在电力系统中的串联谐振电源-论文发表__集群智

　　在电力系统中的串联谐振电源
　　杨雪莲
　　浙江省邮电器材公司杭州设备分公司
　　【摘要】本文简要认识谐振现象，掌握RLC串联谐振产生的条件和它的特性，以及电力系统中谐振产生的原因。既要利用串联谐振，让它为电力行业服务，又要防止它对电力系统造成危害。并例举运用串联谐振原理而被广泛用于电力行业的变频串联谐振试验装置，用以说明串联谐振电源在电力系统应用中所具有的优势。
　　【关键词】串联谐振（SeriesResonant），电力系统（ElectricPowerSystem）,
　　变频串联谐振（RXFrequencySeriesResonant）
　　在电力系统中的串联谐振电源
　　串联谐振（SeriesResonant）在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中，电路两端的电压与其中电流位相一般是不同的。如果我们调节电路元件（L或C）的参数或电源频率，可以使它们位相相同，整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态称之为谐振。在谐振状态下，电路的总阻抗达到极值或近似达到极值。研究谐振的目的就是要认识这种客观现象，并在科学和应用技术上充分利用谐振的特征，同时又要预防它所产生的危害。按电路联接的不同，有串联谐振和并联谐振两种。
　　在电阻R、电感L及电容C所组成的串联电路内，当容抗XC与感抗XL相等时，即XC＝XL，阻抗角∮＝0，电路中的电压U与电流I的相位相同，电路呈现纯电阻性，这种现象叫串联谐振(也称为电压谐振)。当电路发生串联谐振时，电路的阻抗Z=[R2+（XC-XL）2]1/2=R,电路中总阻抗最小，电路呈电阻性。在电压U不变的情况下，电流I将达到最大值。由于谐振时XL=XC，所以UL=UC，而UL和Uc的相位相反，相加时互相抵消，所以电阻上的电压等于电源电压。LC谐波滤除装置就是利用串联谐振的特点，分别虑除主要各次谐波。在普通无功补偿装置中应避免串联谐振，这是因为，当串联谐振发生时，电容元件上的电压将增高，这样很可能导致电容器绝缘层被击穿或者电流过大而烧坏。串联谐振会产生过电压，可能击穿电力设备的绝缘，从而造成电力系统故障。
　　RLC串联谐振电路中，谐振电路的选频特性通常用Q值表示，Q值越大，则选频特性越好。为充分发挥串联谐振的选频作用，对于串联电路，Q=ωL/R=1/ωCR，因此，R=（外阻+内阻）越小越好。对于并联电路，则R越大越好。当然，还要考虑到功率输出最大问题，所以，一般是内阻等于外阻。如果信号源一定时，外设电阻一定时，要适当调整外围的电容、电感，以增加电路的选频特性。
　　串联谐振（SeriesResonant）由隔离变压器、调频调压电源、激励变压器、电抗器和电容分压器组成。被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式；分压器并联在被试品上，用于测量被试品上的谐振电压，并作过压保护信号；调频功率输出经激励变压器耦合给串联谐振回路，提供串联谐振的激励功率。
　　谐振过电压是指在电力系统中铁芯电感元件，如发电机、变压器、电压互感器等非线性元件和系统中的电容元件组成许多复杂的振荡回路，如果满足一定的条件，就可能发生谐振，常常引起严重的、持续时间较长的过电压。
　　在一般电力系统中，通常容易识别潜在的谐振电路，因为谐波比尖峰更容易分析，而且处理方法也较容易。谐振电流和电压的产生，必须具备谐振电路和激励两个条件，如果两个条件成立，将会造成振荡，从而引发过电流和过电压。
　　下面对这两个条件做简要分析。
　　在确定谐振产生的第一个判据（即谐振电路）时，重点应了解谐振频率是否匹配激励频率。谐振频率取决于电路的电感（L）和电容（C）：f=1/（2л*SQRT（LC））其中：f的单位是赫兹，L的单位是亨，C的单位是法拉。在电力系统中，L和C主要包括以下因素：
　　a.变压器阻抗（Z）（铭牌标注），这是电力系统中主要的感性元件。
　　b.变压器与电容器之间电力线路的阻抗