Введение. Силовые автотрансформаторы получили широкое распространение в сетях с глухозаземленной нейтралью напряжением 110 кВ и выше. Мощные автотрансформаторы изготавливаются как трехфазными, так и однофазными. Схема включения обмоток обычного трехфазного силового автотрансформатора представлена на рис. 1. Чаще всего автотрансформаторы используются для связи электрических сетей с напряжениями: 110, 220, 330 и 500 кВ на стороне высшего и среднего напряжений. При этом, кроме последовательной и общей обмоток, имеющих электрическую связь, силовые автотрансформаторы, как правило, имеют третичные обмотки низшего напряжения (НН), соединенных в треугольник, основное назначение которых состоит в компенсации гармонических составляющих напряжений и ЭДС, кратных трем. Номинальная мощность обмотки НН H.ном S меньше номинальной мощности автотрансформатора ном S и не может превышать значение типовой мощности тип S .
При эксплуатации силовых автотрансформаторов нередко приходится иметь дело с неполнофазными режимами работы, вызванными кратковременным отключением одной или двух фаз при коротких замыканиях либо более длительным отключением при пофазных ремонтах. Такие режимы могут возникать и при неполнофазных отключениях автотрансформаторов или при их пофазной коммутации. В ряде случаев для группы однофазных автотрансформаторов при аварийном отключении одной фазы может оказаться допустимым работа по двум фазам. В этом случае не требуется установка резервной фазы, особенно при наличии двух групп однофазных автотрансформаторов на подстанции [1]. Неполнофазные режимы приводят к несимметрии напряжений автотрансформаторов, что сказывается на качестве электроснабжения потребителей. Для самого автотрансформатора несимметричная работа может быть опасна в отношении перегрузки отдельных обмоток.
Несмотря на появление в последние годы эффективных численных методов расчета электромагнитных устройств в инженерной практике анализ несимметричных режимов силовых трансформаторов, как правило, проводится на основе метода симметричных составляющих [2-6]. Основным достоинством данного подхода является возможность использования схем замещения приведенного трансформатора для токов различных последовательностей и проведение расчетов с помощью простых аналитических формул. При этом анализ многих несимметричных режимов может быть проведен по параметрам трансформаторов, взятым из справочника. К основным недостаткам метода симметричных составляющих следует отнести невысокую точность, обусловленную, главным образом, допущением о линейности магнитной цепи и постоянстве параметров намагничивающей ветви схемы замещения.