自耦變壓器特點(diǎn)
⑴由于自耦變壓器的計(jì)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(dǎo)線)和結(jié)構(gòu)材料(鋼材)都相應(yīng)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(yīng)減少,故自耦變壓器的效率較高。同時(shí)由于主要尺寸的縮小和質(zhì)量的減小,可以在容許的運(yùn)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(shí),上述優(yōu)點(diǎn)才明顯。
⑵由于自耦變壓器的短路阻抗標(biāo)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。
?、怯捎谧择钭儔浩饕?、二次之間有電的直接聯(lián)系,當(dāng)高壓側(cè)過電壓時(shí)會引起低壓側(cè)嚴(yán)重過電壓。為了避免這種危險(xiǎn),一、二次都必須裝設(shè)避雷器,不要認(rèn)為一、二次繞組是串聯(lián)的,一次已裝、二次就可省略。
?、仍谝话阕儔浩髦?。有載調(diào)壓裝置往往連接在接地的中性點(diǎn)上,這樣調(diào)壓裝置的電壓等級可以比在線端調(diào)壓時(shí)低。而自耦變壓器中性點(diǎn)調(diào)壓側(cè)會帶來所謂的相關(guān)調(diào)壓問題。因此,要求自耦變壓器有載調(diào)壓時(shí),只能采用線端調(diào)壓方式。
自耦變壓器技術(shù)參數(shù)
額定功率:50/60(KVA)
效率(η):99%
電壓比:400/220(V)
外形結(jié)構(gòu):立式
冷卻方式:自然冷式
防潮方式:開放式
繞組數(shù)目:自耦
鐵心結(jié)構(gòu):殼式
冷卻形式:干式
鐵心形狀:E型
電源相數(shù):三相
頻率特性:低頻
型號:Satons-OSG
應(yīng)用范圍:特種
自耦變壓器四大優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
自耦變壓器與普通的雙繞組變壓器比較有以下優(yōu)點(diǎn)。
1)消耗材料少,成本低。因?yàn)樽儔浩魉霉桎撈豌~線的量是和繞組的額定感應(yīng)電勢和額定電流有關(guān),也即和繞組的容量有關(guān),自耦變壓器繞組容量降低,所耗材料也減少,成本也低。
2)損耗少效益高。由于銅線和硅鋼片用量減少,在同樣的電流密度及磁通密度時(shí),自耦變壓器的銅損和鐵損都比雙繞組變壓器減少,因此效益較高。
3)便于運(yùn)輸和安裝。因?yàn)樗韧萘康碾p繞組變壓器重量輕,尺寸小,占地面積小。
4)提高了變壓器的極限制造容量。變壓器的極限制造容量一般受運(yùn)輸條件的限制,在相同的運(yùn)輸條件的限制,在相同的運(yùn)輸條件下,自耦變壓器容量可比雙繞組變壓器制造大一些。
缺點(diǎn):
在電力系統(tǒng)中采用自耦變壓器,也會有不利的影響。其缺點(diǎn)如下:
1)使電力系統(tǒng)短路電流增加。
由于自耦變壓器的高、中壓繞組之間有電的聯(lián)系,其短路阻抗只有同容量普通雙繞組變壓器的(1-k/1)平方倍,因此在電力系統(tǒng)中采用自耦變壓器后,將使三相短路電流顯著增加。又由于自耦變壓器中性點(diǎn)必須直接接地,所以將使系統(tǒng)的單相短路電流大為增加,有時(shí)甚至超過三相短路電流。2)造成調(diào)壓上的一些困難。
主要也是因其高、中壓繞組有電的聯(lián)系引起的自耦變壓器可能的調(diào)壓方式有三種,第一種是在自耦變壓器繞組內(nèi)部裝設(shè)帶負(fù)荷改變分頭位置的調(diào)壓裝置;第二種是在高壓與中壓線路上裝設(shè)附加變壓器。而這三種方法不僅是制造上存在困難,不經(jīng)濟(jì),且在運(yùn)行中也有缺點(diǎn)(如影響第三繞組的電壓),解決得都不夠理想。
3)使繞組的過電壓保護(hù)復(fù)雜。
由于高、中壓繞組的自耦聯(lián)系,當(dāng)任一側(cè)落入一個(gè)波幅與該繞組絕緣水平相適應(yīng)的雷電沖擊波時(shí),另一側(cè)出現(xiàn)的過電壓沖擊的波幅則可能超出該絕緣水平。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生,必須在高、中壓兩側(cè)出線端都裝一組閥型避雷器。
4)使繼電保護(hù)復(fù)雜。
