В зависимости от предъявляемых требований к регулированию напряжения применяются различные схемы соединения обмоток.
Регулирование напряжения без возбуждения может осуществляться так же, как в трансформаторе, при этом регулировочные витки или катушки могут располагаться либо в последовательной обмотке при необходимости регулирования высокого напряжения, либо в общей обмотке при регулировании среднего напряжения, причем в этом случае регулирование получается «связанным», т. к. общая обмотка является обмоткой СН и в то же время является частью обмотки ВН.
При необходимости в автотрансформаторах применяют регулирование напряжения под нагрузкой.
Выбор вида и схемы регулирования зависит от условий в энергосистеме, из которых вытекают требования к автотрансформатору.
При выборе схемы регулирования учитываются расход материалов, возможная конструкция обмоток, в том числе регулировочной обмотки, требуемые характеристики переключающего устройства, перевозбуждение автотрансформатора и пр.
В зависимости от условий регулирования напряжения применяются различные схемы регулирования напряжения под нагрузкой.
Все применяемые схемы можно разделить на три группы: схемы регулирования на стороне ВН, на стороне СН и в общей нейтрали ВН—СН.
Регулирование целесообразно осуществлять в той обмотке, напряжение которой изменяется в больших пределах. Это следует учитывать при выборе схемы — с регулированием на стороне ВН или СН.
Регулирование на стороне ВН или СН
Помимо сказанного выше, эти два способа регулирования равноценны. Реверсирование регулировочной обмотки, в позволяет вдвое увеличить диапазон регулирования.
Схема может содержать дополнительный вольтодобавочный трансформатор со своим магнитопроводом. Вольтодобавочный трансформатор может располагаться в баке основного автотрансформатора или вне его. Регулирование осуществляется в главном автотрансформаторе.
Преимуществом первой схемы является возможность выбора наиболее удобного для регулирования тока и напряжения во вспомогательной цепи, содержащей переключающее устройство. Однако, косвенное регулирование требует дополнительного вложения материалов и некоторого увеличения габаритных размеров автотрансформатора.
Регулирование напряжения в нейтрали
Метод регулирования напряжения в нейтрали позволяет применить регулировочную обмотку и переключающее устройство на класс напряжения, значительно более низкий, чем напряжение U1 и U2, что является большим преимуществом этого метода.
Недостатком метода являются значительные колебания магнитной индукции в процессе регулирования, особенно при коэффициенте трансформации меньше двух. Поэтому его применяют в случае сравнительно небольшого диапазона регулирования в автотрансформаторах очень высокого класса напряжения.
Применение косвенного регулирования в нейтрали позволяет существенно упростить обмотку главного автотрансформатора, особенно когда вольтодобавочный трансформатор размещается в отдельном баке.
Сравнение методов регулирования на основе типовой мощности
В предыдущих разделах приведено качественное сравнение методов регулирования напряжения в автотрансформаторах. Ниже приведено сопоставление увеличения типовой мощности автотрансформатора с регулированием по сравнению с таким же трансформатором без регулирования.
Типовой мощностью автотрансформатора будем называть полусумму мощностей его обмоток ST.
Сравнение производится с автотрансформатором без регулирования под нагрузкой с проходной мощностью Snp для обмоток ВН и СН, соединенных по автотрансформаторной схеме, и с третичной обмоткой (НН), мощность которой равна типовой мощности автотрансформатора.
При наличии регулирования под нагрузкой мощность автотрансформатора возрастает, так как появляются новые (регулировочные) обмотки и увеличивается мощность имеющихся обмоток.
Применение схем с реверсированием, удваивая диапазон регулирования, в некоторых случаях приводит к дополнительному вложению материалов, а в других нет.