第五节 自耦变压器的工作原理与运行
自耦变压器工作原理
自耦变压器的工作原理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.2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``3自耦变压器是只有一个绕组的变压器，当作为降压变压器使用时，从绕组中抽出一部分线匝作为二次绕组；当作为升压变压器使用时，外施电压只加在绕组的—部分线匝上。
通常把同时属于一次和二次的那部分绕组称为公共绕组，其余部分称为串联绕组，同容量的自藕变压器与普通变压器相比，不但尺寸小，而且效率高，并且变压器容量越大，电压越高．这个优点就越加突出。
因此随着电力系统的发展、电压等级的提高和输送容量的增大，自藕变压器由于其容量大、损耗小、造价低而得到广泛应用.由电磁感应的原理可知,变压器并不要有分开的原绕组和副绕组,只有一个线圈也能达到变换电压的目的.在图1中,当变压器原绕组W1接入交流电源U1时,变压器原绕组每匝的电压降,电压平均分配在变压器原绕组1,2,变压器副绕组W2的电压等于原绕组每匝电压乘以3,4的匝数.在U1不变的下,变更W1和W2的比例,就得到不同的U2值.这种原,副绕组直接串联,自行偶合的变压器就叫自藕变压器,又叫单圈变压器.普通变压器的原,副绕组是互相绝缘的,只用磁的联系而没有电的联系,依线圈组数的不同,这种变压器又可分为双圈变压器或多圈变压器.由电磁感应的原理可知,并不要有分开的原绕组和副绕组,只有一个线圈也能达到变换电压的目的.在图1中,当原绕组W1接入交流电源U1时,原绕组每匝的电压降,电压平均分配在原绕组1,2,,副绕组W2的电压等于原绕组每匝电压乘以3,4的匝数.在U1不变的下,变更W1和W2的比例,就得到不同的U2值.这种原,副绕组直接串联,自行偶合的变压器称为自耦变压器,又叫单圈变压器.自耦变压器中的电压,电流和匝数的关系和变压器,既:U1/U2=W1/W2=I2/I1=K自耦变压器最大特点是,副绕组是原绕组的一部分(如图1的自耦降压变压器),或原绕组是副绕组的一部分(如图2的自耦升压变压器).图1:图2:自藕变压器原,副绕组的电流方向和普通变压器一样是相反的. 在忽略变压器的激磁电流和损耗的下,可如下关系式降压:I2=I1+I,I=I2-I1升压:I2=I1-I,I=I1-I2P1=U1I1,P2=U2I2式中:I1是原绕组电流,I2是副绕组电流U1是原绕组电压,U2是副绕组电压P1是原绕组功率,P2是副绕组功率。
自耦变压器工作原理
自耦变压器工作原理一、概述自耦变压器是一种特殊的变压器，它与普通的互感器相比具有独特的工作原理。
本文将详细介绍自耦变压器的工作原理及其应用。
二、自耦变压器的结构自耦变压器由一个共用的线圈构成，该线圈既是主线圈也是副线圈。
相比之下，普通的互感器有两个独立的线圈，即主线圈和副线圈。
自耦变压器的结构简单，由于只有一个线圈，因此体积小巧。
三、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。
当交流电通过主线圈时，会在线圈中产生磁场。
这个磁场会通过自耦变压器的铁芯传递到副线圈中，从而在副线圈中产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁场的变化率成正比。
不同于普通的互感器，自耦变压器的主线圈和副线圈是物理上相连的，它们共享一部分线圈。
因此，主线圈和副线圈之间存在更密切的耦合，这也是自耦变压器得名的原因。
自耦变压器的输出电压可以通过改变副线圈的接线方式来调节。
当副线圈的接线点接近主线圈的输入端时，输出电压较低。
而当副线圈的接线点接近主线圈的输出端时，输出电压较高。
四、自耦变压器的应用自耦变压器由于其独特的工作原理，在电力系统和电子设备中有广泛的应用。
1. 电力系统中的应用自耦变压器常用于电力系统中的变压器调节器。
变压器调节器是用来调整电压的设备，通过改变自耦变压器的副线圈接线点，可以实现对电网电压的调节。
这在电力系统的稳定性和可靠性方面起到了重要作用。
2. 电子设备中的应用自耦变压器也广泛应用于各种电子设备中，如电源供应器、电子变频器等。
