自耦变压器
自耦变压器原理
自耦变压器原理
自耦变压器（selftransformers）是具有“自耦”特性的变压器，是一种新型变压器，它可以自动实现低压侧和高压侧的调节，有效地改善电压无功损耗。
它能够实现高效率、低噪声和稳定性高的输出，广泛应用于电力、航空、军事等领域。
自耦变压器的工作原理是：变压器核心在不同分段的变压器上采用“自耦”技术，使其可以有效的进行变压。
自耦变压器的输出电压可以自动调节，主要是由于变压器核心的非线性自耦结构，使得当输入电压变化时，变压器的输出电压也会自动跟随变化。
自耦变压器的优点在于：1、输出电压可自动跟踪输入电压变化，不会因输入电压变化而产生不必要的损耗，能够有效降低电源损耗；
2、结构比较紧凑，可以提供高功率的输出；
3、提高了系统的可靠性，因为自耦变压器对输入电压的变化具有良好的抗扰性；
4、低噪声等特性，通常不需要外接电源。
自耦变压器也有一些缺点，例如：1、由于变压器核心的构造，它的静态和动态性能都不太理想；2、噪声也会有所降低，但是噪声还是比较高；3、安装时也需要一定的技术和工艺；4、它的成本还比较高。
在电压调节时，自耦变压器可以提供良好的抗扰能力，为用户提供高效、低噪声、稳定的输出电压。
此外，它还可以实现结构的紧凑，使其成为新一代变压器的主要发展方向。
综上所述，自耦变压器是一种新型变压器，可以自动实现低压侧
和高压侧的调节。
它具有输出电压可自动跟踪输入电压变化、结构紧凑、噪声低和高可靠性等特点，既可以有效降低电源损耗，又可以提高系统的可靠性，成为新一代变压器的主要发展方向。
因此，自耦变压器在电力、航空、军事等领域受到了广泛的应用，它将成为新一代变压器的主要发展方向。
自耦变压器工作原理
自耦变压器工作原理自耦变压器是一种常见的电力设备，它在电力传输和电子设备中起着重要的作用。
本文将详细介绍自耦变压器的工作原理和相关知识。
一、自耦变压器的基本结构自耦变压器由一个共用绕组和两个独立的绕组组成。
共用绕组既可以作为输入绕组，也可以作为输出绕组，而独立的绕组则分别用于输入和输出。
自耦变压器的基本结构如下图所示：[插入自耦变压器结构图]二、自耦变压器的工作原理自耦变压器的工作原理基于电磁感应定律。
当输入绕组中通过电流时，会在绕组中产生磁场。
由于共用绕组的存在，这个磁场也会影响到输出绕组。
当输入绕组中的磁场发生变化时，输出绕组中也会产生感应电动势，从而实现电能的传输。
具体来说，当输入绕组中的电流变化时，根据电磁感应定律，会在绕组中产生感应电动势。
这个感应电动势会导致输出绕组中的电流发生变化，进而改变输出电压。
自耦变压器的输出电压与输入电压的比值取决于输入绕组和输出绕组的匝数比。
当匝数比大于1时，输出电压会高于输入电压；当匝数比小于1时，输出电压会低于输入电压。
自耦变压器的工作原理还涉及到自感和互感的概念。
自感是指绕组中的电流变化会产生自感电动势，而互感是指绕组之间的磁场相互影响。
在自耦变压器中，自感和互感都会影响电压的传输和变换。
三、自耦变压器的应用自耦变压器由于其简单的结构和高效的能量传输特性，在电力传输和电子设备中得到广泛应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 电力传输：自耦变压器可用于电力系统中的变电站，用于将高压电能转换为低压电能，以便在城市和工业区域供电。
2. 电子设备：自耦变压器可用于电子设备中的电源转换器，用于将交流电转换为直流电，以供电子设备使用。
3. 变频器：自耦变压器可用于变频器中，用于调整电机的转速和输出功率。
4. 电焊机：自耦变压器可用于电焊机中，用于提供稳定的焊接电流。
5. 谐振电路：自耦变压器可用于谐振电路中，用于调整电路的频率和阻抗。
四、自耦变压器的优缺点自耦变压器相比于普通变压器具有一些优点和缺点。
自耦变压器名词解释
自耦变压器名词解释
自耦变压器是一种特殊类型的变压器，其定义为在单一线圈上起到绝缘的同时，完成两个或多个电路的电感耦合。
自耦变压器只有一个线圈，而传统变压器有两个互相绝缘的线圈。
该线圈的一部分是输入端，其余部分是输出端。
自耦变压器通过共享同一线圈的部分将能量从输入端传递到输出端。
自耦变压器的主要特点是在输入和输出端之间只有一个线圈，因此其结构简单且成本较低。
它广泛应用于电源和信号传输系统中，例如用于变换电压和电流、阻隔干扰和升降压等方面。
自耦变压器的缺点是电感耦合的副线圈与主线圈具有较高的互感，因此在某些应用中容易引起干扰和噪音。
