Автотрансформатор: зарчим, давуу ба сул тал
Хүчний трансформатор ихэвчлэн хоорондоо цахилгааны хувьд тусгаарлагдсан хоёр ороомогтой байдаг бөгөөд энерги нь зөвхөн соронзон урсгалаар дамждаг. Харин автотрансформатор үүнээс ялгаатай: анхдагч ба хоёрдогч талын ороомог нь цахилгаан шууд холбоотой бөгөөд ороомгийн тодорхой хэсэг нь хоёр талд зэрэг үйлчилдэг. Энэ бүтцийн онцлогоос болж зэс болон ган зүрхэвчний зарцуулалт багасч, жин, өртөг, алдагдал мэдэгдэхүйц буурдаг. Тийм учраас автотрансформаторыг 220/110 кВ-ын системийн холбоо, том чадлын хөдөлгүүрийн асаалт, хүчдэл тохируулгад өргөн хэрэглэдэг.
Нэг ороомогтой хувиргалтын зарчим
Автотрансформаторын ороомгийг хоёр хэсэгт хуваан ойлгож болно: өндөр хүчдэлийн талд залгагддаг цуваа хэсэг ба хоёр талд нийтлэг ажилладаг ерөнхий хэсэг. Ачаалал руу гарах хүчдэлийг ерөнхий хэсгийн ороодсоос салаалж авдаг тул хувиргалтын коэффициент нь энгийн трансформаторын адил ороодсын тооны харьцаагаар тодорхойлогдоно: k = U1 / U2. Хүчдэлийг бууруулах болон өсгөх аль ч чиглэлд ажиллуулж болно.
Гол ялгаа нь энергийн дамжих зам юм. Энгийн трансформаторт бүх чадал соронзон орноор дамждаг бол автотрансформаторт чадлын нэг хэсэг нь цахилгаан холбоогоор буюу дамжуулагчаар шууд, үлдсэн хэсэг нь соронзон орноор дамждаг. Ерөнхий хэсгийн ороомгоор анхдагч ба хоёрдогч гүйдлийн зөрүү л гүйдэг тул тэнд харьцангуй бага хөндлөн огтлолтой дамжуулагч хэрэглэх боломжтой.
Нэвт чадал ба хувиргах чадал
Автотрансформаторын хоёр чухал ойлголт бол нэвт чадал ба хувиргах чадал юм. Нэвт чадал гэдэг нь ачаалалд бүхэлдээ дамжиж очих чадал: Sнэвт = U2 × I2. Харин хувиргах чадал нь зөвхөн соронзон орноор дамжих хэсэг бөгөөд түүнийг дараах томъёогоор олно:
Sхувиргах = Sнэвт × (1 − U2 / U1)
Жишээ нь 220/110 кВ-ын автотрансформаторын хувьд (1 − 110/220) = 0.5 тул нэвт чадлын тэн хагас нь л соронзон орноор дамжина. Соронзон зүрхэвч болон ороомгийг зөвхөн хувиргах чадалд тооцож хийдэг учраас ижил нэвт чадалтай энгийн трансформатораас хамаагүй бага материал шаардагдана.
Давуу талууд
- Зэс, ган зүрхэвчний зарцуулалт бага тул жин, овор хэмжээ, өртөг буурна. Монголын нөхцөлд алслагдсан дэд станц руу тээвэрлэхэд овор жингийн хэмнэлт бодит давуу тал болдог.
- Зүрхэвч, ороомог бага тул хоосон явалтын болон ачааллын алдагдал буурч, ашигт үйлийн коэффициент өндөр байдаг.
- Дотоод эсэргүүцэл бага учраас ачааллын үеийн хүчдэлийн уналт бага, хүчдэлийн тогтворжилт сайн.
- Алдагдал бага тул халалт бага, хөргөлтийн системд тавигдах шаардлага харьцангуй хөнгөн.
Сул талууд ба анхаарах зүйлс
Автотрансформаторын гол сул тал нь өндөр ба нам хүчдэлийн тал галваник буюу цахилгаан шууд холбоотой байдагт оршино. Өндөр хүчдэлийн талд үүссэн хэт хүчдэл, аянгын импульс нам талын хэлхээнд шууд дамжих эрсдэлтэй тул хоёр талын тусгаарлагыг бүрэн түвшинд тооцож, хэт хүчдэлийн хамгаалалтыг хоёр талд нь заавал тавьдаг.
Мөн дотоод эсэргүүцэл бага тул богино залгааны үеийн гүйдэл энгийн трансформаторынхаас хамаагүй их байдаг. Энэ нь таслуурын таслах чадвар, шин болон дамжуулагчийн динамик бат бэх, реле хамгаалалтын тохиргоонд өндөр шаардлага тавьдаг гэсэн үг.
Хэрэглээ
- Системийн холбоо: 220/110 кВ, 110/35 кВ зэрэг ойролцоо түвшний өндөр хүчдэлийн сүлжээг холбоход хүчний автотрансформатор хамгийн үр ашигтай шийдэл юм. Монголын төвийн эрчим хүчний системийн 220 кВ-ын гол дэд станцуудад ийм холболтыг өргөн хэрэглэдэг.
- Хөдөлгүүрийн асаалт: Том чадлын асинхрон хөдөлгүүрийг шууд асаахад асаалтын гүйдэл нэрлэсэн утгаасаа 5-7 дахин их байдаг. Автотрансформатор ашиглан асаалтын хүчдэлийг 50-80 хувь болгож бууруулбал сүлжээнээс татах гүйдэл хүчдэлийн харьцааны квадратаар багасч, сүлжээний хүчдэлийн уналтаас сэргийлнэ.
- Хүчдэл тохируулга: Лабораторийн тохируулгат автотрансформатор нь гулсагч контактын тусламжтайгаар гаралтын хүчдэлийг тэгээс нэрлэсэн утга хүртэл жигд өөрчилдөг тул туршилт, тохируулга, багаж шалгалтын ажилд өргөн хэрэглэгддэг.
Манай орны хүйтэн уур амьсгалд өвлийн их ачааллын улирлаар сүлжээний хүчдэлийг барихад автотрансформаторын ачаалалтай үед шилжүүлэх тохируулгын төхөөрөмж чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Тос болон тусгаарлагын байдлыг MNS стандарт, үйлдвэрлэгчийн зааврын дагуу тогтмол хянаж байх нь найдвартай ажиллагааны үндэс юм.
Дүгнэлт
Автотрансформатор нь чадлын нэг хэсгийг дамжуулагчаар шууд дамжуулдаг тул ижил нэвт чадалтай энгийн трансформатораас хөнгөн, хямд, алдагдал багатай байдаг. Гэхдээ энэ давуу тал нь зөвхөн хувиргалтын коэффициент бага буюу k нь 2-2.5-аас хэтрэхгүй үед бодитой илэрнэ. Галваник холбоо, богино залгааны их гүйдэл зэрэг сул талыг тусгаарлагын түвшин, хэт хүчдэлийн хамгаалалт, реле хамгаалалт, саармагийн найдвартай газардуулгаар зөв шийдсэн тохиолдолд автотрансформатор нь өндөр хүчдэлийн системийн холбоо, хөдөлгүүрийн асаалт, хүчдэл тохируулгын найдвартай, үр ашигтай хэрэгсэл болдог.