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什么是自耦变压器

点击:836 日期:2015-09-14 选择字号:


概述:

   自耦变压器是指它的绕组是,初级和次级在同一条绕组上的变压器。根据结构还可细分为可调压式和固定式。

定义:

   初、次级无须绝缘的特种变压器。这个定义有点“深奥”。让我们换一种说法:输出和输入共用一组线圈的特殊变压器。或者说,初级和次级在同一条绕阻上的变压器。那么,什么是初级和次级呢?我们会特点:在下文加以介绍。

   ⑴由于自耦变压器的计算容量小于额定容量.所以在同样的额定容量下,自耦变压器的主要尺寸较小,有效材料(硅钢片和导线)和结构材料(钢材)都相应减少,从而降低了成本。有

效材料的减少使得铜耗和铁耗也相应减少,故自耦变压器的效率较高。同时由于主要尺寸的缩小和质量的减小,可以在容许的运输条件下制造单台容量更大的变压器。但通常在自耦变压器中只有k≤2时,上述优点才明显。

   ⑵由于自耦变压器的短路阻抗标幺值比双绕组变压器小,故电压变化率较小,但短路电流较大。

   ⑶由于自耦变压器一、二次之间有电的直接联系,当高压侧过电压时会引起低压侧严重过电压。为了避免这种危险,一、二次都必须装设避雷器,不要认为一、二次绕组是串联的,一次已装、二次就可省略。

   ⑷在一般变压器中。有载调压装置往往连接在接地的中性点上,这样调压装置的电压等级可以比在线端调压时低。而自耦变压器中性点调压侧会带来所谓的相关调压问题。因此,要求自耦变压器有载调压时,只能采用线端调压方式。

   

基本原理:

   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。

优点:

   降压起动器中的自耦变压器的变压比是固定的,而接触式调压器的变压比是可变的。自耦变压器与同容量的一般变压器相比较,具有结构简单、用料省、体积小等优点。尤其在变压比接近于1的场合显得特别经济,所以在电压相近的大功率输电变压器中用得较多,此外在10千瓦以上异步电动机降压起动器中得到广泛使用。但是,由于初次级绕组共用一个绕组,有电的联系,因此在某些场合不宜使用,特别是不能用作行灯变压器。因此,自耦变压器与普通的双绕组变压器比较有以下优点。

1)消耗材料少,成本低。因为变压器所用硅钢片和铜线的量是和绕组的额定感应电势和额定电流有关,也即和绕组的容量有关,自耦变压器绕组容量降低,所耗材料也减少,成本也低。

2)损耗少效益高。由于铜线和硅钢片用量减少,在同样的电流密度及磁通密度时,自耦变压器的铜损和铁损都比双绕组变压器减少,因此效益较高。

3)便于运输和安装。因为它比同容量的双绕组变压器重量轻,尺寸小,占地面积小。

4)提高了变压器的极限制造容量。变压器的极限制造容量一般受运输条件的限制,在相同的运输条件的限制,在相同的运输条件下,自耦变压器容量可比双绕组变压器制造大一些。

应用:

   自耦变压器在不需要初、次级隔离的场合都有应用,具有体积小、耗材少、效率高的优点。常见的交流(手动旋转)调压器、家用小型交流稳压器内的变压器、三相电机自耦减压起动箱内的变压器等等,都是自耦变压器的应用范例。

随着中国电气化铁路事业的高速发展,自耦变压器(AT)供电方式得到了长足的发展。由于自耦变压器供电方式非常适用于大容量负荷的供电,对通信线路的干扰又较小,因而被客运专线以及重载货运铁路所广泛采用。早期中国铁路专用自耦变压器主要依靠进口,成本较高且维护不便。

运行方式:

   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.


此文关键词:什么是自耦变压器

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