Подключение автотрансформатора
Обычный трансформатор состоит из двух обмоток, называемых первичной обмоткой и вторичной обмоткой. Эти две обмотки магнитно связаны и электрически изолированы. Но трансформатор, в котором часть обмоток является общим для первичного и вторичного, называется автотрансформатором.
Высокопроизводительный автотрансформатор с настройками 6%, 4%, 2% (фото от Legend Power)
В автотрансформаторе две обмотки не только магнитно связаны, но и электрически связаны. Входной сигнал трансформатора является постоянным, но выход можно варьировать, изменяя ленту.
Автотрансформатор является самым простым и самым увлекательным из соединений с двумя обмотками. Он довольно широко используется в системах объемной передачи энергии из-за его способности умножать эффективную мощность KVA трансформатора.
Автотрансформаторы также используются на схемах питателей с радиальным распределением в качестве регуляторов напряжения.
Соединение показано на рисунке 1 ниже.
Рисунок 1 - Усиление соединения автотрансформатора
Первичная и вторичная обмотки двух обмоточного трансформатора индуцировали эдс в них из-за общего взаимного потока и, следовательно, находятся в фазе. Токи, нарисованные этими двумя обмотками, не соответствуют фазе на 180 °. Это побудило использование части первичного как вторичного. Это эквивалентно обычному второстепенному превращению в первичные повороты.
Общая секция должна иметь площадь поперечного сечения проводника для переноса (I2-I1) ампер. Общее количество поворотов между A и C - T1. В точке B выполняется соединение. Раздел AB имеет повороты T2. Поскольку вольт на оборот, пропорциональный потоку в машине, одинаковый для всей обмотки, V1: V2 = T1: T2
Когда вторичная обмотка доставляет ток нагрузки I2 Ampere, размагничивающие амперные обороты составляют I2T2. Этому будет противодействовать ток I1, текущий от источника через повороты T1, так что, I1T1 = I2T2
Ток I1- ампера протекает через обмотку между В и С. Ток в обмотке между А и В равен (I2 - I1) ампер. Сечение провода, которое должно быть выбрано для АВ, пропорционально этому току, предполагая постоянную плотность тока для всей обмотки. Таким образом, может быть достигнуто некоторое количество экономии материала по сравнению с двумя обмоточными трансформаторами. Предполагается, что магнитная цепь идентична, и, следовательно, нет экономии в ней.
Для количественной оценки экономии общее количество меди, используемого в автотрансформаторе, выражается в виде доли от используемого в двух обмотки трансформатора:
Медь в автотрансформаторе / медь в двух обмоточных трансформаторах
= ((T1 - T2) I1 + T2 (I2 - I1)) / T1I1 + T2I2
Медь в автотрансформаторе / медь в двух обмоточных трансформаторах
= 1 - (2T2I1 / (T1I1 + T2I2))
Но T1I1 = T2I2, поэтому, Соотношение = 1 - (2T2I1 / 2T1I1) = 1 - (T2 / T1)
Это означает, что автотрансформатор требует использования меньшего количества меди, определяемого отношением витков. Это соотношение, следовательно, экономия в меди.
Поскольку места для второй обмотки не должно быть, пространство окна может быть меньше для автотрансформатора, что также дает некоторую экономию в весе ламинирования. Чем больше отношение напряжений, тем меньше экономия. По мере приближения T2 к T1 сбережения становятся значительными. Таким образом, автотрансформаторы становятся идеальным выбором для трансформации близких отношений.
Рисунок 2 - Преобразования с близким отношением
Автотрансформатор, показанный на рисунке 2 выше, соединен как повышающий автотрансформатор, потому что последовательная обмотка повышает выходное напряжение. Следует проявлять осторожность при обсуждении « первичных » и « вторичных » напряжений в отношении обмоток в автотрансформаторе.
В трансформаторах с двумя обмотками первичное напряжение связано с первичной обмоткой, вторичное напряжение связано со вторичной обмоткой, а первичное напряжение обычно считается больше вторичного напряжения.
