1、教 案内 容 备 注5.2 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 称为自2121NUEKAAK耦变压器的变比，对于降压变压器， 1A（二）电流关系磁势平衡关系 )(21021NINI若忽略励磁电流)(21II21IKIA可知一、二次电流的大小与绕组匝数成反比，而相位差 180（即反相） 。a 点电流 12I公共绕组电流： 221()AAIIIK说明：公共绕组的电
2、流 与二次电流 在时间相位上同相。I2I大小关系为： 12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A1Nx 1EAXax1U2U 2UIIIXa1 Aax1U 2U1I2IEI1N2a1I 2II为二次电流） 。（三） 电动势平衡方程式和等值电路电压平衡方程式为 axAZIEU11 2将二次侧乘以 KA 后，与一次电动势相加，得 )( )(21 12121axa axAAaZI IKIU kAkAZZkA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：NS2N
3、1NIUIS2、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： )/1()/1()/(111 ANANANNAa KSUIKUIS 公共绕组的容量： /22ax S绕组容量、电磁容量（感应容量）计算容量NAA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
4、的一部分。3、自耦变的传导容量 Sc称为传导容量，它是由原方直接给负载的，不需要增加NAaNc IUKS12/1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/kA 倍，由一次侧直接传递到负载侧，不需增加绕组容量，并且 kA 越接近于 1，传导容量越大，绕组容量越小，优点越突出。KXR1U1I2IU自耦变压器简化等效电路额定容量： NANACNA SKSIUIS /1)/1(21N 绕
5、组容量： )/(AK传导容量： NcI12/*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A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
6、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） 。思考题：试述自耦变压器与普通变压器比较时的优、缺点，为什么自耦变压器的变比不可过大？5.3 电压互感器和电流互感器使用互感器的目的是：与小量程的标准化的电压表和电流表配合使用测量高电压，大电流。我国采用的电压互感器副边额定电压为 100V，电流互感器副边额定电流为 5A 或 1A。使测量回路与被测量回路隔离，以保障工作人员和测试设备的安全为各类继电保护和控制系统提供控制信
7、号。一、电压互感器相当于空载运行的变压器。 （1） 变比 2012UNEKe（2）电压互感器的测量精度，用 电压变比误差和相角误差来衡量。电压变比误差：为高压边电压 与低压电压 归算的算术差。1U2%012kUu相角误差：后者为 与 的相角差。2（3）使用时注意的问题：在使用电压互感器时，副边不允许不准短路，否则会因短路电流过大而烧毁。为了安全，副绕组应有一端可靠地接地。电压互感器使用时不能并接线圈过多， （副方接入的阻抗不能过多）以减小误差。（4）精度我国生产的电压互感器，按测量精度分为四级，即 0.2、0.5、1.0 和 3.0 级。数字越小精度越高。例如 0.5 级的电压互感器，其变比误
8、差极限为0.5%，相位误差20。1 级的电压互感器，其变比误差极限为1%，相位误差40。二、电流互感器电流互感器是用于电流变换的，它的原边匝数很少，副边匝数较多，使用时原边与测量回路串联相当于短路运行的变压器。（1） 变比 12NIK（2）电压互感器的测量精度，用 电流误差和相角误差来衡量。电流误差： %012IkIi相角误差：后者为 和 的相角差。2i（3）使用时注意的问题：电流互感器在使用时一定要注意副边不准开路。为了保证安全，电流互感器的副绕组也是要可靠地接地。电流互感器副边回路（副边所接的仪表或其它电流线圈的阻抗值） ，不应超过互感器规定的“额定负载”欧姆值，否则会引起副边电流减小，铁心磁通和激磁电流 增大，测量误mI差增加。（4）精度我国生产的电流互感器，按测量精度分为五个等级，即 0.2、0.5、1.0、3.0 和 10 级。这里的精度等级，例如 0.5 级，就是在额定状态时，互感器的变比误差不超过 0.5。电压、电流互感器的基本原理与变压器相同，电压互感器相当于空载运行的变压器，而电流互感相当于短路运行的变压器，前者副边不准短路，后者副边不准开路，使用时副边都要可靠接地，以确保人身、设备安全。
