Основное предназначение любого трансформатора – преобразование входящего электрического тока высокого напряжения в низкое. Если разница между входящим и требуемым напряжением невелика, то целесообразно применять трансформаторы с одной обмоткой, которые и называются автотрансформаторами.
Автотрансформатор – разновидность электрических трансформаторов, конструкция которого подразумевает прямое соединение первичной и вторичной обмоток, чем обусловливается высокий уровень электромагнитной и гальванической связи.
Структура автотрансформаторов
Единственная обмотка автотрансформатора обязательно имеет не менее трех выводов. В зависимости от того, к каким выводам будет произведено подключение прибора в электрическую цепь, достигается напряжение разных величин. Если коэффициент трансформации не превышает двух единиц, то эксплуатация автотрансформаторов существенно выгоднее, чем применение многообмоточного оборудования.
Отсюда основное преимущество таких приборов – наивысший КПД (около 99%) при коэффициенте трансформации от 1 до 2. Такой величины удалось добиться за счет того, что в процессе преобразования понижается лишь часть мощности, а если разница между входным и выходным напряжениями действительно мала, то на трансформацию (как процесс) расходуется минимальное количество средств.
Но у автотрансформаторов есть и недостатки, а основной связан с тем, что первичная и вторичная обмотки имеют общую гальваническую связь, а не обособлены друг от друга, как это происходит в обычных трансформаторах. Вывод просто – возможность создания гальванической развязки отсутствует. Если коэффициент трансформации тока слишком высок, то при использовании данных слишком велика устройств вероятность возникновения короткого замыкания или пробоя.
Применение автотрансформаторов
Но даже в таком случае автотрансформаторы собираются в трансформаторные подстанции КТП, если необходима эксплуатация сетей, напряжение которых не превышает 110 кВ, а коэффициент трансформации чуть ниже трех единиц.
Это обусловлено двумя экономическими обоснованиями:
- Существенно меньшие потери электрической энергии по сравнению с обычным трансформатором.
- В процессе его изготовления расходуется меньше материалов (меди и стали для обмоток и магнитопровода соответственно), что понижает вес, габаритные размеры и стоимость прибора.