自耦变压器容量算

自耦变压器容量计算【摘要】为保证金属资源的可持续发展，大力研究自耦变压器有十分重要的现实意义。

本文主要介绍自耦变压器的容量计算，对自耦变压器的原理以及自耦变压的优点进行论述，最后再根据举例，对自耦变压器的容量进行系统的分析。

【关键词】自耦变压器;容量计算;原理0.引言自耦变压器是一、二次边共用一部分绕组，可以实现升压或者降压变化的电力变压器。

与普通变压器相比，普通变压器的原、副绕组之间只有磁的联系而没有电路上的联系，而自耦变压器的原、副绕组之间不仅有磁的联系而且还有电路上的直接联系。

总的来看，自耦变压器不仅减少了原材料的使用，更有利于磁电之间的联系。

1.自耦变压器的结构原理分析自耦变压器可以由一台双绕组变压器演变过来。

设有一台双绕组变压器，原、副绕组匝数分别为N1和N2，额定电压为U1N和U2N，额定电流为I1N和I2N，其变比为K=N1 /N2≈U1N/U2N.如果保持两个绕组的额定电压和额定电流不变，把原绕组和副绕组顺极性串联起来作为新的原边。

而副绕组还同时作为副边，它的两个端点接到负载阻抗ZL，便演变成了一台降压自耦变压器。

从绕组的作用看，绕组ax供高、低压两侧共用，叫做公共绕组；而绕组Aa 则与公共绕组串联后供高压侧使用，叫做串联绕组。

自耦变压器的变比为：Ka===K+1式中：K=为双绕组变压器的变比。

与双绕组变压器相比，在变压器额定容量(通过容量)相同时，自耦变压器的绕组容量(电磁容量)比双绕组变压器的小；变压器硅钢片和铜线的用量与绕组的额定感应电动势和通过的额定电流有关，也就是和绕组的容量有关，现在自耦变压器的绕组容量减小了，当然所用的材料也少了，从而可以降低成本；由于铜线和硅钢片用量减少，在同样的电流密度和磁通密度下，自耦变压器的铜耗和铁耗以及激磁电流都比较小，从而提高了效率；由于铜线和硅钢片用量减少，自耦变压器的重量及外形尺寸都较双绕组变压器小，即减小了变电所的厂房面积和运输安装的困难；反过来说，在运输条件有一定限制的条件下，即变压器的外形尺寸有一定限制的条件下，自耦变压器的容量可以比双绕组变压器的大，即提高了变压器的极限容量；效益系数越小。

三相自耦变压器技术参数
三相自耦变压器是一种特殊的变压器，其技术参数包括额定容量、额定电压、额定频率、绕组连接方式、短路阻抗、温升、绝缘
等级等。

首先，额定容量是指变压器能够持续工作的功率大小，通常以
千伏安（kVA）为单位。

额定电压是指变压器的标称电压，包括高压
侧和低压侧的额定电压值。

额定频率是指变压器设计工作的电网频率，通常为50Hz或60Hz。

绕组连接方式是指变压器的高压绕组和低压绕组的连接方式，
可以是星形连接或者三角形连接。

短路阻抗是指变压器在额定电压
下的短路阻抗值，它反映了变压器的短路能力和电压波动时的稳定性。

温升是指变压器在额定负载下的温升值，它反映了变压器的散
热性能和温度稳定性。

绝缘等级是指变压器的绝缘材料和绝缘结构
设计，通常包括绝缘等级、温升等级等参数。

除此之外，还有一些其他的技术参数，如短路电压、空载损耗、
负载损耗、短路电流等参数，这些参数都是评价三相自耦变压器性能的重要指标。

综上所述，三相自耦变压器的技术参数涵盖了多个方面，包括功率、电压、频率、连接方式、短路阻抗、温升、绝缘等级等，这些参数对于变压器的设计、选择和运行都具有重要意义。

§4-2自耦变压器自耦变压器可以由一台双绕组变压器演变而来：公共绕组：绕组ax 供高、低压两侧共用。

串联绕组：绕组Aa 与公共绕组串联后供高压侧使用。

自耦变压器特点：原、副绕组之间不仅有磁的联系而且还有电路上的直接联系。

1212221a E E N N k k E N ++===+1aU 11a I I =1U 1E 2E 2aI LZ 2I 自耦变压器的变比：自耦变压器的基本方程式、等效电路和相量图(1) 基本方程式1()1112212()a a a m I N I I N I N N ++=+()1122212()a a m I N N I N I N N ++=+(112212m a m F I N I N I N N =+=+两边都除以( )，得：12N N +12a a m I I I '+=为自耦变压器副边电流的归算值。

2222121a a a aN I I I N N k '==+若忽略，则：m I 212120aa a a a aI I I I I k ''+=⇒=−=−()()221212121111a a aa a a a a a a a a I I I I I k I I I k I k k ⎛⎫−∴=+=+−==⎝+= ⎭−−⎪LZ 1aU 1U 1E 2E 2aI I 2I∵代入得：称为自耦变压器从高压边看的短路阻抗。

()1222221()1a a a ax a a a a ax E E k E k U I Z k U k I Z ⎡⎤⎡⎤+==+=+−⎣⎦⎣⎦aU 1 ()()()2111212211111a a a a ax a Aa a a ax a a a Aa a a a a ka ax k U k I Z I Z k I Z k U I k I Z U U Z Z ⎡⎤=−+−++−⎣⎦⎡⎤=−++−='−+⎣⎦()ax a Aa ka Z k Z Z 21−+=（b ）原边回路电压方程式：()112121211()()1a a Aa ax a Aa a a axU E E I Z I Z E E I Z k I Z =−+++=−+++−2）电压关系：（a ）副边回路电压方程式：2222211aax a ax aU E I Z E I Z k ⎛⎫=−=−−⎪⎝⎭()22222a a La a L L a L U I Z U I Z Z k Z ''''===、LZ 1aU 1U 1E 2E 2aI I 2I基本方程式、等效电路和相量图：()()()()1212222221212121111/111/()14.44a a a a kaa a a ax a a La a a a a a m a mU k U I Z U E k I Z U I Z I k I k I I I I E k E E j fN ⎫=−+⎪=−−⎪⎪=⎪⎪=−=−⎬⎪'=−⎪⎪=−⎪⎪=−Φ⎭忽略Z k Z 2)1(−+LZ '1E 2axjI x −1aI 1a kajI x 1U 1a kaI r mΦ2φ2aU 2axI r −2I 2a U '−自耦变压器的容量关系：自耦变压器的额定容量(通过容量) 和绕组容量(电磁容量)是不相等的。

自耦变压器自耦变压器是指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。

自耦变压器与普通变压器的工作原理基本相同。

目录1 基本介绍2 工作原理3 主要特点4 主要应用5 其他资料1 基本介绍2 工作原理3 主要特点4 主要应用5 其他资料1 基本介绍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。

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。

2 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.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。

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，自耦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，自行耦合的变压器就叫自耦变压器，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，自行耦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）.自耦变压器原，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情况下，可有如下关系式降压：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3 主要特点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。