Однако в случае повышающего автотрансформатора первичное (или высокое) напряжение связано с последовательной обмоткой, а вторичное (или низкое) напряжение связано с общей обмоткой; но напряжение на общей обмотке выше, чем у обмотки серии.
Ограничение автотрансформатора
Одним из ограничений соединения автотрансформатора является то, что возможны не все типы трехфазных соединений. Например, соединения Δ-Y и Y-Δ невозможны с использованием автотрансформатора.
Соединение YY должно обладать общей нейтралью между высоковольтными и низковольтными обмотками, поэтому нейтрали схем, соединенных с этими обмотками, не могут быть изолированы.
Теоретически возможно Δ-Δ автотрансформаторное соединение; однако это создаст своеобразный сдвиг фазы. Фазовый сдвиг зависит от отношения первичного и вторичного напряжений и может быть рассчитан на векторной диаграмме.
Этот сдвиг фазы не может быть изменен или устранен, и по этой причине автотрансформаторы очень редко связаны как Δ - Δ трансформаторы.
Преимущества автотрансформатора
- Имеются значительные сбережения в размере и весе.
- Снижаются потери для данной мощности KVA.
- Использование соединения автотрансформатора обеспечивает возможность достижения более низких импедансов и лучшего регулирования. Его эффективность больше по сравнению с обычной.
- Его размер относительно меньше.
- Регулирование напряжения автотрансформатора намного лучше.
- Более низкая стоимость
- Низкие требования к току возбуждения.
- В его конструкции и конструкции используется меньше меди.
- В обычном трансформаторе значение напряжения повышающее или понижающее значение фиксируется в то время как в автотрансформаторе, мы можем варьировать выходное напряжение в соответствии с требованиями и может плавно увеличивать или уменьшать его значение в соответствии с нашим требованием.
Недостатки автотрансформатора
- Соединение автотрансформатора недоступно при определенных трехфазных соединениях.
- Более высокие (и, возможно, более разрушающие) токи короткого замыкания могут быть результатом более низкого импеданса.
- Короткие замыкания могут влиять на напряжения, значительно превышающие рабочие напряжения на обмотках автотрансформатора.
- Для такого же перенапряжения напряжения на клеммах линии импульсные и индуцированные напряжения больше для автотрансформатора, чем для двухмоторного трансформатора.
- Автотрансформатор состоит из одной обмотки вокруг железного сердечника, которая создает изменение напряжения от одного конца до другого. Другими словами, самоиндукция обмотки вокруг сердечника изменяет потенциал напряжения, но нет изоляции концов высокого и низкого напряжения обмотки. Таким образом, любой шум или другая аномалия напряжения, поступающие с одной стороны, передаются другому. По этой причине автотрансформаторы, как правило, используются только там, где уже есть какая-то фильтрация или кондиционирование, как в электронных приложениях, или на выходе ниже по течению аномалии, такие как двигатель переменного тока во время запуска.
заявка
- Используется как в синхронных двигателях, так и в асинхронных двигателях.
- Используется в лабораториях тестирования электрических приборов, так как напряжение может плавно и непрерывно меняться.
- Они находят применение в качестве ускорителей в питателях переменного тока для увеличения уровней напряжения.
Используется на подстанции HV по следующим причинам:
- Если мы будем использовать обычный трансформатор, размер трансформатора будет очень высоким, что приведет к большему весу, большей меди и высокой стоимости.
- Третичная обмотка, используемая в Автотрансформаторе, уравновешивает однофазные несбалансированные нагрузки, связанные со вторичным, и не передает эти несбалансированные токи на Первичную сторону. Следовательно, устраняются гармоники и дисбаланс напряжения.
- Третичная обмотка в автотрансформаторе уравновешивает обороты усилителя, так что автотрансформатор достигает магнитного разделения, как два обмоточных трансформатора.