三相自耦變壓器是一種自耦變壓器，它可以有完全同于三相變壓器的連接組，所不同的其縣線圈間存在著電的聯(lián)系。主要用于大功率輸電變電場合。

三相自耦變壓器工作原理

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。其實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。自耦變壓器是只有一個繞組的變壓器，當(dāng)作為降壓變壓器使用時，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，外施電壓只加在繞組的—部分線匝上。通常把同時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．這個優(yōu)點就越加突出。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，自藕變壓器由于其容量大、損耗小、造價低而得到廣泛應(yīng)用。

在一個閉合的鐵芯上繞兩個或以上的線圈，當(dāng)一個線圈通入交流電源時（就是初級線圈），線圈中流過交變電流，這個交變電流在鐵芯中產(chǎn)生交變磁場，交變主磁通在初級線圈中產(chǎn)生自身感應(yīng)電動勢，同時另外一個線圈（就是次級線圈）中感應(yīng)互感電動勢。通過改變初、次級的線圈匝數(shù)比的關(guān)系來改變初、次級線圈端電壓，實現(xiàn)電壓的變換，一般匝數(shù)比為1.5：1~2：1。因為初級和次級線圈直接相連，有跨級漏電的危險。所以不能作行燈變壓器。

三相自耦變壓器特點

（1）由于自耦變壓器的計算小于額定容量，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（硅鋼和導(dǎo)線和結(jié)構(gòu)材料（鋼材）都相應(yīng)減少，從而降低成本。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。同時由于主要尺寸的縮小和質(zhì)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(yōu)點才明顯。

（2）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。

（3）由于自耦變壓器一、二次之間有電的直接聯(lián)系，當(dāng)高壓側(cè)過電壓時會引起低壓側(cè)嚴(yán)重過電壓。為了避免這種危險，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。

（4）在一般變壓器中。有載調(diào)壓裝置往往連接在接地的中性點上，這樣調(diào)壓裝置的電壓等級可以比在線端調(diào)壓時低。而自耦變壓器中性點調(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，只能采用線端調(diào)壓方式。

三相自耦變壓器優(yōu)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(diào)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(jié)構(gòu)簡單、用料省、體積小等優(yōu)點。尤其在變壓比接近于1的場合顯得特別經(jīng)濟(jì)，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(jī)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(lián)系，因此在某些場合不宜使用，特別是不能用作行燈變壓器。因此，自耦變壓器與普通的雙繞組變壓器比較有以下優(yōu)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(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，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。

三相自耦變壓器缺點

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(hù)復(fù)雜。由于高、中壓繞組的自耦聯(lián)系，當(dāng)任一側(cè)落入一個波幅與該繞組絕緣水平相適應(yīng)的雷電沖擊波時，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，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)點就更為顯著。

三相自耦變壓器的連接

為了提高經(jīng)濟(jì)效益，三相自耦變壓器常采用星形連接，而且中性點直接接地，其接線如下圖（a）所示。在三相三個鐵芯柱上布置每相的高壓繞組，然后將中性點N連接起來接成星形。根據(jù)低壓側(cè)電壓的數(shù)值，在高壓繞組的適當(dāng)匝數(shù)位置引出抽頭，作為低壓側(cè)a、b、c的引出線端。下圖（b）為其電氣原理圖。采用星形連接方式的自耦變壓器高、低壓側(cè)的線電壓的相位是相同的，其接線組別用YNa0標(biāo)示。

三相星形連接自耦變壓器

（a）繞組連接圖；（b）電氣原理圖