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    自耦變壓器的性能特點介紹

    發布時間:2020-04-11 14:36:00來源:浙江新航電氣有限公司

    自耦變壓器的性能特點介紹:

    自耦變壓器副邊繞組是原邊繞組的一個組成部分,這樣的變壓器看起來僅有一個繞組,故也稱 “單繞組變壓器”。原副邊耦合電感可根據電路理論中異名端相連的三端耦合電感進行解耦。在原邊施加電壓且副邊短路,或副邊施加電壓且原邊短路,均可求得歸算至自耦變壓器原邊或副邊的等效漏抗 [1]  。自耦變壓器是初、次級無須絕緣的特種變壓器,即輸出和輸入共用一組線圈的特殊變壓器?;蛘哒f,初級和次級在同一條繞阻上的變壓器。

    自耦變壓器鋁線.jpg

    自耦變壓器的性能特點:

    ⑴由于自耦變壓器的計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(硅鋼片和導線)和結構材料(鋼材)都相應減少,從而降低了成本。有效材料的減少使得銅耗和鐵耗也相應減少,故自耦變壓器的效率較高。同時由于主要尺寸的縮小和質量的減小,可以在容許的運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,上述優點才明顯。

    ⑵由于自耦變壓器的短路阻抗標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。

    ⑶由于自耦變壓器一、二次之間有電的直接聯系,當高壓側過電壓時會引起低壓側嚴重過電壓。為了避免這種危險,一、二次都必須裝設避雷器,不要認為一、二次繞組是串聯的,一次已裝、二次就可省略。

    ⑷在一般變壓器中。有載調壓裝置往往連接在接地的中性點上,這樣調壓裝置的電壓等級可以比在線端調壓時低。而自耦變壓器中性點調壓側會帶來所謂的相關調壓問題。因此,要求自耦變壓器有載調壓時,只能采用線端調壓方式。

    自耦變壓器優點:

    降壓起動器中的自耦變壓器的變壓比是固定的,而接觸式調壓器的變壓比是可變的。自耦變壓器與同容量的一般變壓器相比較,具有結構簡單、用料省、體積小等優點。尤其在變壓比接近于1的場合顯得特別經濟,所以在電壓相近的大功率輸電變壓器中用得較多,此外在10千瓦以上異步電動機降壓起動器中得到廣泛使用。但是,由于初次級繞組共用一個繞組,有電的聯系,因此在某些場合不宜使用,特別是不能用作行燈變壓器。自耦變壓器與普通的雙繞組變壓器比較有以下優點:

    1)消耗材料少,成本低。因為變壓器所用硅鋼片和銅線的量是和繞組的額定感應電勢和額定電流有關,也即和繞組的容量有關,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,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)便于運輸和安裝。因為它比同容量的雙繞組變壓器重量輕,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輸條件的限制,在相同的運輸條件的限制,在相同的運輸條件下,自耦變壓器容量可比雙繞組變壓器制造大一些。

    自耦變壓器銅線.jpg

    自耦變壓器缺點:

    在電力系統中采用自耦變壓器,也會有不利的影響。其缺點如下:

    1)使電力系統短路電流增加:

    由于自耦變壓器的高、中壓繞組之間有電的聯系,其短路阻抗只有同容量普通雙繞組變壓器的(1-1/K)平方倍,因此在電力系統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必須直接接地,所以將使系統的單相短路電流大為增加,有時甚至超過三相短路電流。

    2)造成調壓上的一些困難:

    主要也是因其高、中壓繞組有電的聯系引起的自耦變壓器可能的調壓方式有三種,第一種是在自耦變壓器繞組內部裝設帶負荷改變分頭位置的調壓裝置;第二種是在高壓與中壓線路上裝設附加變壓器。而這三種方法不僅是制造上存在困難,不經濟,且在運行中也有缺點(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復雜:

    由于高、中壓繞組的自耦聯系,當任一側落入一個波幅與該繞組絕緣水平相適應的雷電沖擊波時,另一側出現的過電壓沖擊的波幅則可能超出該絕緣水平。為了避免這種現象的發生,必須在高、中壓兩側出線端都裝一組閥型避雷器。

    4)使繼電保護復雜:

    盡管自耦變壓器存在著一定的缺點,但各國還是非常重視自耦變壓器的應用,主要是與電力系統向大容量高電壓的發展是分不開的,隨著容量增大,電壓升高,自耦變壓器的優點就更為顯著。


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