變壓器損耗大解析：空載損耗與負載損耗有何不同？

變壓器是電力系統中不可或缺的“心臟”，負責電壓的升降以適應不同傳輸和使用場景。然而，就像任何能量轉換設備一樣，變壓器在工作過程中也會產生能量損失，這些損失統稱為變壓器損耗。這些損耗直接影響著變壓器的運行效率和經濟性。要深入理解變壓器，就必須區分其兩大主要損耗類型：空載損耗和負載損耗。

空載損耗：變壓器“待機”時的消耗

空載損耗，又被稱為鐵損，是指變壓器在沒有連接任何負載（即二次側開路，沒有電流輸出）的情況下所產生的能量損失。你可以把它想象成手機在待機狀態下的電量消耗，即使你沒有使用它，它仍然在消耗電量以維持基本運作。

鐵損主要發生在變壓器的鐵心部分，其構成要素主要有：

◆ 磁滯損耗：當交流電通過變壓器線圈時，會在鐵心中產生不斷變化的磁場。鐵心材料的磁性會隨著磁場的變化反復被磁化和去磁化，這個過程會消耗能量并轉化為熱量。

◆ 渦流損耗：變化的磁場會在鐵心內部感應出環狀的電流，我們稱之為“渦流”。這些渦流在鐵心自身的電阻上流動，同樣會產生熱量導致能量損失。為了降低渦流損耗，變壓器鐵心通常由相互絕緣的薄硅鋼片疊壓而成。

空載損耗的特點是：

◆ 與負載無關：只要變壓器通電，即使不帶任何負載，空載損耗也會一直存在。

◆ 與電壓和頻率有關：它主要取決于施加在變壓器上的電壓大小和電源頻率，以及鐵心材料的性質和制造工藝。

負載損耗：變壓器“工作”時的消耗

負載損耗，通常被稱為銅損，是指變壓器在帶電并輸出功率（即連接了負載，有電流流過）時所產生的能量損失。這部分損耗是由于電流流過變壓器的繞組（線圈）而產生的。

銅損主要發生在變壓器的繞組部分，其構成要素主要有：

◆ 繞組電阻損耗：變壓器的一、二次繞組都有一定的電阻。當電流流過這些繞組時，根據焦耳定律 P=I2R（功率 = 電流的平方 × 電阻），會產生熱量，這就是主要的銅損。

◆ 附加損耗：這包括由于漏磁通在繞組和其他金屬部件中感應產生的渦流損耗等。

負載損耗的特點是：

• 與負載大小直接相關：流過繞組的電流越大，銅損就越大。這意味著，變壓器帶的負載越重，其銅損就越高。在變壓器滿載運行時，銅損達到最大值。

• 與電流有關：它主要取決于通過變壓器繞組的電流大小、繞組材料的電阻率和繞組結構。

空載損耗與負載損耗的核心區別總結

理解這兩種損耗的區別，對于變壓器的設計、選型、運行維護以及能效評估都至關重要。通過精確測量和管理這些損耗，我們可以更有效地利用電能，提升電力系統的整體效率。