第七章自耦变压器 PPT
Chap特殊用途变压器PPT课件
分析：
9
当K=2时, S'2和 S''2各占一半，二次侧从绕组中
间引出，I = I1，绕组中公共部分的电流没有减 少，省铜效果不明显；
当K=3时, S'2 = (2/3) S2 , S''2= (1/3)S2 ,电路传输的
能量少，而靠感应输送的能量多，且I = 2I1，公 共部分绕组电流增加了，导线要加粗。
电压、电流、功率 电压
降压式自耦变压器？ 变比K ≥ 1
U1 E1 = 4.44 f N1 m
U2 E2 = 4.44 f N2 m
U1 U2
E1 E2
=
N1 N2
= K≥ 1
A
I1 U1 N1
N2 I
X
E1
a
I2 E2 U2
x
4
2.1.自耦变压器
电压、电流、功率 降压式自耦变压器？ 磁动势平衡方程：
18
Ik
1 Zk
1 20 0.05
目的
2.2.仪用互感器
➢ 扩大常规仪表的量程； ➢ 将被测回路的高电压、大电流变换为标准值，利于用标准化
和小型化的仪表； ➢ 使测量回路与被测系统隔离，以保障工作人员和测试设备安
全； ➢ 使二次侧的设备绝缘水平按低压设计，降低成本； ➢ 由互感器直接带动继电器线圈，为各类继电保护提供控制信
✓ 应尽量避免突发的短路情况。
✓ 接电源前，将手柄转到零位。
220V
0V
220V
14
30V 30V
0V
220V
190V 30V
220V
2.1.自耦变压器
特点
自耦变压器区别于一般变压器，原、副边电路共用一部分线圈 ，原、副边电路之间除了有磁的联系之外，还有直接的电的联 系。
自耦变压器
自耦变压器(AT)供电方式自耦变压器（AT）供电方式牵引网以2×25 kV电压供电，并在网内分散设置自耦变压器降压至25 kV供电力牵引用。
图5是AT供电方式原理结线圈。
与接触网同杆架设一条对地电压为25kV但相位与接触网电压反相的“正馈线”，构成2×25 kV馈电系统。
自耦变压器变比为2:1，其一次绕组接在接触网与正馈线之间，而中性点则接至钢轨。
在接触网与钢轨和正馈线与钢轨间形成25kV电压可供电力牵引用电。
这种方式可在不提高牵引网绝缘水平的条件下将馈电电压提高一倍，可成倍提高牵引网的供电能力，扩展牵引变电所间距，牵引供电各项技术指标十分优越，特别适用于高速和重载电气化铁路，参见自耦变压器供电方式。
百科名片自耦变压器自耦的耦是电磁耦合的意思，普通的变压器是通过原副边线圈电磁耦合来传递能量，原副边没有直接的电的联系，自耦变压器原副边有直接的电的联系，它的低压线圈就是高压线圈的一部分。
什么是变压器？自耦变压器降压启动控制线路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。
[编辑本段]自耦变压器和与干式变压器的区别在目前的电网中，从220KV电压等级才开始有自耦变压器，多用作电网间的联络变。
220KV以下几乎没有自耦变。
自耦变压器在较低电压下是使用最多是用来作为电机降压启动使用对于干式变压器来讲，它的绝缘介质是树脂之类的固体，没有油浸式变压器中的绝缘油，所以称为干式。
干式变压器由于散热条件差，所以容量不能做得很大，一般只有中小型变压器，电压等级也基本上在35KV及以下，但现在国内外也都已经有额定电压达到66kV甚至更高的干式变压器，容量也可达30000kVA甚至更高。
自耦变压器
相关变压器
中和变压器 屏蔽变压器
分隔变压器 吸流变压器
中和变压器
中和变压器（Neutralizing Transformer）：降低强电线对通信线产生影响的一种装置。它的次级线圈个 数与通信导线数相同，并且直接串入通信导线；它的初级线圈串接入两端接地的领示线。这样强电线与领示线中 的电流，会对通线线路产生相应的对地电位。它改变了通信导线的电位分布情况，确保通信线路沿线的对地电位 都不超过限定值。这种串接的方法不会改变通信线路的对地绝缘，同时起到了保护通信线路的作用。它的缺点就 是需要多加一根领示线。