此外，由于自耦变压器的输入和输出端在电性上相连，因此输出端的电压可以影响到输入端，需要注意对电路的保护和隔离。
总之，自耦变压器是一种结构简单、成本较低且应用广泛的变压器类型，通过共享一个线圈实现电感耦合，可用于电源和信号传输系统中的多种应用。
自耦变压器的资料
电流误差： I % ki I 2 I1 100 % I1
相角误差：后者为 I1 和 ki I2 的相角差。 （3）使用时注意的问题：
电流互感器在使用时 ①一定要注意副边不准开路。 ②为了保证安全，电流互感器的副绕组也是要可靠地接地。 ③电流互感器副边回路（副边所接的仪表或其它电流线圈的阻抗值），不应超过互感器规 定的“额定负载”欧姆值，否则会引起副边电流减小，铁心磁通和激磁电流 Im 增大，测量误
差增加。
（4）精度
我国生产的电流互感器，按测量精度分为五个等级，即 0.2、0.5、1.0、3.0 和 10 级。 这里的精度等级，例如 0.5 级，就是在额定状态时，互感器的变比误差不超过 0.5％。
电压、电流互感器的基本原理与变压器相同，电压互感器相当于空载运行的变压器，而电 流互感相当于短路运行的变压器，前者副边不准短路，后者副边不准开路，使用时副边都要可 靠接地，以确保人身、设备安全。
I 1
I2 KA
I2
N1
U 1
I2
a
a
N 2 E 2 U 2 I
x
可知一、二次电流的大小与绕组匝数成反比，而相位差 180（即反相）。
a 点电流 I I1 I2
公共绕组电流：
I
I1
I2
I2 KA
I2
I2 (1
1 KA
)
说明：公共绕组的电流 I 与二次电流 I2 在时间相位上同相。
大小关系为： I2 I1 I
一、电压互感器
相当于空载运行的变压器。
（1） 变比
K
＝
e
E1 E2
＝
N1 N2
U1 U 20
自耦变压器工作原理
自耦变压器工作原理引言概述自耦变压器是一种常见的电力设备，广泛应用于电力系统中。
它通过自感作用实现电压的变换，具有结构简单、体积小、效率高等优点。
本文将详细介绍自耦变压器的工作原理。
一、自耦变压器的基本结构1.1 主绕组：主绕组是自耦变压器中的主要绕组，它与电源相连，承担电流传递的主要任务。
1.2 辅助绕组：辅助绕组是自耦变压器中的辅助绕组，它与主绕组相连，用于实现电压的变换。
1.3 磁芯：磁芯是自耦变压器中的重要组成部份，它由铁芯和绝缘材料构成，能够有效地传导磁场。
二、自耦变压器的工作原理2.1 自感作用：当自耦变压器通电时，主绕组中的电流会产生磁场，这个磁场会通过磁芯传导到辅助绕组中。
由于辅助绕组与主绕组相连，所以辅助绕组中也会产生磁场。
2.2 电磁感应：根据法拉第电磁感应定律，当辅助绕组中的磁场发生变化时，会在辅助绕组中产生感应电动势。
这个感应电动势会导致辅助绕组中的电流发生变化。
2.3 电压变换：由于主绕组和辅助绕组是通过磁场相连的，所以辅助绕组中的电流变化会通过磁场传导到主绕组中。
这样，主绕组中的电流也会发生变化，从而导致主绕组中的电压发生变化，实现电压的变换。
三、自耦变压器的特点3.1 结构简单：自耦变压器的结构相对简单，惟独一个绕组，减少了电路中的连接点，提高了电路的可靠性。
3.2 体积小：由于自耦变压器惟独一个绕组，所以其体积相对较小，适合于空间有限的场合。
3.3 效率高：自耦变压器的绕组之间没有绝缘层，减少了电流的损耗，提高了能量的传输效率。
四、自耦变压器的应用领域4.1 电力系统：自耦变压器广泛应用于电力系统中，用于电压的变换和功率的传输。
4.2 电子设备：自耦变压器也被应用于各种电子设备中，用于电压的变换和电路的隔离。
4.3 通信系统：自耦变压器在通信系统中用于电压的升降和信号的隔离，保证通信的稳定性。
五、自耦变压器的发展趋势5.1 高效节能：随着能源紧张和环境保护意识的提高，自耦变压器的高效节能特性将得到更多的重视和应用。
第四章_自耦变压器
例题： 例题： 双绕组变压器容量 s N = 500 KVA 而自耦变压器输出同等容量时的绕组容量 （设计容量或电磁容量）为多少？ 设计容量或电磁容量）为多少？ 自耦变压器的变比为： 自耦变压器的变比为：k = 1.5 A 自耦变压器设计容量： S NA
1 1 = (1 − ) S N = (1 − ) S N 1.5 KA
1、省料，造价低，外形尺寸小，重量轻 省料，造价低，外形尺寸小，
1 电磁容量： 电磁容量： S M = (1 − ) S NA KA
2、无功、有功损耗小，电压调整率小 无功、有功损耗小，
Z kA
1 = (1 − )Z k KA
R kA
