Тороидальные трансформаторы

   При правильно рассчитанном соотношении первичного и вторичного напряжений автотрансформатор имеет существенные преимущества перед трансформатором с тем же соотношением напряжений и той же  мощностью. Автотрансформатор имеет меньшие массу, размеры, потери холостого хода и потери под нагрузкой, ток намагничивания и сопротивление короткого замыкания. Как известно, линейные размеры трансформатора пропорциональны его мощности в степени 0,25 (S^0,25), а объем и масса - в степени 0,75 (S^0,75) при прочих равных условиях. Таким образом, чем меньше типовая мощность (трансформаторная мощность ,определяемая в основном размерами магнитопровода,т.е. его массой) по сравнению с проходной (полной мощностью передаваемой автотрансформатором  из первичной сети во вторичную), тем меньше размеры, масса и потери автотрансформатора. Так при типовой мощности вдвое меньшей проходной, масса, потери и ток холостого хода автотрансформатора будут на 10% меньше, чем у трансформатора той же проходной мощности. Благодаря снижению потерь повышается коэффициент полезного действия. Снижение сопротивления короткого замыкания позволяет уменьшить падение напряжения при работе автотрансформатора.
                               

 

  Недостатки

  Наличие гальванического соединения обмоток в автотрансформаторе имеет следствием определенные недостатки. Как правило, обмотки автотрансформатора соединяют в звезду с заземленной нейтралью. Другие соединения теоретически возможны, но связаны с определенными неудобствами и поэтому применяются крайне редко. Режим заземления нейтрали обоих систем должен быть одинаковым: глухое заземление или заземление через сопротивление. При этом значение сопротивления должно быть таким, чтобы не возникало недопустимых напряжений на вводах среднего напряжения здоровых фаз при замыкании на землю одной фазы в системе высокого напряжения.Такая опасность возрастает по мере увеличения разницы напряжений двух систем.
  По той же причине не применяются автотрансформаторы в системах с заземленной нейтралью. Высокие потенциалы грозовых перенапряжений на холостом вводе автотрансформатора при воздействии волны перенапряжений на другой ввод вызывают необходимость установки на вводах разрядников, неотключаемых при отключении линии, присоединенной к этому вводу. Последовательная обмотка автотрансформатора и его продольная изоляция может подвергаться очень жестким грозовым воздействиям в случае, когда значения напряжений двух систем близки. Однако на практике таких сочетаний напряжений не бывает. Регулировочная обмотка при регулировании в линии высокого напряжения  или среднего напряжения подвергается всем воздействиям, нормированным для линейного ввода. Иногда обеспечить электрическую прочность изоляции регулировочной обмотки и переключающего устройства бывает затруднительно, особенно для сверхвысокого напряжения (класс 525 кВ и выше). 
  Сопротивление короткого замыканият автотрансформатора относительно мало, что является причиной более жестких воздействий токов короткого замыкания. Приходится принимать специальные меры для увеличения сопротивления короткого замыкания. Особого внимания требует обеспечение прочности при однофазных замыканиях. Наличие обмотки низкого напряжения (третичной обмотки) требует обеспечения ее динамической прочности, например, путем увеличения сопротивления нулевой последовательности (сопротивление в нейтрали или в треугольнике).
  Условия применения автотрансформаторов

По сравнению с обычными трансформаторами тех же параметров, автотрансформаторы имеют меньшие размеры, но требуют определенных условий, ограничивающих их применение в энергосистемах. Без учета специальных применений, где альтернатива отсутствует, автотрансформаторы должны выбираться после детального рассмотрения всех условий эксплуатации. В обшем случае решение о применении  автотрансформаторов может бьпь принято при следующих условиях:

-система с заземленной нейтралью;
-система имеет ограниченную мощность короткого замыкания:
-благоприятная ситуация с перенапряжениями;
-коэффициент трансформации, близкий к единице (0,5—2);
-сбалансированная нагрузка.

К списку статей