发布时间:2025-09-29 14:20:10 浏览人数:0人
结构组成:含 “公共绕组”(原副边共用部分)和 “串联绕组”(仅原边或副边单独使用部分),抽头可调节副边电压(如调压型自耦变压器设多组抽头);
核心原理:电压比 = 原边绕组匝数 / 副边绕组匝数(与普通变压器一致),但因共用绕组,部分电能通过 “直接传导” 传递(无需电磁感应),故效率更高;
典型标识:如 “自耦减压启动变压器”“0.4kV/10kV 自耦调压变压器”,明确用途与电压等级。
痛点:三相异步电机直接启动时,启动电流可达额定电流的 5-7 倍(如 400kW 电机额定电流 75A,直接启动电流超 400A),易烧毁电机绕组或跳闸;
作用:串联自耦变压器(启动专用),降低电机定子端电压(通常降至额定电压的 60%-80%),使启动电流按 “电压比平方” 减小 —— 如电压降至 60%,启动电流降至直接启动的 36%(400A×0.36≈144A);
适配场景:大容量异步电机(≥100kW),如水泵、风机、压缩机,典型型号 “QZB-400kVA 自耦减压启动器”(适配 400kW 电机)。
痛点:电网负荷波动(如高峰用电时电压跌落、低谷时电压升高)会导致设备运行异常(如 220V 家电在 180V 时无法启动,250V 时烧毁);
作用:并联 “自耦调压变压器”(带可调抽头),通过调节绕组抽头改变输出电压,将电压稳定在额定值 ±5% 以内 —— 如 10kV 电网电压跌落至 9.2kV 时,调节抽头使输出电压回升至 9.8kV;
适配场景:配电网络、工业园区,典型规格 “10kV/0.4kV 1000kVA 自耦调压变压器”。
痛点:部分进口设备额定电压为 110V/200V(如精密仪器),需从 220V 电网降压;或偏远地区线路损耗导致电压偏低,需升压至 220V;
作用:作为 “隔离 + 调压” 一体化设备,实现低压小功率电压变换 —— 如 220V 转 110V 自耦变压器(容量 1kVA),适配进口音响、实验室仪器;
优势:比普通双绕组变压器体积小 30%、成本低 20%,适合小功率场景(≤10kVA)。
痛点:不同电压等级电网联网(如 110kV 与 220kV),需实现电压匹配与功率传输;
作用:作为 “联络变压器”,采用自耦结构(如 220kV/110kV 100MVA 自耦变压器),因效率高(≥99%)、损耗低,适合大容量电力传输;
关键要求:绝缘等级≥Class H,短路耐受能力强(能承受 25kA 短路电流 2 秒)。
三、自耦变压器分类:按用途与结构划分
干式自耦变压器:采用环氧树脂浇注或 VPI 浸渍工艺,无油、防火,适配户内场景(如车间、实验室),防护等级 IP44;
油浸式自耦变压器:以绝缘油为冷却介质,散热好、容量大,适配户外大型场景(如电站、电网联络),典型如 100MVA 油浸式电力自耦变压器。
四、自耦变压器关键参数:选型核心指标
标称容量:自耦变压器的额定输出视在功率(标注容量),单位 kVA/MVA;
传导容量:通过共用绕组直接传递的功率(无需电磁感应),公式为S₍传导₎=Sₙ×(1-1/k)(k 为电压比,k=U₁/U₂);
实例:220V/110V、1kVA 自耦变压器(k=2),传导容量 = 1×(1-1/2)=0.5kVA,感应容量 = 0.5kVA,故铁芯体积仅为同容量双绕组变压器的 50%。
计算公式:k=U₁ₙ/U₂ₙ(U₁ₙ= 原边额定电压,U₂ₙ= 副边额定电压);
常见电压比:
启动用:0.6/1、0.8/1(对应 60%、80% 额定电压抽头);
配电用:220V/110V(k=2)、10kV/0.4kV(k=25);
电力用:220kV/110V(k=2)、500kV/220kV(k≈2.27)。
原边额定电流:I₁ₙ=Sₙ/(√3U₁ₙ)(三相)、I₁ₙ=Sₙ/U₁ₙ(单相);
副边额定电流:I₂ₙ=Sₙ/(√3U₂ₙ)(三相)、I₂ₙ=Sₙ/U₂ₙ(单相);
实例:三相 100kVA、10kV/0.4kV 自耦变压器,I₁ₙ=100/(√3×10)≈5.77A,I₂ₙ=100/(√3×0.4)≈144.3A。
启动用自耦变压器:需承受短时启动电流(通常为额定电流的 3-5 倍,持续 10-30 秒);
电力用自耦变压器:需承受短路电流(如 25kA/2 秒),满足 GB/T 6451-2015《油浸式电力变压器》要求。
效率高:因部分功率直接传导,效率比同容量双绕组变压器高 1%-2%(如 1000kVA 自耦变压器效率≥98.5%,双绕组约 97.5%);
体积小、成本低:铁芯与绕组材料用量少(比双绕组少 20%-40%),故体积小、重量轻,购置成本低 20% 左右;
调压灵活:通过抽头调节可实现多档位电压输出(如 10kV 自耦调压变压器设 9 档抽头,电压调节范围 9-11kV)。
绝缘要求高:原副边共用绕组,需确保绕组间绝缘强度(如 10kV 自耦变压器绕组对地绝缘需耐受 35kV 冲击电压),避免击穿;
不能用于隔离:原副边电气连通(无隔离作用),若需防触电(如医疗设备),需搭配隔离变压器使用;
过电压保护:高压侧需安装避雷器或过电压保护器,防止电网浪涌损坏绕组绝缘。