В каких приложениях используется автотрансформатор вместо обычного трансформатора в подстанциях

На подстанции автотрансформатор в некоторых случаях может заменить обычный трансформатор, и его применение в основном имеет следующие аспекты:

Первое, передача электроэнергии

Повышение уровня напряжения

При дальней передаче электроэнергии, чтобы уменьшить потери на линии, необходимо повысить уровень напряжения. Автотрансформатор легко может увеличивать или уменьшать напряжение, чтобы удовлетворить потребности в передаче электроэнергии при различных уровнях напряжения. Например, при передаче электрической энергии от электростанции к удаленному центру нагрузки, автотрансформатор можно использовать для повышения напряжения до более высокого уровня, такого как с 110кВ до 220кВ или выше, чтобы уменьшить ток в линии и снизить потери при передаче.

Так как часть обмотки общая, потери автотрансформатора меньше, а эффективность выше, чем у обычного трансформатора. Это имеет большое значение для улучшения экономики передачи электроэнергии.

Связь сетей с разными уровнями напряжения

Подстанции обычно должны соединять сети с разными уровнями напряжения, чтобы обеспечивать распределение и передачу электроэнергии. Автотransформатор можно использовать как связующий трансформатор для соединения двух разных уровней напряжения в электросети, чтобы обеспечить взаимную передачу и регулирование электрической энергии. Например, на узловой подстанции может потребоваться соединение сетей с двумя уровнями напряжения 500кВ и 220кВ, и автотрансформатор может выполнять преобразование напряжения и передачу мощности между этими двумя уровнями, играя роль связующего и координирующего элемента.

Мощность автотрансформатора можно гибко выбирать в соответствии с фактическими потребностями, чтобы удовлетворить потребности в связи сетей различных масштабов. В то же время его конструкция относительно компактна, занимает небольшую площадь, что делает его подходящим для использования на подстанциях с ограниченным пространством.

Второе, компенсация реактивной мощности

Регулировка реактивной мощности

В энергосистемах баланс реактивной мощности очень важен для поддержания стабильности напряжения и улучшения качества электроэнергии. Автотрансформатор может регулировать реактивную мощность в системе, изменяя положение отвода и изменяя реактивное сопротивление трансформатора. Например, когда в системе есть избыток реактивной мощности, положение отвода автотрансформатора можно соответствующим образом уменьшить, чтобы увеличить реактивное сопротивление и поглотить избыточную реактивную мощность. Когда реактивная мощность в системе недостаточна, высокий вывод можно поднять, чтобы уменьшить реактивное сопротивление и предоставить необходимую реактивную мощность.

Эта функция регулирования реактивной мощности может улучшить стабильность и надежность энергосистемы, а также снизить вероятность колебаний напряжения и снижения коэффициента мощности.

Улучшение коэффициента мощности

Автотрансформаторы могут использоваться в сочетании с устройствами компенсации реактивной мощности (например, банками конденсаторов, реакторами и т.д.) для улучшения коэффициента мощности энергосистемы. Коэффициент мощности системы можно приблизить к 1, повысив эффективность использования электроэнергии, и снизить потери на линии и затраты на электроэнергию, рационально выбирая положение отвода автотрансформатора и мощность устройства компенсации реактивной мощности. Например, на подстанции промышленных предприятий можно выбрать подходящие автотрансформаторы и устройства компенсации реактивной мощности в зависимости от характеристик нагрузки и требований к коэффициенту мощности, чтобы достичь оптимального управления коэффициентом мощности.

3. Специальные применения

Ограничение тока короткого замыкания

В некоторых случаях может потребоваться ограничить ток короткого замыкания в энергосистеме, чтобы защитить электрическое оборудование и повысить безопасность системы. Автотрансформатор может изменять импеданс трансформатора, изменяя положение отвода, чтобы ограничить величину тока короткого замыкания. Например, на подстанции с большим током короткого замыкания можно выбрать отвод автотрансформатора с высоким импедансом, чтобы снизить уровень тока короткого замыкания и избежать повреждения электрического оборудования вследствие чрезмерного тока короткого замыкания.

Кроме того, автотрансформатор можно использовать в сочетании с другими устройствами ограничения тока (например, ограничивающими реакторами) для дальнейшего улучшения эффекта ограничения тока короткого замыкания.

Резервное питание в чрезвычайных ситуациях

Автотрансформатор можно использовать в качестве резервного питания в чрезвычайных ситуациях, которое можно быстро ввести в эксплуатацию при выходе из строя или ремонте основного трансформатора, чтобы обеспечить бесперебойное питание энергосистемы. Поскольку конструкция автотрансформатора относительно проста, скорость запуска высока, и питание можно восстановить в кратчайшие сроки, что уменьшает время и потери от отключения питания. Например, на некоторых важных подстанциях автотрансформатор устанавливается в качестве резервного питания в чрезвычайных ситуациях, чтобы повысить надежность и стабильность системы.

Вкратце, на подстанциях автотрансформаторы имеют определенные преимущества в передаче электроэнергии, компенсации реактивной мощности и специальных применениях, и в некоторых случаях могут заменять обычные трансформаторы, обеспечивая защиту для безопасной, стабильной и эффективной работы энергосистемы.