2tom090

4. transformatory 182

4.7.3. Transformatory przekształtnikowe do układów 12- i 6-pułsowych

Transformatory trójuzwojeniowe układów mostkowych 12-pulsowych mają stosunki mocy znamionowych 100:52:52 oraz układ połączeń Yyd (najczęściej YyOdl 1). Napięcia wtórne są jednakowe, a więc stosunek liczb zwojów N₂JN_2k = _v/5 umożliwia dobór liczby zwojów wtórnych z tolerancją ok. 1 % dla układów mostkowych szeregowych, np. W_a = 7, N_2k = 4, zaś dla układów równoległych z tolerancją 0,3%, np. iV_2A = 19, N_2k = 11. Napięcia zwarcia oraz ich składowe dla par Yy oraz Yd powinny być odpowiednio jednakowe i ujęte w danych znamionowych, natomiast dla pary yd napięcie zwarcia powinno być małe (nie określa się go).

Budowa transformatorów trójuzwojeniowych przekształtnikowych powinna być mocniejsza niż transformatorów energetycznych. Zawartość harmonicznych w prądzie obciążenia powoduje wzrost strat dodatkowych oraz zwiększa poziom szumu podczas obciążenia.

Przykładowe rozwiązanie polskie prostownikowych stacji trakcyjnych:

S_N = 5850 kV- A; układ YyOdl 1; przekładnia 20 000 V + 3 x 2,5%- I x 2,5%/T290,3 V/ /1286,8 V; u_k — 8% (odniesione do mocy uzwojenia pierwotnego);

AP„ — 7,5 kW; AP_k = 38,7 k\V (przy zwarciu obu uzwojeń wtórnych).

Transformatory trójuzwojeniowe do układów 6-pulsowych z dławikiem wyrównawczym mają stosunek mocy znamionowych 100:70:70, układy połączeń YynOynń lub Dyn5ynll i dławik kojarzący włączony między punktami gwiazdowymi uzwojeń wtórnych.

4.8. Autotransformatory

Autotransformatorem nazywa się transformator, w którym co najmniej dwa uzwojenia są połączone galwanicznie i mają wspólną część (rys. 4.17).

Mocą przechodnią S_r autotransformatora nazywa się moc, która za jego pośrednictwem przechodzi z sieci pierwotnej do wtórnej. Jest ona wyrażona wzorem

S„=U_ll_l = U_zl₂    (4.31)

Moc własna S_w autotransformatora, określająca jego wymiary, jest równa mocy każdego z uzwojeń: szeregowego lub wspólnego. Wyznacza się ją z zależności

S„ = (V₁-V₂)l_t =l/₂(/₂-/,)    (4.32)

Rys. 4.17. Autotransformator jednofazowy: a) schemat połączeń; b) układ uzwojeń / i 2 na kolumnie

Rys. 4.18. Schemat połączeń uzwojeń autotransformatora trójfazowego

Iloraz

K-1

K

= r

(4.33)

nazywa się współczynnikiem redukcji.

Im przekładnia napięciowa K jesi bliższa jedności, tym współczynnik redukcji jest mniejszy i autotransformator -— przy zadanej mocy przechodniej — mniejszy.

Inaczej mówiąc, im współczynnik redukcji r jest mniejszy, tym mniejsza jest moc rS_p przekazywana na drodze elektromagnetycznej i tym większa jest moc (1 — r)S_p przekazywana na drodze galwanicznej z obwodu pierwotnego do obwodu wtórnego.

Mocą znamionową autotransformatora jest moc przechodnia, na którą został on zbudowany i oznaczony.

Autotransformatory trójfazowe mają zwykle uzwojenia połączone w gwiazdę z wyprowadzonym wspólnym punktem gwiazdowym (rys. 4.18).

Charakterystyczną cechą autotransformatora jest mała wartość napięcia zwarcia w porównaniu z napięciem zwarcia transformatora otrzymanego w wyniku przerwania galwanicznego połączenia między uzwojeniem szeregowym i wspólnym (rys. 4.17). Wiąże się to z tym, że napięcie zwarcia, wyrażone w woltach, jest takie samo dla transformatora i autotransformatora; inne jest natomiast napięcie odniesienia

stąd

(4.34)

Małe wartości napięcia zwarcia — zwłaszcza przy małych przekładniach prowadzą do krotności prądu zwarcia przekraczających wytrzymałość zwarciową autotransformatora. Napięcie zwarcia dużych autotransformatorów energetycznych jest podwyższane, w wyniku zabiegów konstruktorskich, do wartości wymaganej w systemie elektroenergetycznym.

Zastąpienie tradycyjnego uzwojenia trójkątowego uzwojeniem połączonym w gwiazdę z. izolowanym punktem gwiazdowym zwiększa impcdancję zerową autotransformatora. Szersze stosowanie takich autotransformatorów prowadzi więc do ograniczenia prądów

Autotransformatory energetyczne są na ogół wyposażane w uzwojenie średniego napięcia o mocy znacznie mniejszej niż moc znamionowa autotransformatora. Autotransformatory tc mają zawsze skutecznie uziemiony punkt gwiazdowy uzwojeń głównych, w związku z czym uzwojenie trzecie (trójne) może być połączone — zależnie od potrzeb — albo w trójkąt, albo w gwiazdę.

zwarć jednofazowych z ziemią. Ostatnio prądy tc są większe niż prądy zwarć trójfazowych ¹ one zaczynają decydować o doborze aparatury.

Uzwojenie trzecie jest wykorzystywane do prób i do zasilania transformatora potrzeb własnych stacji oraz — w razie potrzeby — do przyłączania urządzeń do kompensacji ntocy biernej (kompensator synchroniczny lub półprzewodnikowy, dławik równoległy, bateria kondensatorów). W zespołach sprzęgających regulacyjnych uzwojenie trzecie autotransformatora głównego służy do zasilania uzwojenia wzbudzającego transformatora dodawczego (rys. 4.21e).

W Polsce do sprzęgania sieci 400 i 220 kV służą wyłącznic autotransformatory, zaś do sprzęgania sieci 400 i 110 kV — transformatory o mocy 250 MV ■ A i autotransformatory ° mocy 330 MV A o zbliżonych stratach i wymiarach.