盡管自耦變壓器存在著一定的缺點(diǎn),但各國還是非常重視自耦變壓器的應(yīng)用,主要是與電力系統(tǒng)向大容量高電壓的發(fā)展是分不開的,隨著容量增大,電壓升高,自耦變壓器的優(yōu)點(diǎn)就更為顯著。
自耦變壓器工作原理
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(shí)現(xiàn)。比共用線圈少的部分抽頭電壓就降低。比共用線圈多的部分抽頭電壓就升高。
?、财鋵?shí)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(gè)原線圈通過電磁感應(yīng),使右邊的副線圈產(chǎn)生電壓,自耦變壓器是自己影響自己。
?、匙择钭儔浩魇侵挥幸粋€(gè)繞組的變壓器,當(dāng)作為降壓變壓器使用時(shí),從繞組中抽出一部分線匝作為二次繞組;當(dāng)作為升壓變壓器使用時(shí),外施電壓只加在繞組的—部分線匝上。通常把同時(shí)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)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(gè)優(yōu)點(diǎn)就越加突出。因此隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展、電壓等級的提高和輸送容量的增大,自耦變壓器由于其容量大、損耗小、造價(jià)低而得到廣泛應(yīng)用。
由電磁感應(yīng)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(gè)線圈也能達(dá)到變換電壓的目的。在圖1中,當(dāng)變壓器原繞組W1接入交流電源U1時(shí),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(shù)。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),自行耦合的變壓器就叫自耦變壓器,又叫單圈變壓器。
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(shù)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(yīng)的原理可知,并不要有分開的原繞組和副繞組,只有一個(gè)線圈也能達(dá)到變換電壓的目的。在圖1中,當(dāng)原繞組W1接入交流電源U1時(shí),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(shù)。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),自行耦合的變壓器稱為自耦變壓器,又叫單圈變壓器。
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(shù)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(yīng)的原理可知,并不要有分開的原繞組和副繞組,只有一個(gè)線圈也能達(dá)到變換電壓的目的。在圖1中,當(dāng)原繞組W1接入交流電源U1時(shí),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(shù)。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),自行耦合的變壓器稱為自耦變壓器,又叫單圈變壓器。自耦變壓器中的電壓,電流和匝數(shù)的關(guān)系和變壓器,既:U1/U2=W1/W2=I2/I1=K
自耦變壓器最大特點(diǎn)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)。
自耦變壓器原、副繞組的電流方向和普通變壓器一樣是相反的。
在忽略變壓器的激磁電流和損耗的情況下,可有如下關(guān)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,I2是副繞組電流
U1是原繞組電壓,U2是副繞組電壓
P1是原繞組功率,P2是副繞組功率
自耦變壓器零序差動(dòng)保護(hù)原理圖
自耦變壓器的應(yīng)用
除降壓外,自耦變壓器還可以用于升壓。自耦變壓器還可以把抽頭制成能沿繞組自由滑動(dòng)的觸點(diǎn)以平滑調(diào)節(jié)二次繞組電壓。使用時(shí),改變滑動(dòng)端的位置,便可得到不同的輸出電壓。實(shí)驗(yàn)室中用的調(diào)壓器就是根據(jù)此原理制作的。