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。
自耦变压器零序差动保护原理图
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。
随着电力系统向大容量、高电压的方向快速发展，自耦变压器以低成本、高效率等特点，被广泛应用于高压 电力网络中，成为传递重要电能的电压转换设备。作为高压电网中最重要的设备之一，自耦变压器对于确保电网 安全可靠运行、灵活分配电能有重大意义。
随着高铁的快速发展，自耦变压器的可靠性对高铁的安全运行至关重要。而直击雷、接触网异物等引起高铁 短路跳闸事故频发，其产生的短路冲击电流极易引起自耦变压器绕组故障，大大降低了变压器运行的可靠性，严 重影响高铁安全运行。
分隔变压器（Isolating Transformer）：防止强电线对通信线产生影响的一种保护装置。又称为绝缘变 压器。它的工作原理是把变比1:1的初、次级线圈分别插接到一对通信导线上，这样将导线分隔为多段，降低了 导线上的感应纵电势，对通信线路起到了保护作用。适用于音频通信线路，但使用分隔变压器的通信线路上不能 进行直流测试和传送直流信号了。
三相异步电动机自耦变压器降压起动控制电路PPT课件
FU2 KM1
KT
KA
KM2
自耦变压器降压起动的特点：
自耦变压器具有多个抽头，可获得不同的变比。 采用自耦变压器降压起动比采用串电阻降压起动效果
好，在起动转矩相同的情况下，自耦变压器降压起动 从电网吸取电流小。 自耦变压器价格较贵，而且其线圈是按短时通电设计 的，因此只允许连续起动两次。
三相异步电动机星－三角降压起动控制线路
项目五基本电气控制 线路
1.电动机点动控制
生产机械在试车、检修或调整
控制电路
状态时都要用到点动控制。所
谓点动控制，就是指按下按钮
，电动机因通电而运转；松开
按钮，电动机因断电而停转。
它的主电路由三相电源开关
QS，熔断器FU1，交流接触器
KM的主触点和电动机M组成，
控制电路由熔断器FU2、按钮
SB和交流接触器的线圈KM组成
。
主电路
合上刀开关QS后，点动控制电路的动作原理和动作过程如下：
按下SB→KM线圈通电→KM主触点闭合→电动机M转动
松开SB→KM线圈断电→KM主触点断开→电动机M停转
2.电动机长动控制 生产机械在正常工作时常需连续运转，我们
把对电动机长期工作的控制称为长动控制。
QS
FU2
L1 L2 L3
SB1
自锁触点
1)三相异步电动机自耦变压器降压起动控制电 路。
2)三相异步电动机星三角降压起动控制线路。
三相异步电动机自耦变压器降压起动控制电路
L1
L2
L3
FU1
QS
FR
FU1
SB1
SB2
KT
KM2
KM1
KT KT
FR
M 3～
三相异步电动机自耦变压器降压启动控制线路PPT课件
10
QS FU1
FU2
L1
L2
L3
FR
SB1
KM3
KT延时断开的动 断触头瞬时闭合
KT延时闭合的动 合触头瞬时断开
FR 3
U1 V1 W1 M 3~
KM2 SB2
KM2
KM3
KM1
KT
KT TM
KM1
KM1
KM1 KM2 KT KM3 KM3
精选ppt
11
QS FU1FU2来自L1L2L3FR
SB1
三相异步电动机 自耦变压器降压启动控制线路
自耦变压器降压启动：在电动机启动时利用 自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的启动 电压。待电动机启动后，再使电动机与自耦变压 器脱离，从而在全压下正常运行。
精选ppt
1
QS FU1
FU2
L1 L2 L3
FR
接线图
SB1
KM3
FR 3 U1 V1 W1 M 3~
KM1 KM2 KM3
KT KM3
精选ppt
9
QS FU1
FU2
L1
L2
L3
FR
SB1
KM3
KM3联锁触头分 断 KM2线圈失电
KM2主触头分断
