Рис. 2-19. Распределение токов в однофазном автотрансформаторе.
В установках напряжением 110 кВ и более широко применяются автотрансформаторы.
Рассмотрим особенности работы и конструкции однофазного автотрансформатора (рис. 2-19). Автотрансформатор имеет две электрически связанные обмотки: ОВ — обмотка высшего напряжения и ОС — обмотка среднего напряжения. Обмотка низшего напряжения имеет обычную трансформаторную (электромагнитную) связь с обмотками ОВ и ОС. Часть обмотки, заключенная между выводами В и С, называется последовательной, а между С и О — общей. При работе в понижающем режиме в последовательной обмотке проходит ток 71, который, создавая магнитный поток, наводит в общей обмотке ток I0. Ток нагрузки вторичной цепи складываются из тока I1, проходящего благодаря электрической связи обмоток, и тока I0, созданного магнитной связью этих же обмоток:
Если пренебречь намагничивающим током и потерями, то мощность, забираемая из первичной сети, будет равна мощности, отдаваемой во вторичную сеть:
Все рассуждения, приведенные выше, действительны и для трехфазных автотрансформаторов.
Схемы и группы соединения обмоток трехфазных трехобмоточных автотрансформаторов приведены на рис. 2-20.
Рнс. 2-20. Схемы н группы соединения трехфазных трехобмоточных автотрансформаторов.
При применении автотрансформаторов в качестве повышающих к третичной обмотке с напряжением U3 подключаются генераторы. В этом случае вся мощность генератора электромагнитным путем передается в обмотки высшего и среднего напряжения. При блочном соединении генератора с автотрансформатором мощность последнего должна быть не менее
где Sг — номинальная мощность генератора в блоке.
В данном случае необходимая мощность автотрансформатора будет значительно больше мощности соответствующего трансформатора, поэтому расход активных материалов почти не уменьшается. Однако применение автотрансформаторов в блоках с генераторами позволяет не только выдать генераторную мощность в сеть ВН или СН, но и осуществить дополнительную передачу мощности из сети СН в сеть ВН. Допустимость различных комбинированных режимов передачи мощности в автотрансформаторе должна подтверждаться соответствующим расчетом.
К особенностям конструкции автотрансформаторов следует отнести необходимость глухого заземления нейтрали обмоток ВН и СН.
Таблица 2-7
Примечание. Таблица составлена согласно ГОСТ 15957-70, ГОСТ 17545-72, ГОСТ 17544-72.
Если при изолированной нейтрали произойдет замыкание одной из фаз ВН на землю, то потенциалы двух других фаз обмотки СН относительно земли повысятся до недопустимой величины, опасной для изоляции. Таким образом, автотрансформаторная связь возможна только между обмотками, присоединенными к сетям с глухозаземленными нейтралями 110 кВ и выше.
Необходимость заземления нейтралей автотрансформаторов приводит к увеличению токов однофазного к. з. в сети.
Несмотря на некоторые недостатки, автотрансформаторы находят широкое применение, так как обладают следующими преимуществами по сравнению с трехобмоточными трансформаторами:
- уменьшение расхода активных и конструктивных материалов;
- снижение потерь мощности;
- возможность изготовления автотрансформаторов больших единичных мощностей.
В табл. 2-7 приведены данные некоторых автотрансформаторов, применяемых на электрических станциях и подстанциях.
