第一节-自耦变压器-教案

第五章其他变压器

在电力系统中，除了采用双绕组变压器以外，还采用自耦变压器、三绕组变压器及分裂变压器，本章将介绍以上三种变压器的工作原理及特点。第一节自耦变压器

所谓自耦变压器，是一次和二次共用同一个绕组的变压器。特点：原，副边绕组间不仅有磁的联系且有电的联系，副绕组中有一部分是公共绕组。省材，体积小，重量轻，成本低。图5－1自耦变压器结构及原理接线图1.结构特点

可看作为一台双绕组变压器改接而成，其中ax绕组为高低压两侧共用，称为公共绕组，Aa绕组只属于一次侧称为串联绕组。Aa绕组的匝数一般比ax绕组的少。原理接线从双绕组变压器到自耦变压器2.电压关系高压侧：低压侧：自耦变压器变比为：原理接线忽略变压器空载电流，有磁势平衡方程：所以公共绕组ax中的电流为：3.电流关系说明I1与I2反相，并且I2＞I1。因为Ka＞1由于原边、副边绕组为同一绕组，存在电的联系，在副边绕组的抽头处可以看成是电路的一个节点。输出电流由两部分组成：其中串联绕组的电流是由于高、低压绕组之间有电的联系，从高压侧直接流入低压侧的，公共绕组流过的电流是通过电磁感应作用传递到低压侧的。公共绕组部分的电流I与原边I1、副边电流I2的大小关系为:即：上式两边同乘以U2，就可得到自耦变压器的输出功率：普通变压器是以磁场为媒介，通过电磁感应作用来进行能量传输的。自耦变压器的原边、副边绕组既然有了电的联系，它的能量传输方式也必然有着与普通变压器的不同之处。从上式可以看出，自耦变压器的输出功率有两部分组成，一部分为U2I1，由于I1是原边电流，在它流经只属于原边部分的绕组之后，直接流到副边，传输到负载中去，故称为传导功率；另一部分为U2I，显然要受到负载电流和原边电流的影响，这三者要满足上式电流关系，所以I可以看成是由于电磁感应作用而产生的电流，这一部分功率也相应地称为电磁功率。4、容量关系自耦变压器的额定容量（也称为铭牌容量）和绕组容量（又称为电磁容量）不相等，额定容量，指的是自耦变压器总的输入或输出容量，为：电磁容量指的是绕组电压与电流的乘积。对于双绕组变压器，变压器的容量就是绕组容量。但自耦变压器，绕组容量与变压器容量不同，前者比后者小。串联绕组Aa的电磁容量为：公共绕组ax的电磁容量为：为效益系数。结论：公共绕组和串联绕组的绕组容量相等。自耦变压器的输出容量包含两部分：一部分为电磁容量U2I，即公共绕组的容量，它通过电磁感应作用传递给负载；另一部分为传导容量U2I1，它通过电的直接传导给负载。S2=U2I2=U2(I1+I)=U2I1+U2I低压侧输出容量可表示为：根据公式将低压侧电动势方程乘以变比：5、等效电路设代入一次侧电势方程

自耦变压器简化等效电路

6、自耦变压器的优、缺点由于自耦变压器绕组容量较额定容量小，双绕组变压器额定容量与绕组容量相等，所以，在额定容量相等的情况下，自耦变压器体积小，重量轻，节省材料，成本较低；自耦变压器有效材料（硅钢片和铜材）消耗减少，铜耗和铁耗减小，效率提高；体积小，可减少变电站占地面积，运输和安装也更加方便。由于副边绕组为原边绕组的一部分，两绕组之间存在着电的联系，低压侧容易受到高压侧过电压的影响。所以绝缘和过电压保护要加强；为了解决这个问题，需