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浅谈串联谐振频率

更新时间:2017-09-27   点击次数:1297次

串联谐振是指所研究的串联电路部分的电压和电流达到同相位,即电路中电感的感抗和电容的容抗在数值上是相等的,从而使所研究电路呈现纯电阻特性,在给定端电压的情况下,所研究的电路中将出现大电流,电路中消耗的有功功率也大.
1.谐振定义:电路中L、C两组件之能量相等,当能量由电路中某一电抗组件释出时,且另一电抗组件必吸收相同之能量,即此两电抗组件间会产生一能量脉动。
2.电路欲产生谐振,必须具备有电感器L及电容器C两组件。
3.谐振时其所对应之频率为谐振频率,或称共振频率,以fr表示之。
4.串联谐振电路之条件:当XL=XC时,为R-L-C串联电路产生谐振之条件。
谐振时间电容或电感两端电压变化一个周期的时间称为谐振周期,谐振周期的倒数称为谐振频率。所谓谐振频率就是这样定义的。它与电容C和电感L的参数有关。
即:f=1/(2*π*√LC),相应的角频率w=2*π*f=1/√LC。此时感抗等于容抗,即XL=Xc,电路呈纯阻性,电路阻抗的模为小。在输入电压Ui为定值时,电路中的电流达到大值,且与输入电压Ui同相位。从理论上讲,此时Ui=Ur=U0,UL=Uc=QUi,式中的Q称为电路的品质因数。
电路的谐振频率也称为电路的固有频率。由于谐振时电路的感抗与容抗相等,即WL=1/WC,所以谐振角频率,它只由电路本身固有的参数L和C所决定。
电网中存在大量星形接线的电压互感器,其一次绕组直接接地,成为电网对地电容电流、高次谐波电流的充放电途径,当线路接地时,电压互感器的铁心线圈相当于与非故障线路对接电容并联,构成了可能产生谐振的并联电路,由于相对地电压升高3-5倍,有可能使得电压互感器的铁心出现饱和或接近饱和,阻抗变小,电路中出现容抗和阻抗相等的情况,从而产生了并联谐振,此时互感器一侧的电流大,这样有可能使电压互感器的高压侧熔断件熔断,或者烧坏电压互感器,以及电缆爆炸。此种情况往往在变电站投产初期(线路出线回路少)不是很明显,但随着线路出线回路的增多(各回线路对地的等值电容量增大,容抗增大)出现谐振的情况较多。另外由于35kV系统为室内开关柜,35kVPT接地点多,一般为4个接地点,这也为发生谐振过电压提供了条件。




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