KM2自锁触头分
断
FR 3
U1 V1 W1 M 3~
KM2 SB2 KM1
KM2 KT
KM3
KT TM
KM1
KM1
KM1 KM2 KT KM3 KM3
精选ppt
u1v1w1km3sb2km1ktkm2sb1km3l1l2l3fu1fu2frkm3qskm2ktkm1ktkm1km2km3km1tm接线图u1v1w1km3sb2km1ktkm2sb1km3l1l2l3fu1fu2km3qskm2ktkm1km1km2km3km1合上电源开关qstmfru1v1w1km3sb2km1ktkm2sb1km3l1l2l3fu1fu2km3qskm2ktkm1km1km2km3km1按sb2km1线圈得电tmfru1v1w1km3sb2km1ktkm2sb1km3l1l2l3fu1fu2km3qskm2ktkm1km1km2km3km1km1联锁触头分断对km3联锁km1主触头闭合自耦变压器tm联结成星形km1动合辅助触头闭合km2线圈得电kt线圈tmfru1v1w1km3sb2km1ktkm2sb1km3l1l2l3fu1fu2km3qskm2ktkm1km1km2km3km1km2主触头闭合电动机m接入电机降压启动km2动合辅助触头闭合自锁松开sb2tmfru1v1w1km3sb2km1ktkm2sb1km3l1l2l3fu1fu2km3qskm2ktkm1km1km2km3km1kt延时断开的动断触头延时分断km1线圈失电kt延时闭合的动合触头延时闭合tmfru1v1w1km3sb2km1ktkm2sb1km3l1l2l3fu1fu2km3qskm2ktkm1km1km2km3km1km1线圈失电km1动合触头分断km1主触头分电动机m失电惯性运行km1联锁触头闭tmfru1v1w1km3sb2km1ktkm2sb1km3l1l2l3fu1fu2km3qskm2ktkm1km1km2km3km1km3线圈得电km3闭合自锁m3主触头闭合电动机m全压运行tmfru1v1w1km3sb2km1ktkm2sb1km3l1l2l3fu1fu2km3qskm2ktkm1km1km2km3km1km3联锁触头分km2线圈失电km2主触头分断km2自锁触头分tmfru1v1w1km3sb2km1ktkm2sb1km3l1l2l3fu1fu2km3qskm2ktkm1km1km2km3km1kt延时断开的动断触头瞬时闭合kt延时闭合的动合触头瞬时断开tmfru1v1w1km3sb2km1ktkm2sb1km3l1l2l3fu1fu2km3qskm2ktkm1km1km2km3km1按sb1
电机控制课件-自耦变压器降压起动与控制
(1)由额定转矩、额定转速可知，电动机功率约三十千瓦，大多数情况 下电网均允许直接起动，若不考虑起动电流对电网的影响，那么从起动转矩 是否足够大角度考虑能否直接起动。
老师！中间 继电器的结 构如何啊?
中间继电器的结构和原理与交 流接触器基本相同。它与接触 器的主要区别在于，接触器有 主、辅触头之分，主触头可以 通过大电流；而中间继电器的 触头没有主、辅触头之分，只 能通过小电流，因此中间继电
器不设灭弧装置。
知识链接 2.7中间继电器介绍
图2-63为中间继电器结构与工作原理 示意图。它由电磁机构和触头系统组 成。当线圈通电时，衔铁吸合并驱动 触头动作。中间继电器触头数量较多， 触头的额定电流一般为5A或10A，因 此，只能用在控制电路、信号电路等
I TQ
U
/ N
UN
IT/Q
1 IQ kk
1 k2
IQ
三、自耦减压器起动特点分析
通过以上分析，我们 可以得出自耦变压器 降压起动的如下特点：
自耦变压器起动时的起动电流将下降到直接起动时电流 的 1/ k 2 ；由于起动转矩与端电压的平方成正比，因此起动
转矩也相应下降为 TQ / k（2 TQ为直接起动时的转矩）。
小电流电路中。
知识链接 2.7中间继电器介绍
老师！中间 继电器有些 什么作用呢?
