電力自耦變壓器與普通變壓器相比，具有明顯的經濟效益，因此在330 KV及以上電壓等級的超高壓電網中，自耦變壓器在許多場合得到了廣泛的應用。
自耦變壓器的結構和工作原理與普通變壓器相比，有著本質的差別，具有功率傳導容易、體積小等特點。自耦變壓器在不同的運行方式下，公共繞組流過的電流與同處一個鐵心的串聯繞組有所不同。本文從分析自耦變壓器的電流流向入手，導出公共繞組過負荷特徵，對過負荷保護及第三側無功容量與公共繞組容量的關係進行了必要的討論，以便供設計與運行人員參考。
1自耦變壓器在不同運行方式下的電流流向
1.1自耦變壓器常見的幾種使用形式
(1) 按電壓等級分，第三側有35kV和10kV兩種；
(2) 按與系統連接形式分，第三側有：
①直接向用戶供電；
②直接向用戶供電且安裝無功補償裝置；
③不直接向用戶供電，只接無功補償裝置；
④不直接向用戶供電，亦不接無功補償裝置，只作為平衡繞組使用。
1.2各種不同運行方式下的自耦變壓器電流流向及過負荷分析
降壓變電站使用的自耦變壓器，其運行方式可歸納為兩大類型，一類是高壓向中壓(或低壓)或者是同時向中低壓低電，如上述接入系統方式中的a、b兩種；另一類是高壓和低壓同時向中壓供電，如上述接入系統方式中的b、c兩種［1］。
為直觀起見，舉例來加以分析，假設某一變壓器變數為120MVA，電壓比為220/110/10kV，容量比為100/100/50，通常設計公共繞組的容量等於自耦變壓器的計算容量，所以該變壓器的公共繞組容量為：MVA(K12為高壓側與中壓側的變比)［2］。
由此可知，高壓側額定電流為，高壓側額定電流即等於串聯繞組的額定電流ICe；
中壓側額定電流為I2e＝120?000/(31/2×110)= 630A；
低壓側額定電流為I3e＝60?000/(31/2×10)=3 464A；
公共繞組額定電流為IＧe=計算容量/(31/2×110)=60 000(31/2×110)= 315A。
降壓變電站使用的自耦變壓器第一類運行方式又可分為三種情形，如圖1～3所示。
A.高壓側單獨向中壓側供電(圖1)
此時I3=0。該運行方式即為自耦變壓器的自耦運行方式。高壓側以自耦方式向中壓側供電，有S1=S2。根據鐵心中磁勢平衡原理，有：
其中： I1、I2、I3分別為高壓側、中壓側、低壓側的電流；IAB、IDB分別為自耦方式運行時串聯繞組、公共繞組的電流；IB為高、低壓側之間以變壓器方式(電磁感應)運行時高壓側的電流；WAB、WCD、W3分別為串聯繞組、公共繞組、低壓繞組的匝數。
當自耦變壓器在額定負荷下運行時，即S2= 120M VA，U1＝220kV，K12＝2，可得：IC＝IDB= 315A
可見，在這種運行方式下，若變壓器未過負荷，則公共繞組不會過負荷，所以此時自耦變壓器的過負荷保護可按普通變壓器的方式裝設。
B.高壓側單獨向低壓側供電(圖2)
此時I２＝０。該運行方式即為雙繞組普通變壓器的工作方式，高壓側以普通變壓器方式向低壓側供電，有S1=S3。
當自耦變壓器在額定負荷下運行時，即S3=60ＭＶＡ，U1＝220kＶ，可得：IG=IB= 157.5A
可見，在這種運行方式下，即使變壓器低壓側滿負荷，則公共繞組中的電流也未達到額定值，所以，此時自耦變壓器的過負荷保護可按普通變壓器的方式裝設。
C.高壓側同時向中低壓側供電方式的電流流向(圖3)
這種方式可看作上面兩種方式的迭加，高壓側輸入容量分為兩部分：、。
為高壓側以自耦方式傳遞給中壓側的容量，等於中壓側的輸出容量，=S1，此時相當於高壓側單獨向中壓側供電，高—中壓繞組間自耦方式供電，IAB、IDB為串聯繞組、公共繞組中流過的電流。
為高壓側以高、低壓繞組間以變壓器(電磁感應)方式傳遞的容量，等於低壓側的輸出容量，=S3，相當於高壓側單獨向低壓側供電，高—低壓繞組間以電磁感應方式供電，IB為高壓側電流。
從圖中可見，公共繞組中有兩個電流：IDB和IB，且兩電流方向相反，所以公共繞組中的電流為: IG=IDB-IB
當低壓側滿負荷運行時，即本例中的S3=60ＭＶＡ，則S2＝60MVA，且有U1=220kV，K12＝2，將其代入式(1-1′)、式(1-1″)，可以求得：
所以，公共繞組中的電流為：IG=IDB-IB=0
當中壓側滿負荷運行時，即S2= 120M VA，則S３= 0M VA，將其代入式(1-1)或(1-2)，同理，可求得：IDB＝315A；IB= 0A，所以，此時公共繞組的電流為：IG=IDB-IB= 315A
從上述分析可知，這種運行方式下，若變壓器未過負荷，則公共繞組中的電流將會在0～315A的範圍內，而不會超過額定值，所以，此時自耦變壓器的公共繞組不會過負荷，可不裝設過負荷保護。
