Jaké jsou některé aplikace, kde se v přenosových stanicích používá autotransformátor místo běžného transformátoru?

V podstanici může v některých případech autotransformátor nahradit běžný transformátor a jeho použití má především následující aspekty:

První, přenos energie

Zvýšení úrovně napětí

Při dlouhodobém přenosu elektrické energie je pro snížení ztrát na lince nutné zvýšit úroveň napětí. Autotransformátor může snadno zvýšit nebo snížit napětí, aby splnil potřeby přenosu energie různých úrovní napětí. Například při přenosu elektrické energie z elektrárny do vzdáleného centra spotřeby lze použít autotransformátor k zvýšení napětí na vyšší úroveň, jako je například ze 110 kV na 220 kV nebo více, což sníží proud v lince a sníží ztráty při přenosu.

Protože část cívky je sdílena, jsou ztráty autotransformátoru menší a jeho efektivita je vyšší než u běžného transformátoru. To je velmi důležité pro zlepšení ekonomiky přenosu energie.

Propojení různých úrovní napětí sítě

Podstanice obvykle potřebují propojit různé úrovně napětí sítě, aby dosáhly distribuce a přenosu elektrické energie. Autotransformátor lze použít jako spojovací transformátor pro propojení dvou různých úrovní napětí elektrické sítě, aby bylo možné vzájemný přenos a regulaci elektrické energie. Například v uzlové podstanici může být třeba propojit síť dvou napěťových úrovní 500 kV a 220 kV, a autotransformátor může provést převod napětí a přenos energie mezi těmito dvěma úrovněmi, plní tak roli spojovací a koordinační.

Kapacitu autotransformátoru lze flexibilně vybrat podle skutečných potřeb, aby splnila požadavky na propojení různě velkých elektřin. Zároveň má relativně kompaktní strukturu, zabírá malou plochu a je vhodný pro použití v podstanicích s omezeným prostorem.

Druhé, kompenzace reaktivního výkonu

Úprava reaktivního výkonu

V elektrickém systému je vyvážení reaktivního výkonu velmi důležité pro udržení stability napětí a zlepšení kvality energie. Autotransformátor může upravit reaktivní výkon v systému změnou stupnice a změnou hodnoty indukčnosti transformátoru. Například, když v systému existuje přebytek reaktivního výkonu, lze stupnici autotransformátoru vhodně snížit, aby se zvýšila hodnota indukčnosti a absorboval přebytečný reaktivní výkon. Když je v systému nedostatek reaktivního výkonu, lze zvýšit horní spojku, aby se snížila hodnota indukčnosti a poskytla požadovaný reaktivní výkon.

Tato funkce úpravy reaktivního výkonu může zlepšit stabilitu a spolehlivost elektrického systému a snížit výskyt kolísání napětí a poklesu faktoru využití.

Zlepšení faktoru využití

Autotransformátory lze použít ve spojení s zařízeními pro kompenzaci reaktivního výkonu (např. kondenzátory, reaktory atd.) k zlepšení faktoru využití elektrického systému. Faktor využití systému lze blízký k 1, což zlepší využití elektrické energie a sníží ztráty na lince a náklady na elektřinu volbou vhodné stupnice autotransformátoru a kapacity zařízení pro kompenzaci reaktivního výkonu. Například v podstanicích průmyslových podniků lze podle charakteristik zatížení a požadavků na faktor využití vybrat vhodné autotransformátory a zařízení pro kompenzaci reaktivního výkonu, aby se dosáhlo optimální kontroly faktoru využití.

3. Speciální aplikace

Omezování krátkozaměrného proudu

V některých případech může být třeba omezit krátkozaměrný proud v elektrickém systému, aby se chránily elektrické zařízení a zlepšila bezpečnost systému. Autotransformátor může změnit hodnotu impedancí transformátoru změnou stupnice, což omezí velikost krátkozaměrného proudu. Například v podstanici s vysokým krátkozaměrným proudem lze vybrat stupnici autotransformátoru s vysokou impedancí, aby se snížila hladina krátkozaměrného proudu a zabránilo poškození elektrického zařízení v důsledku nadměrného krátkozaměrného proudu.

Kromě toho lze autotransformátor použít i s jinými zařízeními pro omezování proudu (např. reaktory pro omezování proudu) k dalšímu zlepšení účinku omezování krátkozaměrného proudu.

Náhradní zdroj energie v nouzi

Autotransformátor lze použít jako náhradní zdroj energie v nouzi, který lze rychle spustit v případě selhání nebo opravy hlavního transformátoru, aby se zajistil nepřetržitý přenos energie v elektrickém systému. Díky relativně jednoduché struktuře autotransformátoru je start rychlý a lze rychle obnovit dodávku energie, což sníží dobu a ztráty při výpadku energie. Například v některých důležitých podstanicích je autotransformátor vybaven jako náhradní zdroj energie v nouzi, aby se zlepšila spolehlivost a stabilita systému.

Stručně řečeno, v podstanicích mají autotransformátory určité výhody v přenosu energie, kompenzaci reaktivního výkonu a speciálních aplikacích a v některých případech mohou nahradit běžné transformátory, což poskytuje ochranu pro bezpečný, stabilní a efektivní chod elektrického systému.