Автотрансформатор (рис. 2.4) имеет две обмотки (рис. 2.5): последовательную ПО и общую НН. Обмотки соединены последовательно и имеют общий вывод а. Крайние выводы А, X соответственно обмоток ПО и НН образуют сторону ВН, а выводы а, X общей обмотки — сторону НН. Автотрансформатор характеризуется двумя значениями мощности. Номинальная (проходная) мощность, которая передается нагрузке в номинальном режиме работы, равна произведению номинального напряжения стороны ВН на номинальный ток ПО.
Одну часть энергии нагрузка получает непосредственно через ПО. Другая часть передается электромагнитным путем через ПО и ПН как обмотки однофазного трансформатора. Этой части энергии, пропорциональной отношению номинальных напряжений ПО и стороны ВН, соответствует типовая мощность АТ, определяющая его основные параметры.
Рис. 2.4. Общий вид автотрансформатора АОМНЖ- 10000/55-76У1: 1 — радиатор; 2 — расширитель; 3 — труба предохранительная; 4 — ввод НН; 5 — ввод ВН; 6—привод регулятора напряжения
Номинальный рабочий коэффициент трансформации автотрансформатора равен двум. Поскольку автотрансформаторы расставлены в межподстанционной зоне и включены в тяговую сеть, основным требованием к их параметрам являются малые потери напряжения и мощности.
Для системы 2x25 кВ выпускаются автотрансформаторы трех типов (табл. 2.4). Автотрансформаторы серий АОМНЖ-10000/55- 76У1 и АОМНЖ-16000/55-82У1 (автотрансформатор однофазный, с естественной циркуляцией воздуха и масла, с регулированием напряжения под нагрузкой, для электрифицированных железных дорог переменного тока) имеют включенные в ПО обмотки РОГ и РОТ соответственно «грубого» и «тонкого» регулирования напряжения (см. рис. 2.5) и снабжены трехфазным переключающим устройством РНТА- 45/320. Магнитопровод автотрансформатора, так же как у однофазных трансформаторов, выполнен двухстержневым. Все обмотки состоят из двух симметричных частей, расположенных концентрически на разных стержнях.
Номинальное напряжение обмотки НН составляет 29 кВ, которому соответствуют 7- и 8-е положения переключателя устройства РПН. Регулирование напряжения осуществляется в пределах 10% (6 х1,67%) этого номинального значения. Переключаются ответвления частей регулировочных обмоток синхронно на обоих стержнях двумя фазами переключателя. При его положениях с 1-го по 7-е включены обмотки РОТ и РОГ, а с 8-го по 14-е — только РОТ.
Рис. 2.5. Схема соединения обмоток автотрансформатора АОМНЖ-10000/55-76У1
В нормальных условиях переключатель устройства РПН устанавливают в 4-е положение, соответствующее номинальному для системы электроснабжения 2 х 25 кВ коэффициенту трансформации КАн0м — 2 (см. табл. 2.2). Для того чтобы поддержать заданное напряжение в обмотке НН при снижении напряжения на стороне ВН, необходимо компенсировать уменьшение э. д. с., приходящейся на один виток.
Таблица 2.4
С этой целью уменьшают общее число включенных витков, переводя переключатель в положение с большим номером. При этом диапазон регулирования напряжения от расчетного значения 27,5 кВ в сторону увеличения составляет 15 %, а в сторону понижения — 5 %.
Исследования показали, что способ регулирования напряжения в контактной сети посредством изменения коэффициентов трансформации автотрансформаторов на ряде участков системы электроснабжения 2 х 25 кВ не является эффективным вследствие возникновения уравнительных токов в тяговой сети (см. параграф 3.5). На таких участках целесообразно применять автотрансформаторы АОМЖ-10000/27 х2-У1, имеющие простую конструкцию (без РОГ, РОТ и переключателя РПН), меньшие размеры, массу, активные потери и стоимость. Коэффициент трансформации автотрансформатора не регулируется и равен номинальному значению = 2.
Автотрансформаторы всех рассмотренных типов обладают сравнительно малыми напряжениями к.з. (1,5—2 %). При расчетах системы электроснабжения 2 х 25 кВ используют значение сопротивления Za автотрансформатора, которое определяется по параметрам опыта к. з. и приводится к стороне ВН. В табл. 2.4 представлены значения этого сопротивления, рассчитанные по паспортным данным ряда изготовленных автотрансформаторов.
Автотрансформаторы снабжены вводами 35 кВ с усиленной изоляцией и комплектуются приборами контроля уровня и температуры масла, защитной аппаратурой (включая газовое реле), трансформаторами тока ТВТ-35 М по два на каждый ввод.