在这些设备中，自耦变压器用于改变电压和电流的大小，以满足不同设备的工作要求。
此外，自耦变压器还可用于隔离电路。
通过将主线圈和副线圈的绝缘性能提高，自耦变压器可以将输入端和输出端完全隔离，以保护电子设备免受电网波动和干扰的影响。
五、总结自耦变压器是一种特殊的变压器，其工作原理基于电磁感应。
与普通的互感器相比，自耦变压器只有一个线圈，结构简单，体积小巧。
自耦变压器的应用广泛，可用于电力系统的变压器调节器以及各种电子设备中的电压和电流调节。
什么是自耦变压自耦变压器工作原理
什么是自耦变压自耦变压器工作原理————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：什么是自耦变压器?自耦变压器工作原理自耦变压器是只有一个绕组的变压器，当作为降压变压器使用时，从绕组中抽出一部分线匝作为二次绕组；当作为升压变压器使用时，外施电压只加在绕组的—部分线匝上。
通常把同时属于一次和二次的那部分绕组称为公共绕组，其余部分称为串联绕组，同容量的自藕变压器与普通变压器相比，不但尺寸小，而且效率高，并且变压器容量越大，电压越高．这个优点就越加突出。
因此随着电力系统的发展、电压等级的提高和输送容量的增大，自藕变压器由于其容量大、损耗小、造价低而得到广泛应用。
在一个闭合的铁芯上绕两个或以上的线圈，当一个线圈通入交流电源时（就是初级线圈），线圈中流过交变电流，这个交变电流在铁芯中产生交变磁场，交变主磁通在初级线圈中产生自身感应电动势，同时另外一个线圈（就是次级线圈）中感应互感电动势。
通过改变初、次级的线圈匝数比的关系来改变初、次级线圈端电压，实现电压的变换，一般匝数比为1.5：1~2：1。
因为初级和次级线圈直接相连，有跨级漏电的危险。
所以不能作行灯变压器。
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。
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。
⒊自耦变压器是只有一个绕组的变压器，当作为降压变压器使用时，从绕组中抽出一部分线匝作为二次绕组；当作为升压变压器使用时，外施电压只加在绕组的—部分线匝上。
通常把同时属于一次和二次的那部分绕组称为公共绕组，自耦变压器的其余部分称为串联绕组，同容量的自耦变压器与普通变压器相比，不但尺寸小，而且效率高，并且变压器容量越大，电压越高．这个优点就越加突出。
自耦变压器的工作原理与运行
自耦运行方式： 第三绕组不参加功率交换，只在高பைடு நூலகம்中压侧有功率交换，其最大传输功率等于自耦变压器的额定容量。 联合运行方式： 第三绕组参加功率交换
1.联合运行方式一 ① 功率传输：高压侧同时向中压和低压侧（或中压和低压同时向高压侧）传输功率。 ② 特点：串联绕组负荷较大，最大传输功率受到串联绕组容量的限制，运行中应注意监视串联绕组负荷。 ③ 应用场合：主要用于送电方向以低压和中压侧同时向高压侧送电为主、单机容量为125MW及以下的发电厂。
理想并列运行条件 电压比相等； 短路阻抗相等； 绕组连接组别相同。
并联条件不满足的影响 电压比不同的变压器并列运行 特点 平衡电流由 和变压器的短路电压决定，通常变压器的短路电压很小，即使两台变压器的电压比相差不大，也会产生很大的平衡电流。
第六节 变压器的并列运行
当变压器带负荷运行时，平衡电流叠加在负荷电流上，使一台变压器的负荷增大，另一台变压器的负荷减轻，负荷增大的变压器可能过负荷，所以，一般 不得超过0.5%。 短路阻抗不同的变压器并联
特点 会产生几倍于额定电流的平衡电流，短时运行就会严重影响变压器的使用寿命，甚至可能是变压器绕组烧坏。
要求 绕组联结组别不同的变压器不能并列运行，只有将绕组联结组别改变为同一联结组别才能并列运行。
01
03
02
避免高压侧电网发生单相接地时，在非接地相的中压绕组出现过电压。
注：自耦变压器的高压和中压电压等级必须是500KV、330KV、220KV、110KV。
三绕组自耦变压器
4、三绕组自耦变压器 （1）第三绕组作用： ① “△”接，消除三次谐波减小自耦变压器的零序阻抗； ②连接发电机、调相机或接发电厂厂用设备电源等； （2）第三绕组容量要求： ① 第三绕组的电压一般为6--35KV。 ② 如果仅用来消除三次谐波，其容量一般为标准容量的1/3左右（满足热、动稳要求） 。 ③ 如果还用来连接发电机、调相机或引接发电厂厂用设备电源等，其容量最大等于自耦变压器的标准容量（受铁芯尺寸限制）。
