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淺談串聯(lián)諧振頻率
發(fā)布日期：2020-06-28 點擊：3294次
串聯(lián)的諧振RLC電路，只要整個回路的阻抗(Z=R+jX)中的電抗部分(jX)為0，就是諧振。這時其它的公式都可以推導出來?！〈?lián)諧振時，因為總的電抗X為0，必然電感與電容器上的電壓相等，才會出現(xiàn)電抗X上總電壓為0的情況。RLC并聯(lián)，通常都是用電納來計算方便。諧振時總電納為0(即阻抗為無窮大)，此時L、C的電流必然相等(相位相反)，總電納中的電流才會是0。
自動調(diào)諧接地補償裝置能夠?qū)崿F(xiàn)全補償運行或很小的脫諧度，主要是由于在消弧線圈的一次回路中串入了大功率的阻尼電阻，降低中性點諧振過電壓的幅值使之達到相電壓的 5%——10%。因為如果當系統(tǒng)的電 容電流與消弧線圈工作電流相等時，即在諧振時中性點電壓限制在允許值以下，這樣就可實現(xiàn)全補償方式，這是殘流為最小的最佳工作方式。接地時殘流很小，不會引起弧光過電壓。所以，可在消弧線圈的一次 回路中串入大功率的阻尼電阻，增大阻尼率的措施來達到。消弧線圈的脫諧率與電壓及電網(wǎng)的阻尼率有關(guān)，當電網(wǎng)形成后其不對稱電壓基本是個固定值，消弧線圈為保證在單相接地時有效地抑制弧光過電壓的產(chǎn) 生，要求脫諧率達到± 5%以內(nèi)，那么只有改變阻尼率，才能改變位移電壓，因此應當在消弧線圈回路串入電阻，保證阻尼率，控制中性點位移電壓。在低壓電網(wǎng)中由于中性點不對稱電壓很小，為提高測量精度采 用特制的中性點專用互感器，提高檢測靈敏度;非線性電阻的采用對欠補償下的斷線過電壓和傳遞過電壓都有明顯的抑制作用。
電路振蕩現(xiàn)象可能逐漸消失，也可能持續(xù)不變地維持著。當震蕩持續(xù)維持時，稱之為等幅振蕩，也稱為諧振。在含有電容和電感的電路中，如果電容和電感并聯(lián)，可能出現(xiàn)在某個很小的時間段內(nèi)：電容的電壓逐漸升高，而電流卻逐漸減少；與此同時電感的電流卻逐漸增加，電感的電壓卻逐漸降低。而在另一個很小的時間段內(nèi)：電容的電壓逐漸降低，而電流卻逐漸增加；與此同時電感的電流卻逐漸減少，電感的電壓卻逐漸升高。電壓的增加可以達到一個正的最大值，電壓的降低也可達到一個負的最大值，同樣電流的方向在這個過程中也會發(fā)生正負方向的變化，此時我們稱為電路發(fā)生電的振蕩。
串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振頻率
串聯(lián)諧振是指所研究的串聯(lián)電路部分的電壓和電流達到同相位,即電路中電感的感抗和電容的容抗在數(shù)值上是相等的,從而使所研究電路呈現(xiàn)純電阻特性,在給定端電壓的情況下,所研究的電路中將出現(xiàn)最大電流,電路中消耗的有功功率也最大.
1.諧振定義：電路中L、C兩組件之能量相等，當能量由電路中某一電抗組件釋出時，且另一電抗組件必吸收相同之能量，即此兩電抗組件間會產(chǎn)生一能量脈動。
2.電路欲產(chǎn)生諧振，必須具備有電感器L及電容器C兩組件。
3.諧振時其所對應之頻率為諧振頻率，或稱共振頻率，以fr表示之。
4.串聯(lián)諧振電路之條件：當XL=XC時，為R-L-C串聯(lián)電路產(chǎn)生諧振之條件。
諧振時間電容或電感兩端電壓變化一個周期的時間稱為諧振周期，諧振周期的倒數(shù)稱為諧振頻率。所謂諧振頻率就是這樣定義的。它與電容C和電感L的參數(shù)有關(guān)。
即：f=1/（2*π*√LC），相應的角頻率w=2*π*f=1/√LC。此時感抗等于容抗，即XL=Xc，電路呈純阻性，電路阻抗的模為最小。在輸入電壓Ui為定值時，電路中的電流達到最大值，且與輸入電壓Ui同相位。從理論上講，此時Ui=Ur=U0，UL=Uc=QUi，式中的Q稱為電路的品質(zhì)因數(shù)。
電路的諧振頻率也稱為電路的固有頻率。由于諧振時電路的感抗與容抗相等，即WL=1/WC，所以諧振角頻率,它只由電路本身固有的參數(shù)L和C所決定。
電網(wǎng)中存在大量星形接線的電壓互感器，其一次繞組直接接地，成為電網(wǎng)對地電容電流、高次諧波電流的充放電途徑，當線路接地時，電壓互感器的鐵心線圈相當于與非故障線路對接電容并聯(lián)，構(gòu)成了可能產(chǎn)生諧振的并聯(lián)電路，由于相對地電壓升高3-5倍，有可能使得電壓互感器的鐵心出現(xiàn)飽和或接近飽和，阻抗變小，電路中出現(xiàn)容抗和阻抗相等的情況，從而產(chǎn)生了并聯(lián)諧振，此時互感器一側(cè)的電流最大，這樣有可能使電壓互感器的高壓側(cè)熔斷件熔斷，或者燒壞電壓互感器，以及電纜爆炸。此種情況往往在變電站投產(chǎn)初期(線路出線回路少)不是很明顯，但隨著線路出線回路的增多(各回線路對地的等值電容量增大，容抗增大)出現(xiàn)諧振的情況較多。另外由于35kV系統(tǒng)為室內(nèi)開關(guān)柜，35kVPT接地點多，一般為4個接地點，這也為發(fā)生諧振過電壓提供了條件。
