原理概述:
自耦變壓器是指它的繞組是,初級和次級在同一條繞組上的變壓器。根據結構還可細分為可調壓式和固定式。
原理釋義:
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產生交變磁場,交變主磁通在初級線圈中產生自身感應電動勢,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?!?/span>
干式區別:
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作為電機降壓啟動使用。
對于干式變壓器來講,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,所以稱為干式。干式變壓器由于散熱條件差,所以容量不能做得很大,一般只有中小型變壓器,電壓等級也基本上在35KV及以下。
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。
⒉其原理和普通變壓器一樣的,只不過他的原線圈就是它的副線圈。一般的變壓器是原線圈通過電磁感應,使副線圈產生電壓,自耦變壓器是自己影響自己。
⒊自耦變壓器是只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,外施電壓只加在繞組的—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,自耦變壓器的其余部分稱為串聯繞組,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,并且相同條件下,自耦變壓器的容量越大,電壓越高。因此隨著電力系統的發展、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,只有一個線圈也能達到變換電壓的目的.在圖1中,當變壓器原繞組接入交流電源時,變壓器原繞組每匝的電壓,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.在輸入電壓U1不變的前提下,改變原,副繞組匝數的比例,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,只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,只有一個線圈也能達到變換電壓的目的,自耦變壓器最大特點是副繞組是原繞組的一部分,或原繞組是副繞組的一部分。自耦變壓器原、副繞組的電流方向和普通變壓器一樣是相反的。在忽略變壓器的激磁電流和損耗的情況下,可有如下關系式
降壓:I2=I1+I,I=I2-I1
升壓:I2=I1-I,I=I1-I2
P1=U1I1,P2=U2I2
式中:
I1是原繞組電流,I2是副繞組電流
U1是原繞組電壓,U2是副繞組電壓
P1是原繞組功率,P2是副繞組功率
原理特點:
⑴由于自耦變壓器的計算容量小于額定容量.所以在同樣的額定容量下,自耦變壓器的主要尺寸較小,有效材料(硅鋼片和導線)和結構材料(鋼材)都相應減少,從而降低了成本。有效材料的減少使得銅耗和鐵耗也相應減少,故自耦變壓器的效率較高。同時由于主要尺寸的縮小和質量的減小,可以在容許的運輸條件下制造單臺容量更大的變壓器。但通常在自耦變壓器中只有k≤2時,上述優點才明顯。
⑵由于自耦變壓器的短路阻抗標幺值比雙繞組變壓器小,故電壓變化率較小,但短路電流較大。
⑶由于自耦變壓器一、二次之間有電的直接聯系,當高壓側過電壓時會引起低壓側嚴重過電壓。為了避免這種危險,一、二次都必須裝設避雷器,不要認為一、二次繞組是串聯的,一次已裝、二次就可省略。
⑷在一般變壓器中。有載調壓裝置往往連接在接地的中性點上,這樣調壓裝置的電壓等級可以比在線端調壓時低。而自耦變壓器中性點調壓側會帶來所謂的相關調壓問題。因此,要求自耦變壓器有載調壓時,只能采用線端調壓方式。
4產品應用:
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內的變壓器、三相電機自耦減壓起動箱內的變壓器等等,都是自耦變壓器的應用范例。隨著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適用于大容量負荷的供電,對通信線路的干擾又較小,因而被客運專線以及重載貨運鐵路所廣泛采用。