中间继电器的作用通常有： 代替小型接触器 、增加接点 数量 、增加接点容量 和转换
接点类型 等几种。
1．代替小型接触器：中间继电器的触点具有一定 的带负荷能力，当负载容量比较小时，可以用来替代小 型接触器使用，比如电动卷闸门、家用电器的控制等。
第七章自耦变压器 PPT
容量)越小, 节材效果越明显.
缺点： 1）短路阻抗标幺值比双绕组小，短 路电流较大。
2）由于自耦变压器原副边有电的直 接联系，高压边过电压时，低压边也 产生严重的过电压，两边均需要装设 避雷器。
7.2 三绕组变压器
一、结构特点
每个铁心柱上套有三个不同电压级别的绕组， 通常高压绕组放在最外层，低压绕组或中压绕组 放在内层。
U & 2 E & 2 k A I & Z a x E & 1 E & 2 k A I & Z a x①
① 代入U & 1 I & 1 Z A a I & Z a x E & 1 E & 2
得 U & 1 U & 2 I & 1 Z A a I & Z a x ( k A 1 )
U a x I 2 0 0 1 2 0 0 V A k x y S N A
SNA S电磁 S传导 kxySNA S传导
k A 越接近1, k x y 越小, 电磁容量(绕组容量)
越小, 传导容量越大,节材效果越明显。
2.简化等值电路（推导过程不要求）
U & 2E & 2I& Zax 同uuu乘uuukurA kA U & 2 kA E & 2 kA I& Z a x
3）容量关系
SNA U1I1 (UAa U2 )I1 UAaI1 U2I1 S电磁 S传导
实例: 原边输入容量
2 2 0 1 0 2 2 0 0 V A
双绕组变压器原边输入容量
2010200 V A
自耦变压器课件
操作按钮SB1和SB2，观察电动机的降压启动过程； 改变时间继电器KT的延时时间，比较电动机的降压启 动过程。 故障分析
通电试车时，如发现电路不能正常工作或出现振动、 冒烟等异常现象，应立即切断电源，查找原因，故障 排除后再通电试车。 将电路故障现象记录下来，同时将分析故障的思路、 排除故障的方法和找到的故障原因记录下来。
电路连接 1．检查元器件
（1）根据自耦降压启动的电气原理图检查各电器元件型号 规格和数量，用万用表的欧姆档检测各电器元件的常开、 常闭触点的通断情况。 （2）对空气阻尼式时间继电器，用手操作检查延时情况， 再检查时间继电器的瞬时、延时动作触点的位置。为了 便于改变接线，三相异步电动机接线盒内都有一块接线 板，三相定子绕组的六个端子排成上下两排。
自耦变压器降压启动的特点
• 优点： • 可以按允许的启动电流和所需的启动转矩来选择 自耦变压器的不同抽头实现降压启动，而且不论 电动机的定子绕组采用Y或△接法都可以使用， 可以直接人工操作控制，也可以用交流接触器自 动控制，经久耐用，维护成本低。 • 缺点： 但是自耦变压器价格较贵、体积大，且不允许频 繁启动。人工操作要配置比较贵的自偶变压器箱 （自偶补偿器箱），自动控制要配置自偶变压器、 交流接触器等启动设备和元件。
•
•
•
•
•
模拟接线盘接线
安装与调试
• •
• • •
• •
1、电动机自耦降压电路，适用于任何接法的三相鼠笼式异步电动机。 2、自耦变压器的功率应予电动机的功率一致，如果小于电动机的功率，自 耦变压器会因起动电流大发热损坏绝缘烧毁绕组。 3、对照原理图核对接线，要逐相的检查核对线号。防止接错线和漏接线。 4、由于启动电流很大，应认真检查主回路端子接线的压接是否牢固，无虚 接现象。 5、空载试验；拆下热继电器FR与电动机端子的联接线，接通电源，按下 SB2起动KM1与KM2和动作吸合，KM3与KA不动作。时间继电器的整定时间 到，KM1和KM2释放，KA和KM3动作吸合切换正常，反复试验几次检查线路 的可靠性。 6、带电动机试验；经空载试验无误后，恢复与电动机的接线。再带电动机 试验中应注意启动与运行的接换过程，注意电动机的声音及电流的变化，电 动机起动是否困难有无异常情况，如有异常情况应立即停车处理。 7、再次启动；自耦降压起动电路不能频繁操作，如果启动不成功的话，第 二次起动应间隔4分钟以上，入在60秒连续两次起动后，应停电4小时再次启 动运行，这是为了防止自耦变压器绕组内启动电流太大而发热损坏自耦变压 器的绝缘。
电机学 三绕组变压器和自耦变压器pt课件
三相变压器的不对称运行
? 分析方法：－对称分量法 正序、负序、零序分量方法
r1
jx1
r2?
