2.12 Автотрансформаторы.

В трансформаторах обычного типа первичная и вторичная обмотка связаны между собой только магнитным потоком. Но можно выполнить трансформатор так, чтобы передача энергии осуществлялась как магнитным, так и за счет электрической связи между первичной и вторичной обмотки. Такой трансформатор называется автотрансформатором. Автотрансформатор может быть понижающий или понижающий, однофазным или трехфазным (рис. 2.24).

Рисунок 2.24 Автотрансформаторы: а) понижающий; б) повышающий.

Основное преимущество автотрансформатора перед трансформатором – его меньшая стоимость – сказывается тем сильнее, чем ближе коэффициент трансформатора к единице. Однако нужно имеет в виду, что при т. е. при n=1, энергия непосредственно передается из первичной сети во вторичную без какой либо трансформации. При n>2 разница между автотрансформаторам и обычным трансформатором сглаживается, поэтому в силовых установках, как правило, n = 1.252.

В энергетических системах, везде где необходимо преобразовать близкие напряжения (110 и 220, 220 и 330, 330 и 500, 500 и 750 кВ) используется только автотрансформаторы. Для энергетических установок часто требуется создание установок, преобразующих напряжения и имеющих предельные мощности. Габариты трансформаторов и автотрансформаторов лимитируются железнодорожными габаритами и возможностями доставки их с завода изготовителя на место эксплуатации. Автотрансформатор из-за меньшего расхода активных материалов в заданных габаритах удается выполнить на большую мощность, чем обычный трансформатор.

КПД автотрансформатора всегда выше, чем обычного трансформатора.

Большинство деталей автотрансформатора и трансформатора конструктивно не отличаются друг от друга. Обычно активная часть автотрансформатора помещается в бак с маслом.

Автотрансформатор является весьма ценной конструкцией и при выполнении трансформаторов небольшой мощности и близких напряжений.

Автотрансформаторы применяются и в низковольтных сетях в качестве лабораторных регуляторов напряжения небольшой мощности (ЛАТР). В таких автотрансформаторах регулирования напряжения осуществляется при перемещений скользящего контакта по виткам обмотки. При замыкании соседних витков в ЛАТРе не происходит витковых замыканий, т.к. токи сети и нагрузки в совмещенной обмотке автотрансформатора близки друг к другу и направлены встречно.

В трехфазных автотрансформаторах первичные обмотки чаще всего соединяются в звезду, нейтральная точка, которая может быть, заземлена или использована для присоединения нейтрального провода.

Автотрансформаторы применяются для пуска синхронных и асинхронных двигателей, как делители напряжения и т.д.

Наряду с указанными преимущественными, автотрансформаторы имеют недостатки, главные из которых:

- возможности попадания высокого напряжения в сеть низкого напряжения вследствии непосредственного электрического соединения первичной и вторичной обмотки; необходимость выполнения изоляции обеих обмоток на большее напряжение, т.к. обмотки имеют электрическую связь;

- более тяжелые условия короткого замыкания. Это вызывает необходимость ограничить токи коротких замыканий в сетях за счет других элементов системы.

При анализе рабочих процессов в автотрансформаторах максимально используется теория обычных трансформаторов.