Расщепленная обмотка состоит из 2-х самостоятельных, электрически не связанных частей.
СХЕМА
Вторичные обмотки 2 и 3 низшего напряжения размещаются на разных стержнях. Первичная обмотка 1 имеет две параллельные ветви, которые размещаются также на разных стержнях. Магнитная связь между обмотками 2 и 3 получается очень слабой. Передача энергии между обмотками почти полностью исключается, поэтому этот трансформатор можно рассматривать как 2 отдельных трансформатора. При нагружении 1-ой обмотки НН на стороне ВН будет нагружена только та часть первичной обмотки, которая находится на первом стержне с нагруженной обмоткой НН. Такой трансформатор может передавать энергию и в обратном направлении. В этом случае он имеет две первичные и одну вторичную обмотки. Номинальные напряжения U2 и U3 может быть одинаковыми и различными.
Если напряжения различны, будут разными и потоки Ф2≠Ф3.
Поток, равный разности этих потоков будет замыкаться в крайних стержнях магнитопровода.
Если магнитопровод трансформатора стержневой, то раз-ть потоков будет замыкаться через бак трансформатора и другие конструктивные части трансформатора. Это приведет к значительным потерям от вихревых токов, поэтому для трансформаторов с расщепленной обмоткой предпочтителен бронестержневой магнитопровод.
Преимуществом расщепленного трансформатора по сравнению с обычным является, что он имеет большее сопротивление к.з., так как в обычном трансформатор вторичная обмотка состоит из 2-х параллельных ветвей, каждая из которых имеет такое же сопротивление как одна из расщепленных обмоток. Эта особенность позволяет трансформаторам с расщепленной обмоткой ограничивать ток к.з.
|
|
Автотрансформаторы
Автотрансформатором называется трансформатор, который кроме магнитной связи имеет электрическую связь между обмотками. Автотрансформатор имеет 2 обмотки. Обмотку 1 с числом витков W1 и обмотку 2 с числом витков W2. Обмотка 1 подключается к сети с низшим напряжением. Обмотка 2 подключается к обмотке 1. Таким образом, чтобы ee напряжение U2 добавлялось в напряжение U и увеличивало его до напряжения U'.
СХЕМА
U' – напряжение сети ВН. В отличии от обычного трансформатора вторичная обмотка контактирует и с высшим напряжением, поэтому она должна быть рассчитана на наибольшее напряжение U и U1. Изоляция этой обмотки должна выдерживать большое напряжение.
Коэффициент трансформации автотрансформатора:
Электромагнитные процессы в автотрансформаторе описываются с помощью уравнений напряжений и токов.
U1= - E1 + I1Z1
U2=E2 - I2Z2
I0=I1 + I2n12
U'=U1 + U2
Мощность в автотрансформаторе из первичной сети во вторичную передается частично электрическим путем.
S =Sэм + Sэл
Размеры трансформатора определяются только той мощностью, которая передается электромагнитным путем. Поэтому автотрансформатор при равной передаваемой мощности получается значительно меньше по размерам и дешевле чем трансформатор. В тоже время удорожается изоляция вторичной обмотки, это удорожание окупается уменьшением размеров автотрансформаторов, если коэффициент трансформации его находится в пределах от 1 до 2-х.
Автотрансформаторы широко используются для питания бытовых электроприборов и устройств автоматического управления. Такие автотрансформаторы имеют мощность до 1000 ВА. Автотрансформаторы применяются также в высоковольтных сетях для связи между системами с близкими значениями напряжений. Например: 110 и 220 кВ или 220 и 500кВ, 330 и 750кВ. Мощность таких автотрансформаторов достигает сотен МВА.
|
|
Автотрансформаторы чаще применяются как однофазные 2-х и 3-х обмоточные трансформаторы, так и 3-х фазные 2-х и 3-х обмоточные трансформаторы. Они имеют следующие схемы и группы соединения обмоток.
СХЕМА
Однофазный 2-х обмоточный
Однофазный 3-х обмоточный
Трехфазный 2-х обмоточный
Буквами Am, Bm, Cm обозначают выводы СН.
Недостатком автотрансформатора является очень большой ток к.з. При этом, чем ближе коэффициент трансформации к 1, тем больше токи к.з. При коэффициентах трансформации n>>1 автотрансформаторы могут быть опасны в отношении поражения электрическим током. При отсутствии заземления сети НН между проводами сети НН и землей появляется напряжение U'/2 за счет емкостных связей между проводами и землей. По этой причине применение автотрансформаторов при n>2 запрещено правилами техники безопасности.