5.1.11. Регулирование напряжения трансформаторов

Регулирование напряжения генератора производится изменением тока возбуждения, а значит магнитного потока и ЭДС. В трансформаторе при неизменном первичном напряжении U₁ном магнитный поток Ф_м и ЭДС практически неизменны и регулиро­вание вторичного напряжения воз­можно только изменением коэффи­циента трансформации.

На рис.12 показан трехфаз­ный трансформатор, у которого от каждой фазы первичной обмотки ВН сделаны дополнительные выводы к контактам переключателя П, смон­тированного в баке трансформатора. Рукоятка переключателя находится снаружи на крышке бака. Ответ­вления сделаны из расчета изменения коэффициента трансформации на ±5%. В случае понижения в пер­вичной цепи напряжения ниже но­минального переключателем умень­шают число витков (положение III переключателя) с.тем, чтобы вторичное напряжение сохра­нилось на уровне номинального. При повышении напря­жения в питающей сети выше номинального переключа­тель устанавливают в положение I. Такие переключения осуществляют при отключенном трансформаторе, что вызывает перерывы в подаче энергии потребителю. Для регулирования напряжения под нагрузкой применяются специальные переключающие устройства.

Рис. 12. Расположение ответвлений на обмотке трансформатора.

5.1.12. Автотрансформаторы

Принципиальная схема ав­тотрансформатора изображена на рис.5.13. У автотрансформа­тора часть витков первичной обмотки используется в каче­стве вторичной обмотки, поэто­мупомимо магнитной связи имеется электрическая связь между первичной и вторичной цепями. В соответствии с этим энергия из первичной цепи во вторичную передается как с помощью магнитного потока, замыкающегося по магнитопроводу, так и непосредственно по проводам. Автотрансформаторы бывают однофазные и трехфазные.Поскольку формула трансформаторной ЭДС при­менима к обмоткам автотрансформатора так же, как и к обмоткам трансформатора, коэффициент транс­формации автотрансформатора выражается известны­ми отношениями k = = ≈ ≈.

Напряжение на вторичной обмотке U₂пропорционально отношению витков .

Тогда U₂ =, где k_AT =-коэффициент трансформации трансформатора.

По виткам w_AX протекает ток I_AX = I₂ – I₁ = I₂ (1–)=I₂ (1–),

где k_AT = == =k_AT − коэффициент трансформации.

Рис. 13.. Принципиальная схема автотрансформатора.

Чем ближе k_AT к единице, тем меньше ток I_AX, тем меньше сечение провода для изготовления общей части обмоток, тем экономически выгоднее их применение. Применяются автотрансформаторы с k_AT=1,25 – 3. Вследствие электрического соединения обмоток че­рез часть витков, принадлежащую одновременно пер­вичной и вторичной цепям, проходят токи I₁ и I₂, которые направлены встречно и при небольшом ко­эффициенте трансформации мало отличаются друг от друга по значению. Поэтому их разность оказывается небольшой и обмотку w₂ можно выполнить из тонкого провода. Даже при k = 0,5-2 экономится значительное количество меди. При больших или меньших коэффициентах трансформации это преимущество автотрансформатора исчезает, так как та часть обмотки, по которой проходят встречные токи I₁ и I₂, уменьшается до нескольких витков, а сама раз­ность токов увеличивается.

Электрическое соединение первичной и вторичной цепей повышает опасность при эксплуатации аппара­та, так как при пробое изоляции в понижающем автотрансформаторе оператор может оказаться под высоким напряжением первичной цепи.

Автотрансформаторы применяют для связи энергосистем, пуска мощ­ных двигателей переменного тока, регулирования напряжения в осветительных сетях. В лабораториях широкое применение находят автотрансформаторы низкого напряжения номинальной мощности 0,5; 1; 2; 5; 7,5 кВА, имеющие плавную регулировку выходного напряжения (ЛАТР).