一、運行基本原理與能量傳遞
變壓器基于電磁感應(yīng)原理運行，其核心過程遵循“電→磁→電”的能量轉(zhuǎn)換路徑。
運行分為三個階段：
勵磁階段：當(dāng)交流電壓施加于一次繞組時，產(chǎn)生交變電流（即空載電流），在鐵心中建立起交變的主磁通。
磁耦合階段：該主磁通通過高導(dǎo)磁的鐵心磁路，同時穿過并緊密聯(lián)系著一次和二次繞組。
能量傳遞階段：變化的磁通在二次繞組中感應(yīng)出電動勢，當(dāng)二次回路接通負(fù)載形成閉合電路時，便產(chǎn)生負(fù)載電流，從而完成電能從一次側(cè)到二次側(cè)的傳遞。
運行過程由幾個關(guān)鍵方程支配：電壓平衡確保了磁通的建立；磁動勢平衡解釋了負(fù)載時電流的自動調(diào)節(jié)；而理想變壓器的變比關(guān)系則直接決定了電壓和電流的轉(zhuǎn)換比例。
二、兩種典型運行狀態(tài)
空載運行：當(dāng)二次側(cè)開路時，一次側(cè)僅流過很小的空載電流，其主要作用是建立鐵心中的磁場。此時變壓器消耗的功率主要用于補償鐵心中的損耗（鐵損），幾乎沒有能量傳遞到二次側(cè)。
負(fù)載運行：當(dāng)二次側(cè)接上負(fù)載后，二次繞組中便產(chǎn)生電流。這個電流會產(chǎn)生一個磁動勢，試圖削弱鐵心中原有的主磁通。為了維持主磁通基本不變，一次繞組會自動從電網(wǎng)汲取更大的電流，以抵消這種削弱作用。此時，電能通過磁場作為媒介，從一次側(cè)地傳遞到二次側(cè)，供給負(fù)載使用，繞組電阻產(chǎn)生的損耗（銅損）也變得顯著。
變壓器的主要特性
一、外特性（電壓調(diào)整特性）
指變壓器二次側(cè)的端電壓隨負(fù)載電流變化而波動的特性。通常用電壓調(diào)整率來量化，即從空載到額定負(fù)載時，二次電壓變化的百分比。該特性受到變壓器內(nèi)部短路阻抗和負(fù)載性質(zhì)（感性或容性）的顯著影響：感性負(fù)載會使輸出電壓下降，而容性負(fù)載可能導(dǎo)致輸出電壓升高。
二、效率特性
變壓器的效率很高，其損耗主要分為兩部分：
不變損耗（鐵損）：由鐵心的磁滯和渦流效應(yīng)引起，只要一次電壓和頻率不變，此損耗基本恒定。
可變損耗（銅損）：由繞組電阻引起，與負(fù)載電流的平方成正比。
效率曲線呈拋物線形狀，其率點通常設(shè)計在可變損耗等于不變損耗的負(fù)載區(qū)域附近。
三、并聯(lián)運行特性
為實現(xiàn)多臺變壓器共同供電，它們必須滿足嚴(yán)格的并聯(lián)條件：變比必須相等以防止環(huán)流；連接組別必須相同，否則會產(chǎn)生巨大的破壞性環(huán)流；短路阻抗的標(biāo)幺值應(yīng)盡量相等，這樣才能按各自容量比例合理分擔(dān)負(fù)載。工程上還要求并聯(lián)變壓器的容量比不宜過大。
四、暫態(tài)特性（動態(tài)特性）
變壓器在特殊工況下會表現(xiàn)出獨特的動態(tài)特性：
空載合閘勵磁涌流：在合閘瞬間，可能產(chǎn)生高達(dá)額定電流6至8倍的瞬時沖擊電流。它含有大量直流分量，但衰減很快（通常在幾秒內(nèi)）。這可能引起保護裝置的誤動作，需要特別注意。
突然短路電流：當(dāng)變壓器出口發(fā)生短路時，會產(chǎn)生高達(dá)額定電流10至25倍的穩(wěn)態(tài)短路電流，瞬間峰值更大，對變壓器的機械結(jié)構(gòu)是嚴(yán)峻考驗。
過電壓現(xiàn)象：遭受雷擊或進行開關(guān)操作時，可能產(chǎn)生瞬時過電壓，需要依靠避雷器等設(shè)備進行保護。
五、關(guān)鍵電氣參數(shù)特性
短路阻抗：是變壓器重要的參數(shù)之一，以百分比表示。它既限制了系統(tǒng)的短路電流，又影響了變壓器的電壓調(diào)整率。其值根據(jù)變壓器類型和容量而不同。
空載特性：包括空載電流和空載損耗?？蛰d電流反映鐵心材料的勵磁性能，空載損耗則是衡量變壓器經(jīng)濟性的核心指標(biāo)，直接關(guān)系到日常運行的電費。
溫升與過載特性：變壓器運行時各部分的溫度不能超過限值（如繞組對油的溫升限值）。絕緣材料的壽命遵循“溫度每升高6-8℃，老化速度約加快一倍”的法則。在必要時，變壓器具備一定的短期過載能力，但這會以犧牲部分使用壽命為代價。
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