自耦变压器工作原理及特点
可见流经公共绕组中的电流总是小于输出电流I2。当变比K接近于1时，则I1与I2的数值相差不大，即公共绕组中的电流I很小，因而这部分绕组可用截面积较小的导线绕制，以节约用铜量，并减小自耦变压器的体积与重量。
自耦变压器输出的视在功率为S2=U2I2=U2（I+I1）=U2I+U2I1
从上式可看出，自耦变压器的输出功率由两部分组成，其中U2I部分是依据电磁感应原理从一次绕组传递到二次绕组的视在功率，而U2I1则是通过电路的直接联系从一次绕组直接传递到二次绕组的视在功率。由于I1只在一部分绕组的电阻上产生铜损耗，因此自耦变压器的损耗比普通变压器要小，效率较高，因而较为经济。
图自耦变压器工作原理
2．电压、电流及容量关系
自耦变压器也是利用电磁感应原理工作的，当一次绕组U1U2两端加交变电压U1时，铁心中产生交变的磁通，并分别在一次绕组及二次绕组中产生感应电动势E1及E1，它们也有下述关系
自耦变压器工作原理
自耦变压器工作原理
自耦变压器是一种变压器，它通过自感耦合的方式来实现电压的升降。
它由一个共享部分匝数的线圈组成，该线圈既可以作为输入线圈（主线圈），也可以作为输出线圈（副线圈）。
自耦变压器的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。
当交流电通过主线圈时，产生的磁场会穿过副线圈，并在副线圈内感应出电压。
根据变压器的转比公式（N1/N2 = V1/V2），可以通过改变输入输出线圈的匝数比来调节输出电压的大小。
在自耦变压器中，主线圈和副线圈共享一部分匝数，因此比常规变压器更加紧凑和简单。
而且由于自耦变压器的特殊结构，主线圈和副线圈之间会有相对较大的电流流过。
因此，在设计自耦变压器时需要特别注意选择合适的导线截面积以及散热和绝缘等问题。
自耦变压器常用于小功率电子设备中，例如手机充电器、电源适配器等。
它具有结构简单、体积小、成本低等优点，常用于提供低电压和高电流的变换。
然而，自耦变压器也存在一些缺点，例如不能提供电气隔离和不能实现电压升高的功能。
总之，自耦变压器通过自感耦合的方式来实现电压变换，具有结构简单、体积小等优点。
它在小功率电子设备中得到广泛应用。
自耦变压器工作原理
自耦变压器工作原理一、概述自耦变压器是一种特殊的变压器，其工作原理是利用自耦变压器的一个线圈既可以作为输入线圈，也可以作为输出线圈。
自耦变压器具有体积小、分量轻、成本低等优点，广泛应用于电力系统、电子设备和通信系统等领域。
二、原理自耦变压器由一个共用线圈和两个独立线圈组成。
其中，共用线圈既可以作为输入线圈，也可以作为输出线圈，而独立线圈则只能作为输出线圈。
当输入电压施加在共用线圈上时，通过磁耦合作用，会在独立线圈上产生感应电压。
这个感应电压可以是降低或者升高的电压，取决于输入线圈与输出线圈的匝数比。
三、工作过程1. 降压模式：当输入电压施加在共用线圈上时，共用线圈的匝数较多，独立线圈的匝数较少。
根据变压器的匝数比公式，输出电压将会降低。
这种模式常用于电力系统中，将高压输送路线上的电压降低，以适应低压负载设备的需求。
2. 升压模式：当输入电压施加在共用线圈上时，共用线圈的匝数较少，独立线圈的匝数较多。
根据变压器的匝数比公式，输出电压将会升高。
这种模式常用于电子设备和通信系统中，将低压电源升高，以满足特定设备的工作电压要求。
四、优点1. 体积小：自耦变压器由于惟独一个共用线圈，相比传统变压器体积更小，适合于空间有限的场合。
2. 分量轻：自耦变压器的线圈数量较少，因此分量较传统变压器更轻，方便携带和安装。
3. 成本低：由于自耦变压器的线圈数量较少，创造成本相对较低，适合于大规模生产。
五、应用领域1. 电力系统：自耦变压器常用于电力系统中，用于降低或者升高输送路线上的电压，以适应不同负载设备的需求。
2. 电子设备：自耦变压器常用于电子设备中，用于升高或者降低电源电压，以满足设备的工作电压要求。
3. 通信系统：自耦变压器常用于通信系统中，用于升高或者降低电源电压，以满足通信设备的工作电压要求。
