什么是自耦变压器?

[拼音]：zi’ou bianyaqi

[外文]：auto-transformer

原绕组和副绕组间除了有磁的联系外，还有电联系的变压器。比普通变压器节省材料，体积小，占地少，投资和运行费用少，效率也较高。常用于联接不同电压等级的电力系统。据此原理制成的自耦调压器在实验室中得到广泛应用。

自耦变压器与普通变压器的工作原理基本相同。

图1是单相自耦变压器的原理接线图。图中的bc绕组称为串联绕组，cd绕组称为公共绕组。自耦变压器原边和副边各电量之间存在如下的近似关系：

电压关系：

U1/U2=N1/N2=n

电流关系：

I1/I2=N2/N1=1/n

I/I1=n－1

视在功率关系：U1I1=U2I2=U2I1+U2I

式中U1、I1和(U1＋I1)分别是原边电压、电流和视在功率；U2、I2和(U2＋I2)分别是副边电压、电流和视在功率；N1是原边匝数；N2是副边匝数；n是匝数比，也就是变比。习惯上n 取大于或等于1的数，而不取小于1的数。

从视在功率关系可以看出，自耦变压器传输的视在功率由两部分组成。一部分为U2I1，它等于(U2I2/n)，表示通过串联绕组、利用电路直接传输到副边的部分；另一部分为U2I，它等于


，表示通过公共绕组利用电磁感应传输到副边的部分。变压器的体积重量、铁心断面积等都是由电磁感应传输的那部分额定视在功率（容量）决定的。对自耦变压器来说，就是公共绕组的容量U2I，称为标准容量。自耦变压器的容量为副边输出的额定视在功率。它等于标准容量乘以效益系数Keff。

其值总小于1，即自耦变压器的标准容量总小于它的容量。换句话说，较小、较轻的自耦变压器可以完成较大、较重的普通变压器相同的工作。当原边和副边电压相差不大时，变比n接近于1，效益系数Keff很大，采用自耦变压器传输电功率的效益就十分显著。

自耦变压器有单相的，也有三相的，还有三绕组的。三绕组自耦变压器的第三绕组与第一、二两个绕组仅有磁的联系而没有电的直接联系。

电力系统中常采用三绕组自耦变压器作为联络变压器，以减少投资和运行费用。它有高压、中压和低压3个绕组。通常其高压和中压侧均为110千伏以上的系统。其运行方式有以下5种。

（1）高压侧向中压侧或中压侧向高压侧送电，如图2a所示。实线方向为高压侧向中压侧送电，虚线表示中压侧向高压侧送电。因为高中低三个绕组与铁心的相对位置，在制造时与设计有所差异，所以在这种运行方式下，如果中压布置在高低压之间，一般可以传输全部额定容量；如果中压绕组靠铁心布置，则由于漏磁通在结构中会引起较大的附加损耗，其最大传输功率s往往限制在额定容量S1n的70～80％。

（2）高压侧向低压侧或低压侧向高压侧送电，如图2b所示。此时功率全部通过磁路传输，其最大传输功率不得超过低压绕组的额定容量S3n。

（3）中压侧向低压侧或低压侧向中压侧送电，如图2c所示。这种情况与第 2种运行方式相同。

（4）高压侧同时向中压侧和低压侧或低压侧和中压侧同时向高压侧送电，如图2d所示。在这种运行方式下，最大允许的传输功率不得超过自耦变压器高压绕组（即串联绕组）的额定容量。

（5）中压侧同时向高压侧和低压侧或高压侧和低压侧同时向中压侧送电，如图2e所示。在这种运行方式中，中压绕组（即公共绕组）为原绕组，而其他两个为副绕组。因此，最大传输功率受公共绕组容量的限制。

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