jx2?
r1
jx1
r2?
jx2?
I??A
rm
I?a?
I?A?
rm
I?a?
U?A?
I?m?
U?a?
U?A?
I?m?
U?a?
jxm
jxm
(a)
(b)
图3-28 变压器的正序和负序等效电路
? 三相变压器正、负序等效电路形式相同、参数相同。
4．三绕组变压器的等效电路和相量图
U1
r1
jx1
I1 U1
I1z1 r2? jx2?
I2?
? I2?z2?
r3? jx3?
U2?
I3?
U3?
? U2?
? I3?z3? I1
? U3? ? I2?
?1
?2
?3
? I3?
三、三绕组变压器的电压调整率和效率
? U12
?
U
1N ? U U1N
2?
?
100%???
内容回顾
三相变压器的不对称运行
A a
3I?0
b
0
C
Bc
Z1
Z 2?
Zm0
(a)
YN,d联结
YN,d联结时，从YN方面看，零序阻抗
从d方面看，零序电流为零，零序阻抗
(b)
Z0
?
Z1 ?
Z
0 m
Z
2?
Z
0 m
?
Z2?
Z0 ? ?
内容回顾
三相变压器的不对称运行
自耦变压器
1.1.1自耦变压器概述1.1.1.1一、二次绕组有共同耦合部分的变压器称为自耦变压器。
和普通变压器不同，自耦变压器的绕组之间不仅有磁的联系，还有电的联系。
通常，把同时属于一次和二次的那部分绕组称为公共绕组，其余部分称为串联绕组。
公共绕组和串联绕组共同组成自耦变压器的高压绕组。
自耦变压器常用于高、低电压比较接近的场合，例如连接高电压、大容量且电压等级相差不大的电力系统等。
电力系统中，常见的有单相自耦变压器和三相自耦变压器，对于超高压容量很大的自耦变压器，因受运输条件的限制，一般做成单相的。
1.1.1.2设自耦变压器二次侧的功率、电流、电压分别为P2、I2、U2，则功率与电流、电压的关系为：P2=U2I2=U2(I+I1)=U2I+U2I1=Pdc+Pcd （2-4）式中I2=I+I1；P2为二次功率，也是自耦变压器的“额定容量”或叫“通过容量”；Pdc 为电磁功率，也叫自耦变压器的“标准容量”，这部分功率表示通过公共线圈；Pcd为传导功率，通过自耦变压器的串联线圈利用电路直接由一次传到二次侧去的功率。
传导功率不需要增加二次线圈的容量。
1.1.1.3自耦变压器铭牌上所标的额定容量，指的是额定“通过容量”，同时也是高压侧串联线圈的额定容量。
自耦变压器的“标准容量”总是小于其通过容量，换句话说，用自耦变压器来传输功率时，它本身某部分线圈的容量可以不比其通过容量小。
因为变压器的尺寸、重量及铁芯截面是由通过其磁路传输的功率决定的，因此，对于自耦变压器来说，其尺寸和重量则是由公共线圈的容量，也即由其额定标准容量决定的。
1.1.1.4自耦变压器在运行上的一个主要特点就是：当高压侧发生单相接地时，所产生的过电压会通过电气联系传递到中压侧，因而变压器的中性点必须直接接地，以限制过电压的幅值。
同时在变压器的出口安装避雷器作为保护措施。
1.1.1.5自耦变压器通常采用星形连接，而且中性点直接接地，其接线组别用YN，a0标示。
三绕组变压器和自耦变压器PPT学习教案
会计学
1
二、用途及绕组容量问题
三绕组变压器可以直接连接三个不同电压等级的电网 。
一般工作情况下，三绕组的任意一个（或两个） 绕组都可以作为原绕组，而其它的两个（或一个）则 为副绕组。
高压绕组
100
100
100
100
50
100
100
100
50
中压绕组
低压绕组
通常以最大的绕组容量命名三绕组变压器的
ZkA ZAa Zax (kA 1)2 Zk
由于自耦变压器的阻抗基 A
Ik
准值和相应的双绕组变压
器阻抗基准值之比为1 kxy Uk
ZNA ZN U1N
I1N U Aa
I1N
N1 N2 N1
1 kxy
X
N1 Z Aa
a
因此，他们短路阻抗标么值之比为： N2 Zax
ZkA Zk ZkA
Z NA Zk
U2 I1ZkA
ZkA ZAa Zax (kA 1)2
I1 Rk U1
jX k
U
' 2
ZL
第30页/共37页
3.短路试验及短路阻抗（不要求）
1）低压侧短路，高压侧进行短路试验：
A Uk
Ik
N1 Z Aa
a
Ik ZAa Zax (kA 1)2 A
N2 Zax