1 = (1 − )Rk KA
，变比太大， k A 一般不超过 2，变比太大，高低压绕组 没有隔离，会不安全的，高压容易窜到低压。 没有隔离，会不安全的，高压容易窜到低压。
& & U2 = E2
& & & & U1 − E1 + I1R1 + jI1 X1 = & & U2 E2
V
二、电压互感器
& & & & U1 − E1 + I1 R1 + jI1 X 1 = & & U2 E2
≈0， 为励磁电流， I2≈0，I1为励磁电流，若
& I 1 ( R1 + jX 1 ) 很小
例题： 例题：同等容量的双绕组变压器和 自耦变压器比较短路电流大小。 自耦变压器比较短路电流大小。
双绕组变压器的 z k = 0.05 ，自耦变压器变比为 k A = 1.5
Z kA
1 = (1 − ) Z k = (1 − 1 ) Z k = 0.33Z k = 0.0165 KA 1.5
自耦变压器
相关变压器
中和变压器 屏蔽变压器
分隔变压器 吸流变压器
中和变压器
中和变压器（Neutralizing Transformer）：降低强电线对通信线产生影响的一种装置。它的次级线圈个 数与通信导线数相同，并且直接串入通信导线；它的初级线圈串接入两端接地的领示线。这样强电线与领示线中 的电流，会对通线线路产生相应的对地电位。它改变了通信导线的电位分布情况，确保通信线路沿线的对地电位 都不超过限定值。这种串接的方法不会改变通信线路的对地绝缘，同时起到了保护通信线路的作用。它的缺点就 是需要多加一根领示线。
1.自耦变压器是输出和输入共用一组线圈的特殊变压器，升压和降压用不同的抽头来实现，比共用线圈少的 部分抽头电压就降低，比共用线圈多的部分抽头电压就升高。
自耦变压器零序差动保护原理图
⒉其实原理和普通变压器一样的，只不过他的原线圈就是它的副线圈。一般的变压器是左边一个原线圈通过 电磁感应，使右边的副线圈产生电压，自耦变压器是自己影响自己。
随着电力系统向大容量、高电压的方向快速发展，自耦变压器以低成本、高效率等特点，被广泛应用于高压 电力网络中，成为传递重要电能的电压转换设备。作为高压电网中最重要的设备之一，自耦变压器对于确保电网 安全可靠运行、灵活分配电能有重大意义。
随着高铁的快速发展，自耦变压器的可靠性对高铁的安全运行至关重要。而直击雷、接触网异物等引起高铁 短路跳闸事故频发，其产生的短路冲击电流极易引起自耦变压器绕组故障，大大降低了变压器运行的可靠性，严 重影响高铁安全运行。
分隔变压器（Isolating Transformer）：防止强电线对通信线产生影响的一种保护装置。又称为绝缘变 压器。它的工作原理是把变比1:1的初、次级线圈分别插接到一对通信导线上，这样将导线分隔为多段，降低了 导线上的感应纵电势，对通信线路起到了保护作用。适用于音频通信线路，但使用分隔变压器的通信线路上不能 进行直流测试和传送直流信号了。
9.自耦变压器
§4-2自耦变压器自耦变压器可以由一台双绕组变压器演变而来：公共绕组：绕组ax 供高、低压两侧共用。
串联绕组：绕组Aa 与公共绕组串联后供高压侧使用。
自耦变压器特点：原、副绕组之间不仅有磁的联系而且还有电路上的直接联系。
1212221a E E N N k k E N ++===+1aU 11a I I =1U 1E 2E 2aI LZ 2I 自耦变压器的变比：自耦变压器的基本方程式、等效电路和相量图(1) 基本方程式1()1112212()a a a m I N I I N I N N ++=+()1122212()a a m I N N I N I N N ++=+(112212m a m F I N I N I N N =+=+两边都除以( )，得：12N N +12a a m I I I '+=为自耦变压器副边电流的归算值。
2222121a a a aN I I I N N k '==+若忽略，则：m I 212120aa a a a aI I I I I k ''+=⇒=−=−()()221212121111a a aa a a a a a a a a I I I I I k I I I k I k k ⎛⎫−∴=+=+−==⎝+= ⎭−−⎪LZ 1aU 1U 1E 2E 2aI I 2I∵代入得：称为自耦变压器从高压边看的短路阻抗。
