簡介
自耦變壓器副邊繞組是原邊繞組的一個組成部分,這樣的變壓器看起來僅有一個繞組,故也稱“單繞組變壓器”。原副邊耦合電感可根據電路理論中異名端相連的三端耦合電感進行解耦。在原邊施加電壓且副邊短路,或副邊施加電壓且原邊短路,均可求得歸算至自耦變壓器原邊或副邊的等效漏抗。自耦變壓器是初、次級無須絕緣的特種變壓器,即輸出和輸入共用一組線圈的特殊變壓器。或者說,初級和次級在同一條繞阻上的變壓器。
特點
(1)自耦變壓器的優點:
與通過容量相同的變壓器進行比較可以看出:自耦變壓器的原材料(銅、矽鋼片、絕緣材料)較少,因此造價低;自耦變壓器損耗較低,因而其效率較高;自耦變壓器短路阻抗較小,所以它的電壓變化率較小;采用相同牌号矽鋼片和相同磁密時,自耦變壓器勵磁電流較小;自耦變壓器體積較小,便于制造更大容量整體運輸的産品。
(2)自耦變壓器的缺點:nn
a.由于自耦變壓器高低壓兩側有電氣聯系,一側發生故障時必然導緻另一側的工作也遭到破壞。nn
b.自耦變壓器的第二個缺點是短路阻抗低,與此相應,短路電流和短路機械力必然增大。在給定線電壓下,作用繞組的力與其短路阻抗的平方成反比,所以按與普通變壓器相似的原則設計的自耦變壓器,在短路時,可能遭到破壞。這點在計算自耦變壓器機械強度時必須予以考慮。
c.自耦變壓器調整電壓困難,由于自耦變壓器的高壓與中壓有電的直接聯系,各種調壓方式都有一定困難。如采用中性點調壓時,容易造成自耦變壓器本身過勵磁,而且高、中、低電壓的調整率很難協調- -緻;采用線端調壓時,短路電壓難保持不變,不易保持繞組的電磁平衡;若用- -般繞組布 置方法,在短路時會引起短路機械力增加。此外,調壓繞組抽頭端部有時會産生沖擊過電壓。
在一個閉合的鐵芯上繞兩個或以上的線圈,當一個線圈通入交流電源時(就是初級線圈),線圈中流過交變電流,這個交變電流在鐵芯中産生交變磁場,交變主磁通在初級線圈中産生自身感應電動勢,同時另外一個線圈(就是次級線圈)中感應互感電動勢。通過改變初、次級的線圈匝數比的關系來改變初、次級線圈端電壓,實現電壓的變換,一般匝數比為1.5:1~2:1。因為初級和次級線圈直接相連,有跨級漏電的危險。所以不能作行燈變壓器。
幹式區别
在電網中,從220KV電壓等級才開始有自耦變壓器,多用作電網間的聯絡變。220KV以下幾乎沒有自耦變壓器。自耦變壓器在較低電壓下是使用最多是用來作為電機降壓啟動使用。
對于幹式變壓器來講,它的絕緣介質是樹脂之類的固體,沒有油浸式變壓器中的絕緣油,所以稱為幹式。幹式變壓器由于散熱條件差,所以容量不能做得很大,一般隻有中小型變壓器,電壓等級也基本上在35KV及以下,但國内外也都已經有額定電壓達到66kV甚至更高的幹式變壓器,容量也可達30000kVA甚至更高。
工作原理
1.自耦變壓器是輸出和輸入共用一組線圈的特殊變壓器.升壓和降壓用不同的抽頭來實現.比共用線圈少的部分抽頭電壓就降低.比共用線圈多的部分抽頭電壓就升高。
⒉其實原理和普通變壓器一樣的,隻不過他的原線圈就是它的副線圈。一般的變壓器是左邊一個原線圈通過電磁感應,使右邊的副線圈産生電壓,自耦變壓器是自己影響自己。
⒊自耦變壓器是隻有一個繞組的變壓器,當作為降壓變壓器使用時,從繞組中抽出一部分線匝作為二次繞組;當作為升壓變壓器使用時,外施電壓隻加在繞組的—部分線匝上。通常把同時屬于一次和二次的那部分繞組稱為公共繞組,自耦變壓器的其餘部分稱為串聯繞組,同容量的自耦變壓器與普通變壓器相比,不但尺寸小,而且效率高,并且變壓器容量越大,電壓越高.這個優點就越加突出。因此随着電力系統的發展、電壓等級的提高和輸送容量的增大,自耦變壓器由于其容量大、損耗小、造價低而得到廣泛應用。
