【導讀】bianyaqitongchangbaohanlianggedulidedianlu。zhebaokuocongdianyuanjieshounengliangdechujiraozuhejiangnengliangchuandidaofuzaidecijiraozu。zioubianyaqishichujihecijidianludelianggeraozudeyibufenshigongyongdebianyaqi。zioubianyaqideedinggonglvgaoyutongdengdeshuangraozubianyaqi。

bianyaqitongchangbaohanlianggedulidedianlu。zhebaokuocongdianyuanjieshounengliangdechujiraozuhejiangnengliangchuandidaofuzaidecijiraozu。zioubianyaqishichujihecijidianludelianggeraozudeyibufenshigongyongdebianyaqi。zioubianyaqideedinggonglvgaoyutongdengdeshuangraozubianyaqi。

建造

自(zi)耦(ou)變(bian)壓(ya)器(qi)通(tong)常(chang)由(you)具(ju)有(you)多(duo)個(ge)抽(chou)頭(tou)的(de)單(dan)個(ge)繞(rao)組(zu)構(gou)成(cheng)。對(dui)於(yu)降(jiang)壓(ya)應(ying)用(yong)
，源(yuan)施(shi)加(jia)在(zai)整(zheng)個(ge)線(xian)圈(quan)上(shang)，充(chong)當(dang)初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)。如(ru)圖(tu)所(suo)示(shi)，負(fu)載(zai)連(lian)接(jie)在(zai)整(zheng)個(ge)繞(rao)組(zu)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)上(shang)。連(lian)接(jie)到(dao)負(fu)載(zai)的(de)部(bu)分(fen)充(chong)當(dang)次(ci)級(ji)。

產chan生sheng的de電dian磁ci場chang穿chuan過guo整zheng個ge繞rao組zu。因yin此ci
，感gan應ying反fan電dian壓ya遍bian及ji整zheng個ge線xian圈quan，並bing且qie每mei匝za的de設she計ji電dian壓ya是shi在zai整zheng個ge線xian圈quan的de每mei一yi匝za上shang獲huo得de的de。負fu載zai可ke用yong的de電dian壓ya小xiao於yu電dian源yuan電dian壓ya，因yin為wei次ci級ji可ke用yong的de匝za數shu少shao於yu初chu級ji。

根據 NEC 第 411 條“在 30 伏或以下運行的照明係統”
，次級電路應通過隔離變壓器與分支電路絕緣。不能使用自耦變壓器。

例如，如果降壓自耦變壓器有 240 匝，源電壓為 240 V，則源電壓施加在整個線圈上，每匝電壓為 1 V/匝。如果次級抽頭使用 120 匝，則負載可用的電壓為 120 V。

對(dui)於(yu)升(sheng)壓(ya)應(ying)用(yong)，僅(jin)在(zai)線(xian)圈(quan)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)上(shang)施(shi)加(jia)源(yuan)。負(fu)載(zai)連(lian)接(jie)在(zai)整(zheng)個(ge)線(xian)圈(quan)上(shang)。再(zai)次(ci)獲(huo)得(de)整(zheng)個(ge)線(xian)圈(quan)每(mei)匝(za)的(de)設(she)計(ji)伏(fu)特(te)數(shu)。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)，次(ci)級(ji)電(dian)壓(ya)高(gao)於(yu)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)
，因(yin)為(wei)次(ci)級(ji)可(ke)用(yong)匝(za)數(shu)多(duo)於(yu)初(chu)級(ji)可(ke)用(yong)匝(za)數(shu)。

例如，如果升壓自耦變壓器有 240 匝
，並且僅在整個線圈的 120 匝上施加 120 V 的源電壓，則線圈每匝的電壓為 1 V/匝。如果次級抽頭使用全部 240 匝

，則負載可用的電壓為 240 V。

雙繞組變壓器負載

標準雙繞組變壓器中的電流由額定功率（VA）除以電壓（V）確定。例如，如果變壓器初級在 480 V 時的額定值為 12 kVA (12,000 VA)，則電流流量為 25 A (12,000 ÷ 480 = 25)。請參見圖 2。次級繞組的額定功率必須相同為 12 kVA。如果次級額定電壓為 120 V
，則變壓器設計為將電壓從 480 V 降壓至 120 V
，並提供 100 A 的負載電流 (12,000 ÷ 120 = 100)。

圖 2. 初級和次級具有相同的額定功率。

雙繞組自耦變壓器

自耦變壓器也可以由雙繞組變壓器通過連接兩個繞組形成一個連續繞組而製成。當上圖中抽頭H2與抽頭X2連(lian)接(jie)時(shi)

，繞(rao)組(zu)串(chuan)聯(lian)，雙(shuang)繞(rao)組(zu)變(bian)壓(ya)器(qi)作(zuo)為(wei)自(zi)耦(ou)變(bian)壓(ya)器(qi)工(gong)作(zuo)。兩(liang)個(ge)繞(rao)組(zu)位(wei)於(yu)同(tong)一(yi)鐵(tie)芯(xin)上(shang)並(bing)串(chuan)聯(lian)連(lian)接(jie)。初(chu)級(ji)和(he)次(ci)級(ji)繞(rao)組(zu)均(jun)可(ke)抽(chou)頭(tou)，以(yi)允(yun)許(xu)自(zi)耦(ou)變(bian)壓(ya)器(qi)作(zuo)為(wei)升(sheng)壓(ya)變(bian)壓(ya)器(qi)或(huo)降(jiang)壓(ya)變(bian)壓(ya)器(qi)運(yun)行(xing)。

