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1、
自耦變壓器
英文名稱: autotransformer 定義:至少有兩個繞組具有公共部分的變壓器。
自耦的耦是電磁耦合的意思,普通的 變壓器 是通過原副邊
線圈 電磁耦合來傳遞能量, 原副邊沒有直接的電的聯(lián)系, 自耦變壓器原副邊有直接的電的聯(lián)系,它的低壓線圈就是高壓線圈的一部分。
概述
自耦變壓器是指它的繞組是初級和次級是在同一調繞組上的變壓器。
可細分為可調壓式和固定式。
2、
根據結構還
什么是變壓器?
自耦變壓器降壓啟動控制線路
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
3、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。
自耦變壓器和與干式變壓器的區(qū)別
在目前的 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(lián)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 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
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,但現在國內外也都已經有額
4、
定電壓達到 66kV 甚至更高的干式變壓器,容量也可達 30000kVA 甚至更高。
中的
自耦變壓器的工作原理
自耦變壓器零序差動保護原理圖
自耦變壓器
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
5、
. 比共用線圈多的部分抽頭電壓就升
高 .
2 其實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
壓器是左邊一個原線圈通過電磁感應,使右邊的副線圈產生電壓 ``,自耦變壓器是自
己影響自己 ``
3 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
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(lián)
6、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(yōu)點就越加突出。因此隨著
發(fā)展、電壓等級的提高和輸送容量的增大,自藕變壓器由于其容量大、損耗小、造價
低而得到廣泛應用 .
—部
電力系統(tǒng) 的
三相自耦變壓器
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 W1 接入交流電源
7、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 ,就得到不同的值 . 這種原 , 副繞組直接串聯(lián) ,自行偶合的變壓器就叫自藕變壓器 ,又叫單圈變壓器 . U2
普通變壓器的原
,副繞組是互相絕緣的
, 只用磁的聯(lián)系而沒有電的聯(lián)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
.在圖 1 中
8、,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(lián)
, 自行偶合的變壓器稱為自耦變壓器
,
又叫單圈變壓器 .
自耦變壓器的各種運行方式
自耦變壓器中的電壓
, 電流 和匝數的關系和變壓器
,既 :U1/U2=W1/W2=I2/I1=K
9、
自耦變壓器最大特點是
,副繞組是原繞組的一部分
(如圖
1 的自耦降壓變壓器
), 或
原繞組是副繞組的一部分
(如圖
2 的自耦升壓變壓器
).
自藕變壓器原
在忽略變壓器的
, 副繞組的電流方向和普通變壓器一樣是相反的
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
U1 是原繞組電壓
10、
P1 是原繞組功率
,I2 是副繞組電流
,U2 是副繞組電壓
,P2 是副繞組功率
編輯本段 自耦變壓器的特點
( 1) 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(yōu)點才明顯。
(2) 由于自耦變壓器的
11、 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。
(3) 由于自耦變壓器一、 二次之間有電的直接聯(lián)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(lián)的,一次已裝、二次就可省略。
(4) 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。
編輯本段 自耦變壓器的應用
自耦變壓器
12、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(yōu)點。常見的交流(手動旋轉)調壓器、家用小型交流穩(wěn)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。
隨著我國電氣化鐵路事業(yè)的高速發(fā)展,自耦變壓器( AT)供電方式得到了長足的
發(fā)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。早期我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。近年來,由中鐵電氣化局集團保定鐵道變壓器
有限公司設計并生產的 OD8-M
13、系列鐵路專用自耦變壓器先后在神朔鐵路、京津城際
高速鐵路、大秦鐵路重載列車單元改造、武廣客運專線等多條重要鐵路投入使用,受
到相關部門的高度好評,填補了國內相關產品的空白。
運行方式
電力系統(tǒng)中常采用三繞組自耦變壓器作為聯(lián)絡變壓器,以減少投資和運行費用。
它有高壓、中壓和低壓 3 個繞組。通常其高壓和中壓側均為 110 千伏以上的系統(tǒng)。其運行方式有以下 5 種。
自耦變壓器
①高壓側向中壓側或中壓側向高壓側送電,如圖
2
14、a 所示。實線方向為高壓側向
中壓側送電, 虛線表示中壓側向高壓側送電。
因為高中低三個繞組與鐵心的相對位置,
在制造時與設計有所差異,所以在這種運行方式下,如果中壓布置在高低壓之間,一
般可以傳輸全部額定容量;如果中壓繞組靠鐵心布置,則由于漏磁通在結構中會引起
較大的附加損耗,其最大傳輸功率
s 往往限制在額定容量
S1n 的 70~ 80% 。
②高壓側向低壓側或低壓側向高壓側送電,如圖
2b 所示。此時功率全部通過磁
路傳輸,其最大傳輸功率不得超過低壓繞組的額定容量
S3n 。
③中壓側向低壓側或低壓側向中壓側送電,如圖
2c 所示。這種情況與第2
種運
行方式相同。
④高壓側同時向中壓側和低壓側或低壓側和中壓側同時向高壓側送電,如圖
2d
所示。在這種運行方式下,最大允許的傳輸功率不得超過自耦變壓器高壓繞組(即串
聯(lián)繞組)的額定容量。
⑤中壓側同時向高壓側和低壓側或高壓側和低壓側同時向中壓側送電,如圖
2e
所示。在這種運行方式中,中壓繞組(即公共繞組)為原繞組,而其他兩個為副繞組。
因此,最大傳輸功率受公共繞組容量的限制。