六、总结自耦变压器是一种特殊的变压器，其工作原理是利用自耦变压器的一个线圈既可以作为输入线圈，也可以作为输出线圈。
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，用于改变交流电压的大小。
它是由一个共用绕组构成的，该绕组既充当了输入绕组，又充当了输出绕组。
在本文中，我们将详细介绍自耦变压器的工作原理。
1. 自耦变压器的结构自耦变压器由一个铁芯和一个绕组组成。
铁芯通常由硅钢片制成，以减少磁损耗。
绕组由一根绝缘线缠绕而成，可以有多个匝数。
自耦变压器通常有一个输入端和一个输出端，它们都连接到绕组上。
2. 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。
当交流电通过输入绕组时，产生的磁场会穿过整个铁芯，并通过自耦变压器的绕组。
根据法拉第电磁感应定律，磁场的变化会在绕组中产生电动势。
这个电动势会导致电流在绕组中流动，从而产生磁场。
3. 自耦变压器的变压比自耦变压器的变压比是通过绕组的匝数比来确定的。
假设输入绕组有N1匝，输出绕组有N2匝，那么变压比可以表示为N2/N1。
根据变压器的能量守恒定律，输入功率等于输出功率，因此电压的变化与匝数比成正比。
4. 自耦变压器的应用自耦变压器具有多种应用。
它们常用于电力系统中，用于调整电压的大小。
例如，变压器站使用自耦变压器来升压或降压输电线路上的电压。
此外，自耦变压器还用于电子设备中，用于提供不同电压的电源。
5. 自耦变压器的优点和缺点自耦变压器相对于普通变压器具有一些优点。
首先，它们的体积较小，重量较轻，因为只有一个绕组。
其次，自耦变压器的效率较高，损耗较少。
然而，自耦变压器也有一些缺点。
由于输入绕组和输出绕组之间只有一个绕组，因此它们的绝缘要求较高。
此外，自耦变压器的绝缘故障可能会对整个系统产生影响。
总结：自耦变压器是一种常见的电力设备，用于改变交流电压的大小。
它由一个共用绕组构成，通过电磁感应的原理工作。
自耦变压器的变压比由绕组的匝数比决定。
它们广泛应用于电力系统和电子设备中。
自耦变压器具有体积小、重量轻、效率高等优点，但也有绝缘要求高和故障可能影响整个系统等缺点。
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3、绕组联结组别不同的变压器并列运行 （1）特点 会产生几倍于额定电流的平衡电流，短时运行就会 严重影响变压器的使用寿命，甚至可能是变压器绕组烧 坏。 （2）要求 绕组联结组别不同的变压器不能并列运行，只有将 绕组联结组别改变为同一联结组别才能并列运行。
.
(2) 自耦变压器的额定容量和标准容量
1）功率关系
U1 I 1 U 2 I 2
. . . . . . U I 1 U 2 I1 U 2 I 2 2 U 2 I 2 (1 ) k12 k12 . . . . . .
总功率=
（电路）+（电磁）
2）额定容量（总容量、铭牌容量） 在额定情况下，S N U N1I N1 U N 2 I N 2 ,称为 自耦变压器的额定通过容量，又称自耦变压器的额定容量。
可见
串联绕组的容量与公共绕组的容量相等。
Ss = Sc = Sa （电磁传输）,
Se （电路直接传输）
2. 自耦变压器的效益系数 标准容量与额定容量之比，称为自耦变压器的效益系数K ，
b
即
Kb
越小， K
1 1 k12
电压比K
12
b
越小，采用自耦变压器经济效益越显著。
为保证自耦变压器的经济效益，应使其变比 K
（2）要求 当变压器带负荷运行时，平衡电流叠加在负荷电 流上，使一台变压器的负荷增大，另一台变压器的负 荷减轻，负荷增大的变压器可能过负荷，所以，一般 k *不得超过0.5%。 2、短路阻抗不同的变压器并联 （1）特点 并列运行的变压器负荷分配与短路电压成反比。 由于一般容量大的变压器短路电压较大，容量小的变 压器短路电压小，故容量小的变压器承担的负荷大， 有可能过负荷。 （2）要求 短路电压差不超过10%。短路电压不同的变压器， 可适当提高短路电压大的变压器二次电压，使并列运 行变压器的容量均能充分利用。
第六节
变压器的并列运行
一、理想并列运行条件
