淺談串聯(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(dá)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)大電流,電路中消耗的有功功率也大.
1.諧振定義：電路中L、C兩組件之能量相等，當(dāng)能量由電路中某一電抗組件釋出時(shí)，且另一電抗組件必吸收相同之能量，即此兩電抗組件間會(huì)產(chǎn)生一能量脈動(dòng)。
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(shí)其所對(duì)應(yīng)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(dāng)XL=XC時(shí)，為R-L-C串聯(lián)電路產(chǎn)生諧振之條件。
諧振時(shí)間電容或電感兩端電壓變化一個(gè)周期的時(shí)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(yīng)的角頻率w=2*π*f=1/√LC。此時(shí)感抗等于容抗，即XL=Xc，電路呈純阻性，電路阻抗的模為小。在輸入電壓Ui為定值時(shí)，電路中的電流達(dá)到大值，且與輸入電壓Ui同相位。從理論上講，此時(shí)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(shí)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(duì)地電容電流、高次諧波電流的充放電途徑，當(dāng)線路接地時(shí)，電壓互感器的鐵心線圈相當(dāng)于與非故障線路對(duì)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(duì)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(shí)互感器一側(cè)的電流大，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(duì)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(diǎn)多，一般為4個(gè)接地點(diǎn)，這也為發(fā)生諧振過電壓提供了條件。