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變壓器是任何電網(wǎng)的基石之一，是設(shè)計(jì)用于通過各種電壓水平高效分配和傳輸電力的重要組件。通常，變壓器在額定容量以下運(yùn)行，但有時(shí)它們必須暫時(shí)在過載條件下運(yùn)行。只要它們?cè)谠O(shè)計(jì)的過載能力范圍內(nèi)運(yùn)行，就不太可能出現(xiàn)問題。如果過載超過裝置的額定值，自然會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，影響其狀況和使用壽命。
繼續(xù)閱讀，了解更多關(guān)于這些不同影響的信息，以及它們?nèi)绾螕p害變壓器的健康。
什么是變壓器過載？
當(dāng)變壓器的負(fù)載超過其銘牌額定值時(shí)，即它受到的電流和/或電壓超過了其設(shè)計(jì)規(guī)范，就會(huì)發(fā)生過載。過載總是會(huì)導(dǎo)致變壓器經(jīng)歷更高的工作溫度，從而導(dǎo)致各種加速磨損，最終縮短機(jī)組的使用壽命。與可以通過電動(dòng)機(jī)倒帶恢復(fù)活力的電機(jī)不同，經(jīng)常過載的變壓器可能不容易維修，通常需要完全更換。
這些過載情況可能是由于各種原因造成的，例如輸電線路中的意外事件或故意選擇使變壓器過載的設(shè)施。后一種情況通常源于可靠性或經(jīng)濟(jì)原因，即爭(zhēng)取時(shí)間來緩解前面提到的意外情況，防止停電或維持客戶的負(fù)載需求。在這些情況下，促使變壓器多使用其預(yù)期壽命的25%-50%被認(rèn)為是一種必要的犧牲。
或者，它可能是由電力系統(tǒng)其他區(qū)域的故障或故障引起的。由于這些系統(tǒng)本質(zhì)上是復(fù)雜的，因此無論設(shè)計(jì)得多么好，都存在失敗的風(fēng)險(xiǎn)。這是其保護(hù)設(shè)備發(fā)揮作用的地方，用于識(shí)別變壓器故障，并將故障元件與系統(tǒng)的其他部分隔離開來。因此，電力流尋找新的方法來滿足既定的負(fù)載需求，而位于這些路徑中的變壓器單元有過載的風(fēng)險(xiǎn)。
1.過熱
超過額定容量運(yùn)行的變壓器有更多的電流流過其繞組，導(dǎo)致溫度顯著升高。產(chǎn)生的額外熱量會(huì)損壞設(shè)備的各個(gè)組件，如隔熱層，并加速其老化和退化，最終降低整體性能并最終導(dǎo)致故障。此外，更高的溫度也會(huì)影響變壓器絕緣油并降低其效率。
2.加速磨損和絕緣損壞
變壓器的健康狀況和使用壽命與其絕緣材料的狀況直接相關(guān)。當(dāng)變壓器長(zhǎng)時(shí)間以最大容量運(yùn)行時(shí)，這些材料的磨損會(huì)增加，從而縮短其有效壽命。每當(dāng)變壓器超過其負(fù)載能力時(shí)，內(nèi)部應(yīng)力就會(huì)復(fù)合，故障風(fēng)險(xiǎn)（可能導(dǎo)致內(nèi)部短路）也會(huì)顯著增加。最終，將出現(xiàn)更短的維護(hù)周期和更頻繁的停機(jī)維修或部件更換，并產(chǎn)生更高的成本。
3.效率降低
變壓器效率取決于該裝置可以無損耗地轉(zhuǎn)換多少能量。當(dāng)變壓器過載時(shí)，更多的能量以熱量的形式損失。這種能量浪費(fèi)不僅進(jìn)一步加重了變壓器的壓力，還增加了運(yùn)營成本。鐵芯和繞組失去了高效運(yùn)行的能力，導(dǎo)致額外的功率消耗。操作員會(huì)注意到更高的能耗和降低的運(yùn)行性能，因?yàn)橐蕾囎儔浩鞯脑O(shè)備會(huì)經(jīng)歷電壓不穩(wěn)定或不規(guī)則。
4.電壓降
過載的變壓器往往難以維持穩(wěn)定的電壓水平。通過繞組的電流增加會(huì)導(dǎo)致電壓降，這意味著變壓器的電壓輸出低于下游設(shè)備所需的水平，導(dǎo)致連接設(shè)備的故障或低效運(yùn)行。敏感設(shè)備可能在容量以下運(yùn)行或無法啟動(dòng)，當(dāng)系統(tǒng)試圖補(bǔ)償?shù)碗妷簳r(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)電涌，導(dǎo)致設(shè)備進(jìn)一步損壞。當(dāng)使用依賴于精確電壓水平的設(shè)備（如計(jì)算機(jī)、醫(yī)療設(shè)備或自動(dòng)化系統(tǒng)）時(shí)，這個(gè)問題變得更加令人擔(dān)憂，因?yàn)樗鼈兛赡軙?huì)變得不可靠或損壞。
5.頻繁停機(jī)或故障
當(dāng)變壓器經(jīng)常被推到其設(shè)計(jì)極限之外時(shí)，由于其內(nèi)部系統(tǒng)承受的應(yīng)力，它更容易發(fā)生突然故障或停機(jī)。斷路器或安全機(jī)制將接合以防止進(jìn)一步損壞。計(jì)劃外停機(jī)會(huì)影響配電，導(dǎo)致依賴變壓器的關(guān)鍵系統(tǒng)中斷。故障可能會(huì)對(duì)這些系統(tǒng)造成暫時(shí)或永久性的損壞，擾亂工業(yè)運(yùn)營或電網(wǎng)穩(wěn)定性。
除上述問題外，變壓器過載還涉及其他風(fēng)險(xiǎn)，即：
結(jié)構(gòu)金屬部件和絕緣導(dǎo)體附近的絕緣層形成氣泡，這會(huì)降低變壓器的介電強(qiáng)度。
由于變壓器的機(jī)械性能因溫度升高而暫時(shí)惡化，短路耐受能力降低。
由結(jié)構(gòu)部件、導(dǎo)體和絕緣材料的熱膨脹引起的介電或機(jī)械故障。
襯套中的安裝壓力可能導(dǎo)致油損失、墊片泄漏和極端絕緣故障。
當(dāng)頂部油溫超過標(biāo)準(zhǔn)限值時(shí)，油箱中的油可能會(huì)膨脹。
由于較高的功率負(fù)載和可能較低的滯后功率因數(shù)，變壓器的電壓調(diào)節(jié)可能會(huì)增加。
變壓器過載會(huì)對(duì)其健康和性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。當(dāng)變壓器超過其額定容量運(yùn)行時(shí)，它有過熱、效率降低和過早老化的風(fēng)險(xiǎn)。隨著時(shí)間的推移，絕緣損壞和鐵芯退化可能會(huì)發(fā)生，導(dǎo)致昂貴的維修或完全故障。