（1）电压比相等； （2）短路阻抗相等； （3）绕组连接组别相同。
二、并联条件不满足的影响
1、电压比不同的变压器并列运行 （1）特点 平衡电流由 k * 和变压器的短路电压决定，通常变 压器的短路电压很小，即使两台变压器的电压比相差不 大，也会产生很大的平衡电流。
2、联合运行方式二 ① 功率传输：中压侧同时向高 压和低压侧（或高压和低压同时 向高压侧）传输功率。 ② 特点： （1）公共绕组负荷较大，最大 传输功率受到公共绕组容量的限 制，运行中应注意监视公共绕组 负荷。 （2）在此运行方式下运行时， 自耦变压器的容量不能得到充分 利用。 （3）以此运行方式为主的发电 厂主变压器一般不选用三绕组自 耦变压器。在负荷方向变化较大 的情况（联络变） ，可以采用加 大公共绕组容量的自耦变压器。
三、自耦变压器的特点
1、两个绕组间除有电磁联系外，还有电路联系。 2、优点： ① 有效材料（导线、硅钢片）和结构材料（铜材）减小，成本 低； ② 铜损、铁损减少，效率高； ③ 尺寸小，重量轻，极限制造容量大。 3、缺点： ① 一次和二次绕组之间有直接联系，所以二次绕组的绝缘必须 按较高电压设计； ② 一次和二次绕组之间漏磁较小，电抗较小，短路电流比普通 双绕组变压器大； ③ 一次和二次侧的三相绕组连接组别必须相同，即均为星形 或三角形； ④ 由于运行方式多样化，继电保护整定困难； ⑤ 自耦变压器调整电压困难，不易取得绕组间的电磁平衡。
3）标准容量 通过电磁感应传输的最大功率，即公共绕组的容量
Sc S a U N 2 ( I N 2 1 1 I N 1 ) U N 2 I N 2 (1 ) (1 )S N k12 k12
称为自耦变压器的标准容量。而此时串联绕组的容量为
S s (U N 1 U N 2 ) I N 1 1 1 U N 1 I N 1 (1 ) (1 )S N k12 k12
二、自耦变压器的运行方式
自耦运行方式： 第三绕组不参加功率交换，只在 高-中压侧有功率交换，其最大传 输功率等于自耦变压器的额定容 量。 联合运行方式： 第三绕组参加功率交换 1.联合运行方式一 ① 功率传输：高压侧同时向中压和低压侧（或中压和低 压同时向高压侧）传输功率。 ② 特点：串联绕组负荷较大，最大传输功率受到串联绕 组容量的限制，运行中应注意监视串联绕组负荷。 ③ 应用场合：主要用于送电方向以低压和中压侧同时向 高压侧送电为主、单机容量为125MW及以下的发电厂。
第五节
自耦变压器的工作原理与运行
一、自耦变压器的工作原理
bd: 一次绕组，N1； cd: 二次绕组，(公共绕组）N2； bc: 串联绕组，N1-N2。
1. 自耦变压器的容量关系
(1)电压及电流关系
U1 N1 I k12 2 U2 N2 I 1
式中 k12 ----自耦变压器的电压比。
12
≤3 。
3. 自耦变压器的过电压
（1）过电压： 特点：高---中压间有电路的直接联系，一侧过电压直接传到 另一侧（包括内、外及中性点电压偏移）。
式中，K12---自耦变压器高、中压变压比
（2）防护：
①自耦变高压和中压出口端必须装设避雷器。 避雷器必须装设在自耦变压器和连接自耦变压器的隔 离开关之间，避雷器回路中不装设隔离开关---确保不断 开。 ②中性点必须直接接地或经小电抗接地。 避免高压侧电网发生单相接地时，在非接地相的中压绕 组出现过电压。 注：自耦变压器的高压和中压电压等级必须是500KV、 330KV、220KV、110KV。
k12
I I =电磁+电路 I 2 1
根据磁势平衡原理：
I I 2 ( N1 N 2 ) I1 I N 2 ( I 2 1 2
.
.
N1 N 2 k12 1 . N2 I1 I
.
I 2 I1 1 (1 ) . I2 k12 I2 I
4、三绕组自耦变压器 （1）第三绕组作用： ① “△”接，消除三次谐波减小自耦变压器的零序 阻抗； ②连接发电机、调相机或接发电厂厂用设备电源等； （2）第三绕组容量要求： ① 第三绕组的电压一般为6--35KV。 ② 如果仅用来消除三次谐波，其容量一般为标准容 量的1/3左右（满足热、动稳要求） 。 ③ 如果还用来连接发电机、调相机或引接发电厂厂 用设备电源等，其容量最大等于自耦变压器的标准容量 （受铁芯尺寸限制）。