空載

變壓器空載運行時，雖然二次側沒有功率輸出，但一次側仍然從電網吸取一部分的有功功率，來補償因為磁通飽和，在鐵芯內引起的磁滯損耗和渦流損耗簡稱鐵耗。磁滯損耗的大小取決於電源的頻率和鐵芯材料磁滯回線的面積；渦流損耗與最大磁通密度和頻率的平方成正比。另外還存在空載電流引起的銅耗。對於不同容量的變壓器，空載電流和空載損耗的大小是不同的。電機的空載是指，電機不帶負載設備的情況下運轉。

空載就是不接負載。空載的意義既不是斷路也不是短路。一個電路有輸入有輸出，一般空載的意義就是有輸入而輸出沒有接負載，那麼這個電路的輸出相當於“斷路”，但它還有輸入，還有電流（空載電流），對這個電路來説並沒有斷路，更沒有短路。如一個放大器通了電但沒有按喇叭，這個放大器就叫空載。一個電機皮帶輪帶動一個水泵，在沒有裝皮帶時給電機通電，這個電機就叫空載。

空載試驗，是指檢驗水輪發電機組在不帶負荷空轉工況下運轉穩定性和可靠性的啓動程序。這屬於水力機組在無負載狀態下的性能測試。空載試驗是同步發電機的基本試驗之一。通過空載試驗，不僅可以檢查勵磁系統的工作情況，電樞繞組聯結是否正確，還可以瞭解電機磁路飽和程度。 ^[2] 

空載試驗是為了考核自動操作控制的準確性，測定空載特性和整定有關繼電保護值。啓動前需對機組進行全面檢查，主要包括：①各轉動與固定部件的四周間隙合格，內部無異物。②轉子磁極接頭對附近導體的安全距離不小於10 mm。⑧各軸承油位在規定範圍內。④推力軸承及上導軸承對地絕緣電阻符合規程要求，推力軸承高壓油頂起油泵工作正常。⑤水輪發電機組測温裝置、信號裝置己能投入使用。⑥各油、氣、水系統閥門的開啓和關閉位置均正常無誤。⑦各部位冷卻水壓力調整至規定的範圍內，並能正常通水。⑧操作水輪發電機制動閘動作正確。⑨水輪發電機內部潔淨，無金屬等遺留物。⑩勵磁滑環炭刷需拔出。⑩水輪發電機引出線出口斷路器和隔離開關處於切斷狀態。上述檢查符合要求後，按操作程序命令進行開機操作。

新建水電站機組第1次開機均為手動操作，並在額定轉速60%、80%時稍事停留，以便有時間檢查和發現問題。無異狀後，再升至額定轉速，空載運行。在第1次啓動運行過程中，要重點監視以下內容：①監聽水輪機室，水輪發電機定子風洞及上、下部風洞蓋板處有無異常聲音，若有異聲，迅速判別部位及原因，必要時緊急停機檢查處理。②臨視水輪機工作密封漏水和頂蓋排水是否可靠，必要時緊急停機檢查處理。③監測各軸瓦温度上升情況，瓦温上升過快或温度接近允許極限時，要立即停機處理。④監測水導、下導、上導、滑環的擺度及頂蓋和上、下機架的振動，檢查各部軸承油位變化，必要時進行相應調整。⑤檢查油、氣、水管路接頭及閥門的滲漏情況，並進行相應處置。⑥檢查受油器潤滑摩擦是否良好。

在上述運行情況止常、各部位温度均穩定在限額範圍內時，作空載工況下的試驗，主要項目：①測定水輪發電機殘壓並核對相序。②水輪機調速器自動調節試驗，測各項特性及參數整定，最後做擾動試驗，檢驗靈敏度和穩定性。③裝復並磨勵磁滑環炭刷，試驗和調整勵磁系統，錄製勵磁機空載特性。④若水輪發電機組擺度、振動過大時，需進行水輪發電機組動平衡試驗，並加配重。⑤水輪發電機短路試驗，檢查二次電源迴路，整定水輪發電機電流保護，錄製水輪發電機短路特性及短路消磁特性，以及帶主變壓器升流試驗，必要時進行短路乾燥。⑥水輪發電機組過速度試驗，整定轉速繼電器。⑦停機檢查，並做水輪發電機定子線圈交流、直流耐壓試驗等。 ^[3] 

