Автотрансформаторы

В сетях высокого напряжения часто возникает необходимость сравнительно небольшого изменения напряжения, на . Установка обычных трансформаторов в этих случаях оказывается экономически невыгодной. Действительно, пусть требуется связать сети с напряжениями  и  При связи этих сетей с помощью трансформатора число витков вторичной обмотки будет связано с числом витков первичной обмотки соотношением


Автотрансформаторы

.
Решим эту задачу другим путем. Первичную обмотку оставим без изменения, а вторичную выполним с числом витков  и соединим как показано на рис. 37. Тогда
,
где .
Следовательно, . Таким образом мы получили тот же результат, что и с помощью трансформатора, но с меньшими затратами.
Трансформаторы, у которых помимо электромагнитной связи имеется еще и электрическая связь, называются автотрансформаторами.
В автотрансформаторах различают два коэффициента трансформации:
        и        .
Для схемы рис. 37 они связаны соотношением
.
Коэффициент  характеризует мощность, поступающую во вторичную сеть электромагнитным путем,
.
Коэффициент  связан с проходной мощностью
.
Проходная мощность передается через автотрансформатор электромагнитным и электрическим путем. В трансформаторе электромагнитная и проходная мощность практически не различаются. В автотрансформаторе электромагнитная мощность значительно меньше проходной,
.
Отсюда следует, что при  электромагнитная мощность будет мала, поэтому преобразование напряжения будет происходить наиболее экономично.
Потери и напряжение короткого замыкания автотрансформатора, отнесенные к электромагнитной мощности, примерно такие же, как и у трансформатора:
;         .
Однако если эти величины отнести к проходной мощности, то они примерно в  раз меньше, чем в обычных трансформаторах, поэтому
;                .
Последнее обстоятельство приводит к увеличению токов короткого замыкания. К недостаткам автотрансформатора следует отнести практически полное отсутствие демпфирования грозовых перенапряжений.
Тем не менее автотрансформаторы получили широкое распространение в схемах для пуска мощных двигателей переменного тока и для соединения высоковольтных сетей разных напряжений (110, 220, 330, 500, 750) кВ. В последнем случае используются автотрансформаторы предельных мощностей, которые значительно превышают предельные мощности трансформаторов.

 
Векторные диаграммы трансформатора »
электрические сети