Uk
X
xX
第31页/共37页
在自耦变压器高压侧做短路试验测得的短路阻抗实际 值和把串联绕组作为一次绕组、公共绕组作为二次绕 组时短路测得的短路阻抗实际值相等。
额定容量SN。
第1页/共37页
1
2'
I1
第七章自耦变压器ppt课件
精选
3
自耦变压器
A
X
单相自耦变压器
精选
绕组ax是一、二次侧
a
共用的，称为公共绕
铁心 组，其匝数为N2 。
与公共绕组串联的绕
组 Aa ， 称 为 串 联 绕 绕组 组，其匝数为N1 。
绕 组 Aa 与 ax 的 绕 向
x
相同。
4
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(1)
实例：假设图示
双绕组变压器
精选
a
x
6
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(3)
首先分析双绕组 变压器电流方向。
I&1
A
忽略励磁电流则：
a
N1I& 1N2I& 2 0
I&2
X
x
原副边电流符号相 反：当原边电流在
原绕组中从同名端流向非同名端，则副边电流在副绕
组中从非同名端流向同名端！
精选
7
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(4)
值称为效益系数 k x y
绕组容量 额定容量 – 传导容量
效益系数 k x y
= ———— = ——————————
额定容量
额定容量
kxy
U1I1U2I1 U1I1
1 1
kA
A
E&1
a
绕组容量 UAaI1NkxySNA U & 1
E& 2
x
实例: kA1.1, kxy0.091X
2010200 V A 0 .0 9 0 9 2 2 0 0 2 0 0 V A
U & 2 E & 2 k A I & Z a x E & 1 E & 2 k A I & Z a x① ① 代入U & 1I& 1 Z A aI& Z a xE & 1E & 2 得 U & 1 U & 2 I & 1 Z A a I & Z a x(k A 1 )
自耦变压器原理图解
自耦变压器原理图解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.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。
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，其余部分称为串联绕组，同容量的自藕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，自藕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,变压器并不一定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相同,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不变的情况下,变更W1和W2的比例,就可以得到不同的U2值.这种原,副绕组直接串联,自行偶合的变压器就叫自藕变压器,又叫单圈变压器.普通变压器的原,副绕组是互相绝缘的,它们之间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,并不一定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相同,电压平均分配在原绕组1,2之间,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不变的情况下,变更W1和W2的比例,就可以得到不同的U2值.这种原,副绕组直接串联,自行偶合的变压器称为自耦变压器,又叫单圈变压器.图一图二自耦变压器中的电压,电流和匝数之间的关系和一般变压器相同,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所示的自耦升压变压器).自藕变压器原,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,可得出如下关系式降压: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。