電路的工作狀態包括：有載狀態、空載狀態及短路狀態。其各自特徵分述如下。

對電氣安裝工程而言，電路有載是處於正常工作狀態。這時電源供電的電壓符合額定值，其偏移的百分比值符合當地供電部門的規定，電源及其開關設備流經的電流都在額定範圍內。總之，有載狀態下的電力電路中各項電量參數(如電流、電壓、功率等)和非電量參數(如噪聲等級、發熱情況、電動應力情況等)都處在預期的正常狀態。最明顯的特徵是電路中既有電流，又有電壓，發生電能與其他能的正常轉換。

對電氣安裝工程而言，電路空載是處於備用狀態，備用狀態可分為熱備用和冷備用兩種狀態。無論描述電路構成的哪一部分，其供電側有電壓，但無電流流通為熱備用；如果供電側既無電壓，又無電流流通則為冷備用。最明顯的特徵是電路可能存在電壓，但決無電流流通，不發生電能與其他能間的轉換。

對電氣安裝工程而言，電路短路是處於故障狀態，故障發生的位置可能是電路中的任何部位，但通常指示經負載流通電流謂短路。這時電路中各項電量參數，非電量參數出現異常，電源電壓大幅下降，電流劇增，短路電流流經的開關設備、線路温度驟升，電動應力增大，局部噪聲增強。如果開關設備等繼電保護裝置功能正常．便會迅速切斷短路狀態電路的電源供給，避免故障狀態擴大造成更大的損失。如果功能不正常，故障擴大引起電路上一級開關設備的繼電保護裝置動作切斷短路電路電源供給稱越級跳閘，這通常是不希望發生的停電覆蓋面積擴大的現象。最明顯的特徵是，供電電源電壓下降，電路中電流劇增，發生非預期的能量轉換。

變壓器的損耗是變壓器的重要性能參數，一方面表示變壓器在運行過程中的效率，另一方面表明變壓器在設計製造的性能是否滿足要求。變壓器空載損耗和空載電流測量、負載損耗和短路阻抗測量都是變壓器的例行試驗。

變壓器的空載試驗就是從變壓器任一組線圈施加額定電壓，其它線圈開路的情況下，測量變壓器的空載損耗和空載電流。空載電流用它與額定電流的百分數表示。

1、空載試驗是測量額定電壓下的空載損耗和空載電流，試驗時高壓側開路，低壓側加壓，試驗電壓是低壓側的額定電壓，試驗電壓低，試驗電流為額定電流百分之幾或千分之幾。

2、變壓器空載試驗的電源容量的選擇：保證電源波形失真不超過5%，試品的空載容量應在電源容量的50以下；採用調壓起加壓，空載容量應小於調壓器容量的50%；採用發電機組試驗時，空載容量應小於發電機容量的25%。

空載試驗的試驗電壓是低壓側的額定電壓，變壓器空載試驗主要測量空載損耗。空載損耗主要是鐵損耗。鐵損耗的大小可以認為與負載的大小無關，即空載時的損耗等於負載時的鐵損耗，但這是指額定電壓時的情況。如果電壓偏離額定指，由於變壓器鐵芯中的磁感應強度處在磁化曲線的飽和段，空載損耗和空載電流都會急劇變化，因此，空載試驗應在額定電壓下進行。

注意：在測量大型變壓器的空載或負載損耗時，因為功率因數很低，可達到cosφ小於和等於0.1。所以一定要求採用低功率因數的瓦特表。

3、通過空載試驗可以發現變壓器以下缺陷：硅鋼片間絕緣不良。鐵芯極間、片間局部短路燒損，穿芯螺栓或綁紮鋼帶、壓板、上軛鐵等的絕緣部分損壞、形成短路，磁路中硅鋼片鬆動、錯位、氣隙太大，鐵芯多點接地，線圈有匝間、層間短路或並聯支路匝數不等、安匝不平衡等，誤用了高耗劣質硅鋼片或設計計算有誤。