什么叫變壓器的空載運(yùn)行、負(fù)載運(yùn)行及超負(fù)荷運(yùn)行？

變壓器的空載運(yùn)行、負(fù)載運(yùn)行及超負(fù)荷運(yùn)行是變壓器工作狀態(tài)的不同表現(xiàn)形式。空載運(yùn)行指的是變壓器在沒(méi)有負(fù)荷接入的情況下運(yùn)行；負(fù)載運(yùn)行指的是變壓器在有負(fù)荷接入的情況下正常運(yùn)行；而超負(fù)荷運(yùn)行是指變壓器承受超過(guò)額定負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)。下面將對(duì)這三種運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)解釋。

一、空載運(yùn)行

空載運(yùn)行是指當(dāng)變壓器的輸出端沒(méi)有接入負(fù)載時(shí)，變壓器僅僅運(yùn)行在額定電壓上。在空載運(yùn)行狀態(tài)下，變壓器的輸出電流非常小，一般只有幾百毫安到幾安。此時(shí)變壓器的鐵損耗會(huì)導(dǎo)致一定的電能消耗，稱為空載損耗。空載損耗通常主要包括鐵損耗和銅損耗兩部分。

鐵損耗是變壓器在空載運(yùn)行時(shí)的基本損耗，主要來(lái)源于鐵心材料的磁滯和渦流損耗。磁滯損耗是由于在交變磁場(chǎng)作用下，鐵心材料中磁疇的磁化和磁化過(guò)程中磁疇壁的摩擦引起的能量損耗。渦流損耗是由于交變磁場(chǎng)中渦流在鐵心材料中流動(dòng)而產(chǎn)生的能量損耗。

銅損耗是變壓器在空載運(yùn)行時(shí)的附加損耗，主要來(lái)源于變壓器的線圈。變壓器線圈的電阻會(huì)導(dǎo)致電流流過(guò)時(shí)產(chǎn)生一定的功耗，即銅損耗。

二、負(fù)載運(yùn)行

負(fù)載運(yùn)行是指變壓器在正常工作狀態(tài)下，輸出端接入負(fù)載并承載負(fù)荷運(yùn)行。變壓器的負(fù)載運(yùn)行主要是通過(guò)改變輸入端和輸出端的繞組匝數(shù)比來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)變壓器的匝數(shù)比，可以將負(fù)載電壓升高或降低。

在負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下，變壓器會(huì)面臨一定的電磁力、溫升和諧振等問(wèn)題。電磁力和溫升是負(fù)載運(yùn)行中比較重要的兩個(gè)問(wèn)題。

電磁力是指由于負(fù)載電流引起的變壓器內(nèi)部繞組之間的相互作用力。電磁力過(guò)大會(huì)使變壓器的絕緣層產(chǎn)生局部破壞，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致繞組間的短路。因此，設(shè)計(jì)變壓器時(shí)需要合理分配各繞組的位置和運(yùn)行狀況，以減小電磁力的影響。

溫升是變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的主要問(wèn)題之一。負(fù)載電流流過(guò)變壓器的銅線圈會(huì)產(chǎn)生一定的電阻損耗，導(dǎo)致溫度升高。變壓器的絕緣材料和液體絕緣材料的溫度極限限制了變壓器的運(yùn)行溫度。因此，在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)，需要合理選擇材料并考慮散熱措施，以保證變壓器在安全溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。

三、超負(fù)荷運(yùn)行

超負(fù)荷運(yùn)行是指變壓器承載的負(fù)荷超過(guò)了額定負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)輸入負(fù)荷超過(guò)變壓器的額定負(fù)荷時(shí)，變壓器會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象，從而影響變壓器的正常運(yùn)行和壽命。

超負(fù)荷運(yùn)行主要有兩種情況，一種是瞬時(shí)超負(fù)荷，即變壓器短時(shí)間內(nèi)承受較大的負(fù)荷；另一種是長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷，即變壓器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在大于額定負(fù)荷的狀態(tài)下。無(wú)論是瞬時(shí)超負(fù)荷還是長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷，都會(huì)引起變壓器內(nèi)部溫度升高，甚至超過(guò)絕緣材料的極限溫度，從而導(dǎo)致變壓器損壞。因此，在實(shí)際運(yùn)行中應(yīng)盡量避免超負(fù)荷運(yùn)行，合理選擇適應(yīng)變壓器負(fù)荷的容量。

綜上所述，變壓器的空載運(yùn)行、負(fù)載運(yùn)行及超負(fù)荷運(yùn)行是變壓器工作狀態(tài)的不同表現(xiàn)形式。空載運(yùn)行是變壓器在沒(méi)有負(fù)荷接入的情況下運(yùn)行，主要有鐵損耗和銅損耗；負(fù)載運(yùn)行是變壓器在有負(fù)荷接入的情況下正常運(yùn)行，需要考慮電磁力和溫升問(wèn)題；超負(fù)荷運(yùn)行是指變壓器承受超過(guò)額定負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)，需要盡量避免以保證變壓器的正常工作和壽命。