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，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，使右邊的副線圈產生電壓，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．這個優點就越加突出。因此隨著電力系統的發展、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用。

在一個閉合的鐵芯上繞兩個或以上的線圈，當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生交變磁場，交變主磁通在初級線圈中產生自身感應電動勢，同時另外一個線圈（就是次級線圈）中感應互感電動勢。通過改變初、次級的線圈匝數比的關系來改變初、次級線圈端電壓，實現電壓的變換，一般匝數比為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（硅鋼和導線和結構材料（鋼材）都相應減少，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。

（2）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。

（3）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。

（4）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。

三相自耦變壓器優點

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。因此，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。

三相自耦變壓器缺點

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-k/1）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。

三相自耦變壓器的連接

為了提高經濟效益，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。根據低壓側電壓的數值，在高壓繞組的適當匝數位置引出抽頭，作為低壓側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、低壓側的線電壓的相位是相同的，其接線組別用YNa0標示。

三相星形連接自耦變壓器

（a）繞組連接圖；（b）電氣原理圖