由電磁感應的原理可知,變壓器并不要有分開的原繞組和副繞組,隻有一個線圈也能達到變換電壓的目的.在圖1中,當變壓器原繞組W1接入交流電源U1時,變壓器原繞組每匝的電壓降,電壓平均分配在變壓器原繞組1,2,變壓器副繞組W2的電壓等于原繞組每匝電壓乘以3,4的匝數.在U1不變的下,變更W1和W2的比例,就得到不同的U2值.這種原,副繞組直接串聯,自行耦合的變壓器就叫自耦變壓器,又叫單圈變壓器。
普通變壓器的原,副繞組是互相絕緣的,隻用磁的聯系而沒有電的聯系,依線圈組數的不同,這種變壓器又可分為雙圈變壓器或多圈變壓器.由電磁感應的原理可知,并不要有分開的原繞組和副繞組,隻有一個線圈也能達到變換電壓的目的.在圖1中,當原繞組W1接入交流電源U1時,原繞組每匝的電壓降,電壓平均分配在原繞組1,2,,副繞組W2的電壓等于原繞組每匝電壓乘以3,4的匝數.在U1不變的下,變更W1和W2的比例,就得到不同的U2值。這種原、副繞組直接串聯,自行耦合的變壓器稱為自耦變壓器,又叫單圈變壓器.
應用
自耦變壓器在不需要初、次級隔離的場合都有應用,具有體積小、耗材少、效率高的優點。常見的交流(手動旋轉)調壓器、家用小型交流穩壓器内的變壓器、三相電機自耦減壓起動箱内的變壓器等等,都是自耦變壓器的應用範例。
随着中國電氣化鐵路事業的高速發展,自耦變壓器(AT)供電方式得到了長足的發展。由于自耦變壓器供電方式非常适用于大容量負荷的供電,對通信線路的幹擾又較小,因而被客運專線以及重載貨運鐵路所廣泛采用。早期中國鐵路專用自耦變壓器主要依靠進口,成本較高且維護不便。
随着高鐵的快速發展,自耦變壓器的可靠性對高鐵的安全運行至關重要。而直擊雷、接觸網異物等引起高鐵短路跳閘事故頻發,其産生的短路沖擊電流極易引起自耦變壓器繞組故障,大大降低了變壓器運行的可靠性,嚴重影響高鐵安全運行。
相關變壓器
中和變壓器
中和變壓器(Neutralizing Transformer):降低強電線對通信線産生影響的一種裝置。它的次級線圈個數與通信導線數相同,并且直接串入通信導線;它的初級線圈串接入兩端接地的領示線。這樣強電線與領示線中的電流,會對通線線路産生相應的對地電位。它改變了通信導線的電位分布情況,确保通信線路沿線的對地電位都不超過限定值。這種串接的方法不會改變通信線路的對地絕緣,同時起到了保護通信線路的作用。它的缺點就是需要多加一根領示線。
屏蔽變壓器
屏蔽變壓器(Reduction Transformer):屏蔽變壓器又稱為降低變壓器。它的工作原理和中和變壓器是相同的,用于通信電纜保護。它的次級錢圈是一個總體,由一段纜心或電纜本身的纜心繞成,不需要對導線單獨設置次級線圈;而它的初級線圈由絕緣銅線繞成,直接串接在電纜的外皮中。
分隔變壓器
分隔變壓器(Isolating Transformer):防止強電線對通信線産生影響的一種保護裝置。又稱為絕緣變壓器。它的工作原理是把變比1:1的初、次級線圈分别插接到一對通信導線上,這樣将導線分隔為多段,降低了導線上的感應縱電勢,對通信線路起到了保護作用。适用于音頻通信線路,但使用分隔變壓器的通信線路上不能進行直流測試和傳送直流信号了。
吸流變壓器
吸流變壓器(Booster Transformer):它是用在交流電氣化鐵路供電系統上的,是用來降低對鄰近通信線路影響的一種器件。它會把原來逸入大地的電流強行吸附到專門架設的回流線上,并将電流引入牽引變電站。既節能降耗,又對通信線路起到了保護作用。



