三绕组变压器自耦变压器互感器PPT课件
• R1=1/2(Rk12+Rk13-Rk23') X1=1/2 (Xk12+Xk13-Xk23')
• R2'=1/2(Rk12+Rk23'-Rk13) X2'=1/2 (Xk12+Xk23'-Xk13)
3个变比： k12= N1/N2 ≈ U1 / U20 k13= N1/N3 ≈ U1 / U1 k23= N2/N3 ≈ U20 / U30 负载运行时若不计空载电流 I0 ， 则变压器的磁势平衡方程为 I1N1+I2N2+I3N3=0 I1+I2/k12+I3/k13=0 I1+I2'+I3'=0
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• 简化等效电路中的 Z1=R1+jX1 为一次侧的阻抗， Z2‘=R2’+jX2‘为二次侧折算到一次侧的阻抗； Z3’=R3‘+jX3’为三次侧折算到一次侧的阻抗， 六个参数可以根据稳态短路试验求得。
• 绕组1加电压，绕组2短路，绕组3开路
Zk12=Rk12+jXk12= (R1+R2') + j(X1+X2') • 绕组1加电压，绕组3短路，绕组2开路
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互漏磁通感应电动势说明： 1
2'
二次绕组电流 I2 产
生的与一次绕组交链
的互漏磁
在一次
s12
绕组中感应电动势 Es21
s12
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① 代入U & 1 I & 1 Z A a I & Z a x E & 1 E & 2
得 U & 1 U & 2 I & 1 Z A a I & Z a x ( k A 1 )
U&2
x
仅仅绕组改接法，双绕组变压器可以变为自耦 变压器，功率可以增大数倍甚至十倍！
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(2)
分析从双绕组变压器到自耦变压器哪些量改变了，哪 些量没有变化? (主要分析原副边电压与电流的变化情况)
A
aA
a
U&1
X
N2
N1
U&2
x U&1
x
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(3)
原副绕组电流
I&1 , I&,
A
当原边电流从同名端
流向非同名，则副绕
组电流从非同名端流 向同名端！
U&1
副边实际电流则等于
原副绕组电流之和。
忽略励磁电流
X
N1I& 1N2I& 0
I&1
I&2
a
I&
x
原副边电流实际方向示意图
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(5)
联结成自耦变压器， 空载时:
U&1 E&1E&2
I&2 a
I& U & 2
x
a
E& 2
x
定义：
1）由原边直接传到副边的容量称为传导容 量，它既不消耗材料，也不产生损耗
2）绕组通过电磁作用得到的容量称为电磁 容量，也叫绕组容量 3）自耦变压器额定运行时的额定容量为传 导容量和电磁容量之和 4）自耦变压器的电磁容量与额定容量的比
值称为效益系数 k x y
首先分析双绕组 变压器电流方向。
I&1
A
忽略励磁电流则：
a
N1I& 1N2I& 20
I&2
X
x
原副边电流符号相 反：当原边电流在
原绕组中从同名端流向非同名端，则副边电流在副绕 组中从非同名端流向同名端！
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(4)
X
X
x
1.电压、电流和容量关系
A
I&1
1）原、副边的方程式
E&1
U& 1I& 1ZAaI& ZaxE& 1E& 2 U &1
U& 2 E& 2I& Zax
E& 2
I&2 a
I& U & 2
X
x
自耦变压器变比：（若忽略漏阻抗压降）
kAU U 1 2E1E 2E2(N 1N 2N2)1
