自耦变压器

一、自耦变压器的结构特点

（一）表示方法

（二）结构特点

ax为低压绕组，供高低绕组共用，称公共绕组；

Aa与公共绕组串联后供高压侧用，称串联绕组。

特点：称为单绕组自耦合，原副绕组间不仅由磁的联系，而且有电的联系。

二、自耦变压器的变比和电流关系

（一）自耦变压器的变比

K_A称为自耦变压器的变比，对于降压变压器，K_A>1

（二）电流关系

磁势平衡关系

若忽略励磁电流

可知一、二次电流的大小与绕组匝数成正比，而相位差180（即反相）。

a点电流

公共绕组电流：

说明：公共绕组的电流与二次电流在时间相位上同相。

大小关系为：

说明：流经公共绕组（低压绕组）的电流比与二次电流小（普通双绕组流经二次绕组电流即为二次电流）。

（三） 电动势平衡方程式和等值电路

自耦变压器简化等效电路

电压平衡方程式为

将二次侧乘以KA后，与一次电动势相加，得

Z_kA——自耦变压器的折算到高压侧的短路阻抗；

三、自耦变压器容量关系

1、变压器的额定容量

自耦变压器的容量指的是它的输出容量和输入容量，额定运行时用表示：

2、变压器的绕组容量——电磁容量（感应容量）计算容量

绕组容量又称电磁容量（感应容量、计算容量）。是指通过电磁感应从一次侧传递给二次侧的功率值，它的大小决定了变压器主要尺寸和材料消耗，是变压器设计的依据。双绕组变压器的额定容量就是绕组容量。与双绕组变压器不同，自耦变压器的额定容量不等于它的绕组容量，仍以单相自耦变压器为例：

自耦变压器的串联绕组的容量：

公共绕组的容量：

     绕组容量、电磁容量（感应容量）计算容量

可知，串联绕组和公共绕组的绕组容量相等，并均小于自耦变压器的额定容量。绕组容量只占额定容量的一部分。

3、自耦变的传导容量S_c

称为传导容量，它是由原方直接给负载的，不需要增加绕组容量。因此若自耦变压器与双绕组变压器额定容量相同，则自耦变压器的绕组容量比双绕组变压器的容量小。

结论：

综上，自耦变压器的额定容量包括两部分，一部分是绕组容量，占额定容量的（1-1/k_A）倍，通过电磁感应传递到负载侧；另一部分是传导容量，占额定容量的1/k_A倍，由一次侧直接传递到负载侧，不需增加绕组容量，并且k_A越接近于1，传导容量越大，绕组容量越小，优点越突出。

额定容量：

绕组容量：

传导容量：

*自耦变压器有传导功率，之间较理想。所以自耦变压器适用于一二次侧电压相差不大的场合。

四、自耦变压器的优缺点

1、  节省材料，效率高

变压器的质量大小和尺寸是由绕组容量决定的，与普通双绕组变压器相比，在相同的额定容量下，自耦变压器的绕组容量小。因此节省材料，尺寸较小，造价低，并且铜耗和铁耗也相应的减小，效率高，运输和安装也比较方便。

2、  有较小的电压变化率和较大的短路电流

由于自耦变压器短路阻抗的标么值比构成它的双绕组变压器短路阻抗标么值小，故短路电流大，突然短路时电动力大，必须加强机械结构。

3、需加强保护措施

由于自耦变压器原、副边之间有电的直接联系，为防止高压侧单相接地引起的低压侧的过电压，自耦变压器中点必须可靠接地；同时，当高压侧遭到雷击过电压时，会引起低压边的过电压，因此高、低压两侧均须要装设避雷器，继电保护较为复杂。

*用于电压相差不大的场合，主要是传功率（1MV）。