Глава 18. Разновидности трансформаторов.

1. Трехобмоточные трансформаторы, у которых имеется одна первичная и две вторичные обмотки. Они используются на электрических станциях и подстанциях для питания распределительных сетей с различными номинальными напряжениями и позволяют достичь экономии в капитальных затратах за счет установки меньшего числа трансформаторов. (Подробно см. А. И. Вольдек).

2. Автотрансформаторы. Принцип действия.

В обычных трансформаторах первичные и вторичные обмотки имеют только магнитную связь. В автотрансформаторах первичные и вторичные обмотки имеют магнитную и электрическую связь, что экономически выгодно. При этом первичная обмотка w₁включена в сеть параллельно, а вторичнаяw₂– последовательно.

Рис. 18-6. Схемы однофазных автотрансформаторов.

Ввиду электрической связи обмоток изоляция каждой из них относительно корпуса должна выдерживать напряжение сети U_вн.

На рисунке 18-6 (а) первичная обмотка включена в сеть низшего напряжения, а на рис. (б) – в сеть высшего напряжения. В обоих случаях напряжение вторичной обмотки U₂складывается с напряжениемU_нни, пренебрегая падением напряжения,

U_SH=U_HH+U₂.

Автотрансформатор может служить как для повышения, так и для понижения напряжения.

Применение автотрансформаторов тем выгоднее, чем коэффициент трансформации k_трближе к единице 1. Обычно они используются приk_тр≤ 2,5. Они находят широкое применение для соединения высоковольтных сетей разных напряжений (110, 154, 220, 330, 500, кВ) энергетических систем.

Внутренняя, или расчетная, мощность автотрансформатора, передаваемая посредством магнитного поля из первичной обмотки во вторичную, как и в обычных трансформаторах, равна

S_p=E₁I₁=E₂I₂.

Внешняя, или проходная, мощность автотрансформатора, передаваемая из одной сети в другую и равная

S_пр=U_ннI_нн=U_внI_вн,

больше S_p, так как часть мощности передается из одной сети в другую непосредственно электрическим путем.

3. Особенности сварочных трансформаторов. Для электрической дуговой сварки применяются трансформаторы с вторичным напряжением, обеспечивающим надежное зажигание и устойчивое горение дуги. Для ручной сварки используются трансформаторы с напряжением при холостом ходе 60 ÷ 75 В и при номинальной нагрузке – 30В. Для определения сварочного тока при коротком замыкании и устойчивого горения дуги трансформатор должен иметь круто падающую внешнюю характеристикуU= ƒ(I₂), а сварочная цепь – значительную индуктивность

(cosφ 0,4 ÷ 0,5). Для регулирования сварочного тока значение (величина) этой индуктивности должно быть регулируемым.

Рис. 18-12. Сварочный трансформатор с реактивной катушкой.

Широко используются сварочные трансформаторы с дополнительной регулируемой реактивной катушкой. При уменьшении зазора δ ее индуктивность возрастает.

Одномостовые трансформаторы для ручной дуговой сварки изготавливаются мощностью до 30 кВА, а для автоматической – 100 кВА и более. Для контактной электросварки выпускаются трансформаторы мощностью до 1000 кВА при напряжении холостого ходаU_xx36 В.

4. Печные трансформаторы. Для дуговых сталеплавильных печей применяются трехфазные трансформаторы мощностью до 25 МВА со ступенчатым регулированием вторичного напряжения в пределах 110-420 В. Регулирование напряжения осуществляется комбинированием следующих приемов:

1) переключения первичной обмотки со Yна Δ.

2) устройства отводов в первичной обмотке.

3) переключения отдельных групп вторичных витков с параллельного соединения на последовательное.