自耦變壓器負載

單線圈自耦變壓器的額定功率高於等效雙繞組變壓器的各個繞組的額定功率。當通過將 H2 連接到 X2 將同一變壓器連接為自耦變壓器時，可以向負載輸送更多功率，而不會超過繞組的額定功率。

各個繞組仍然具有與原來相同的額定值，但現在它們是串聯的。原來的初級仍然承載 25 A，原來的次級仍然承載 100 A。仍然滿足原來的額定值。

然而，25 A 電流通過新連接從原始初級流向原始次級的抽頭 X2。請參見圖 3。原始次級中的 100 A 感應電流與流過初級的 25 A 電流相結合， 125 A 流向負載。將雙繞組變壓器轉換為自耦變壓器後，負載可用的功率從 12 kVA 增加到 15 kVA。初級電流流過負載並增加負載可用的 kVA

圖 3. 通過初級的電流和次級感應的電流結合並流過負載。

這zhe表biao明ming
，作zuo為wei自zi耦ou變bian壓ya器qi接jie線xian的de雙shuang繞rao組zu變bian壓ya器qi可ke以yi比bi作zuo為wei雙shuang繞rao組zu變bian壓ya器qi接jie線xian時shi向xiang負fu載zai提ti供gong更geng多duo的de功gong率lv。或huo者zhe，可ke以yi專zhuan門men針zhen對dui該gai應ying用yong設she計ji單dan線xian圈quan自zi耦ou變bian壓ya器qi。這zhe種zhong單dan線xian圈quan變bian壓ya器qi比bi雙shuang繞rao組zu變bian壓ya器qi更geng小xiao且qie更geng便bian宜yi。

局限性

自zi耦ou變bian壓ya器qi有you一yi些xie限xian製zhi，阻zu礙ai了le其qi在zai電dian源yuan電dian路lu中zhong的de廣guang泛fan使shi用yong。與yu傳chuan統tong變bian壓ya器qi相xiang比bi
，自zi耦ou變bian壓ya器qi的de一yi個ge顯xian著zhe限xian製zhi是shi其qi低di阻zu抗kang。另ling一yi個ge限xian製zhi是shi初chu級ji和he次ci級ji之zhi間jian缺que乏fa隔ge離li。

低阻抗

自耦變壓器的阻抗小於雙繞組變壓器的阻抗。例如，雙繞組變壓器的阻抗可為額定初級電壓的約3%。當作為自耦變壓器接線時
，相同的繞組的阻抗等於初級和次級電壓之差與初級電壓之比的3%。降低的阻抗計算如下：　Z一個=Z×V磷-VSV磷

在哪裏

Z A = 自耦變壓器阻抗（以 % 為單位）
Z = 雙繞組變壓器阻抗（以 % 為單位）
V P = 初級電壓（單位：V）
V S = 次級電壓（單位：V）
例如，電壓為240V
，二次電壓為120V，雙繞組變壓器阻抗為3%
，則自耦變壓器阻抗計算如下：

Z一個=Z×V磷-VSV磷=3%×240-120240=1.5%短路是一個重要問題。由於自耦變壓器的阻抗低於雙繞組變壓器，因此當發生短路故障時會流過更大的電流。請參見圖 4。因此
，自耦變壓器應配備一些外部串聯阻抗，例如來自其他變壓器或電抗器的阻抗或電源線的阻抗。

圖 4. 自耦變壓器的低阻抗允許比雙繞組變壓器更高的短路電流。

缺乏電氣隔離

自耦變壓器在初級和次級之間共享部分繞組。標準變壓器的 Delta-Y 形或鋸齒形繞組不再存在。因此，自耦變壓器無法阻止整個三相電力係統的瞬變和諧波流動。

在(zai)故(gu)障(zhang)情(qing)況(kuang)下(xia)，繞(rao)組(zu)的(de)公(gong)共(gong)部(bu)分(fen)可(ke)能(neng)會(hui)出(chu)現(xian)開(kai)路(lu)。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)
，任(ren)何(he)接(jie)觸(chu)次(ci)級(ji)的(de)人(ren)都(dou)會(hui)受(shou)到(dao)初(chu)級(ji)電(dian)壓(ya)的(de)影(ying)響(xiang)。此(ci)外(wai)，初(chu)級(ji)可(ke)能(neng)會(hui)接(jie)地(di)並(bing)在(zai)低(di)壓(ya)導(dao)體(ti)之(zhi)一(yi)與(yu)地(di)之(zhi)間(jian)建(jian)立(li)高(gao)壓(ya)。如(ru)果(guo)繞(rao)組(zu)對(dui)地(di)短(duan)路(lu)，則(ze)會(hui)影(ying)響(xiang)兩(liang)個(ge)繞(rao)組(zu)，並(bing)且(qie)負(fu)載(zai)可(ke)能(neng)會(hui)承(cheng)受(shou)高(gao)電(dian)壓(ya)。請(qing)參(can)見(jian)圖(tu) 5。自耦變壓器的整個繞組應設計為具有預期電壓所需的絕緣水平。

圖 5. 初級繞組到接地的短路會使負載承受全電壓。

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