2）磁动势平衡及电流关系 根据全电流定律，励磁磁动势 F &0 为串联绕组磁 动势 I&1 N 1 与公共绕组磁动势 I&N 2 之和，即：
自耦变压器
A
X
单相自耦变压器
绕组ax是一、二次侧
a
共用的，称为公共绕
铁心 组，其匝数为N2 。
与公共绕组串联的绕
组Aa，称为串联绕组， 绕组 其匝数为N1 。
绕组Aa与ax的绕向相 x
同。
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(1)
实例：假设图示 双绕组变压器
A
I&1
U&1
N1
X
I&2 a
N2
A
E&1
a
如果原边施加 220V， U & 1
E& 2
则绕组电势仍为2 0 V 与
x
200V 。副边输出电
压 200V 。
X
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(6)
与双绕组变压器类似， 原绕组 2，20V
I&1
1 0 A 时，副绕组
A
I&2
200V ，1 A 。于是负
载电流 1 1 A 。
U&1
I & 1 N 1 I & N 2 I & 0 (N 1 N 2 )
若忽略励磁电流（ I&0 0 ），则：
I& 1N1I& N20
2）磁动势平衡及电流关系
I&I& 1N1 N2
I& 1(kA1)
I& 2I& I& 1I& 1kA
结论：自耦变压器负载运行时，原、副边 电压之比近似等于副、原边电流之 比，这点与双绕组变压器一样。
A
I&k
I& k ZAaZax(kA1)2
U&k
N 1 Z Aa
a
A
N 2 Z ax
U&k
X
xX
在自耦变压器高压侧做短路试验测得的短路阻抗实际 值和把串联绕组作为一次绕组、公共绕组作为二次绕 组时短路测得的短路阻抗实际值相等。
绕组容量 额定容量 – 传导容量
效益系数 k x y
= ———— = ——————————
额定容量
额定容量
kxy
U1I1U2I1 U1I1
1 1
kA
A
E&1
a
绕组容量 UAaI1NkxySNA U &1
E& 2
x
实例: kA1.1, kxy0.091X
2010200 V A 0 .0 9 0 9 2 2 0 0 2 0 0 V A
QI& I& 1(kA1)
U&1 U&2 I& 1ZAa I& 1Zax(kA1)2
U&2 I& 1[ZAa Zax(kA1)2]
U&2 I& 1ZkA
ZkAZA aZax(kA1 )2
I&1 R k U&1
jX k
U
&
' 2
Z L
3.短路试验及短路阻抗（不要求）
1）低压侧短路，高压侧进行短路试验：
第七章 自耦变压器、 三绕组变压器和互感器
第7章 自耦变压器、 三绕组变压器和互感器
7.1 自耦变压器
一次侧和二次侧共用一部分绕组的变压 器称为自耦变压器。
一、结构特点与用途
自耦变压器实质上是一个单绕组变压器，原、 副边之间不仅有磁的联系，而且还有电的直接联 系。
自耦变压器每一个铁心柱上套着两个绕组， 两绕组串联，绕向一致。
3）容量关系
SNA U1I1 (UAa U2 )I1 UAaI1 U2I1 S电磁 S传导
实例: 原边输入容量
2 2 0 1 0 2 2 0 0 V A
双绕组变压器原边输入容量
2010200 V A
A
I&1
E&1
U&1
E& 2
X
A
E&1
U&1
2 0 1 0 2 0 0 1 0 2 2 0 0 V A X
原边输入容量
a
I&
x
2 2 0 1 0 2 2 0 0 V A
副边输出容量
X
2 0 0 1 1 2 2 0 0 V A 原副边电流实际方向示意图
二、自耦变压器基本方程
(要求：参考下图与上述物理概念学习自行推导)
A I&1
U&1
A
I&1
I&2
E&
U&2 x
U&1
E& 2
I& U & 2
U a x I 2 0 0 1 2 0 0 V A k x y S N A
SNA S电磁 S传导 kxySNA S传导
k A 越接近1, k x y 越小, 电磁容量(绕组容量)
越小, 传导容量越大,节材效果越明显。
2.简化等值电路（推导过程不要求）
U & 2E & 2I& Zax 同uuu乘uuukurA kA U & 2 kA E & 2 kA I& Z a x