становится недопустимым. Это происходит потому, что первичная и вторичная цепи электрически соединены между собой, вследствие чего уровень изоляции сети низшего напряжения (не имеющей заземленной нулевой точки) и всех присоединенных к ней электрических приборов, машин и аппаратов должен быть таким же, как и для сети высшего напряжения, что совершенно нецелесообразно. Кроме того, по условиям безопасности электрических установок недопустима связь низковольтных сетей, доступных для прикосновения человека, с сетями, находящимися под высоким напряжением.
Для крупных силовых автотрансформаторов согласно ОСТ 11677–65 предусмотрено их трехобмоточное исполнение, при котором обмотки ВН и СН выполнены по автотрансформаторной схеме, а обмотка НН – отдельной, т. е. не связанной с обмотками ВН и СН. Причем в трехфазном автотрансформаторе обмотка НН соединена в схему треугольник для гашения третьей гармоники магнитного потока.
Трехобмоточные автотрансформаторы применяются на распределительных подстанциях с подключением к трем линиям электропередачи с разными напряжениями.
Структура условного обозначения автотрансформаторов АТДЦТН-220.
АТДЦТН - 200000/220/110/Х – У1
А – автотрансформатор;
Т – трёхфазный;
ДЦ – принудительная циркуляция воздуха и масла с ненаправленным потоком масла;
Т – трехобмоточный;
Н – с устройством РПН;
200000 – номинальная мощность автотрансформатора, кВА;
220 – класс напряжения обмотки высшего напряжения (ВН), кВ;
110 - класс напряжения обмотки среднего напряжения (СН), кВ;
Х - класс напряжения обмотки низшего напряжения (НН), кВ;
У1 – климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150 – 69.
Автотрансформатор 750 кВ