()1222221()1a a a ax a a a a ax E E k E k U I Z k U k I Z ⎡⎤⎡⎤+==+=+−⎣⎦⎣⎦aU 1 ()()()2111212211111a a a a ax a Aa a a ax a a a Aa a a a a ka ax k U k I Z I Z k I Z k U I k I Z U U Z Z ⎡⎤=−+−++−⎣⎦⎡⎤=−++−='−+⎣⎦()ax a Aa ka Z k Z Z 21−+=（b ）原边回路电压方程式：()112121211()()1a a Aa ax a Aa a a axU E E I Z I Z E E I Z k I Z =−+++=−+++−2）电压关系：（a ）副边回路电压方程式：2222211aax a ax aU E I Z E I Z k ⎛⎫=−=−−⎪⎝⎭()22222a a La a L L a L U I Z U I Z Z k Z ''''===、LZ 1aU 1U 1E 2E 2aI I 2I基本方程式、等效电路和相量图：()()()()1212222221212121111/111/()14.44a a a a kaa a a ax a a La a a a a a m a mU k U I Z U E k I Z U I Z I k I k I I I I E k E E j fN ⎫=−+⎪=−−⎪⎪=⎪⎪=−=−⎬⎪'=−⎪⎪=−⎪⎪=−Φ⎭忽略Z k Z 2)1(−+LZ '1E 2axjI x −1aI 1a kajI x 1U 1a kaI r mΦ2φ2aU 2axI r −2I 2a U '−自耦变压器的容量关系：自耦变压器的额定容量(通过容量) 和绕组容量(电磁容量)是不相等的。
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①电流互感器在工作时二次侧不得开路。
②电流互感器二次侧有一端必须接地
③电流互感器在接线时，必须注意其端子的极性
电压互感器
•电压互感器简称PT，是变换电压的设备。文字符号为TV，单相式电压互感器图形符号为
•电压互感器的变压比用Ku表示
•式中，U1N、U2N分别为电压互感器一次绕组和二次绕组额定电压，N1、N2为一次绕组和二次绕组的匝数。变压比Ku通常表示成如10/0.1kV的形式。电压互感器有单相和三相两大类，在成套装置内，采用单相电压互感器较为常见。
.电流互感器
•电流互感器简称CT（文字符号为TA，单二次绕组电流互感器图形符号为），是变换电流的设备。
电流互感器种类和型号
•按一次电压分，有高压和低压两大类；
•按一次绕组匝数分有单匝（包括母线式、芯柱式、套管式）和多匝式（包括线圈式、绕环式、串级式）；
•按用途分有测量用和保护用两大类；
•按绝缘介质类型分有油浸式、环氧树脂浇注式、干式、SF6气体
教学
后记
常用自耦变压器仪用变压器使用注意事项
备注
授课教师：备课日期：年月日审批：日期：年月日
一、教学回顾及导入课题
前面讲的变压器的一次侧、二次侧都是分开绕制，虽然都装在一个铁心上，但相互是绝缘的，只有磁路上的耦合，却没有电路上的直接联系，能量是靠电磁感应传过去的，所以称为双绕组变压器。自耦变压器的结构却有很大不同，即一次侧、二次侧共用一个绕组，一次侧、二次侧绕组不但有磁的联系，还有电的联系。自耦变压器不仅用于降压，只要把输入、输出对调一下，就变成了升压变压器。
高级技工学校
文化理论课教案
编号：0707-03流水号：
科目
电机与变压器
授课班级
授课日期
章节
第四单元§4—1,2
课题
自耦变压器仪用变压器
授课
方式
面授
授课
时数
2
授课类型
理论讲解
作业
题数
教学目的
使学生掌握常用的自耦变压器仪用变压器
教具
准备
PPT
教学
重点
常用自耦变压器仪用变压器
教学
难点
常用自耦变压器仪用变压器使用注意事项
•互感器的主要功能是:
（1）可使仪表和继电器标准化。如电流互感器副绕组的额定电流都是5A；电压互感器副绕组的电压通常都规定为100V。
（2）可使测量仪表、继电器等二次设备与一次主电路隔离。降低仪表及继电器的绝缘水平，简化仪表构造，同时保证工作人员的安全。
（3）可以避免短路电流直接流过测量仪表及继电器的线圈
三、课堂小结
四、布置作业
二、新课讲授
第一节自耦变压器
原付边共用一部分绕组的变压器。
（一）特点：
1、原付绕组既有磁的联系，又有电的联系。
2、能量传递，既有磁场传递的，又有直接传递的。
（二）优点：
1．可变输出电压
2．用料省，Βιβλιοθήκη 率高。（二）缺点：1.一二次侧通电。2.火零不能接反。
第二节仪用互感器
•互感器是电流互感器和电压互感器的合称。