串联谐振电路分析

外施耐压串联谐振电路分析

已知：串联谐振装置电抗器组合方式为两串三并（即三条并联支路上各有两个电抗器串联起来），单个电抗器电感值为L ，单个电抗器电阻值为r ，所有电抗器的铭牌参数均一致。被试品电容值为C ，试验中被试品加压到U ，励磁变选用的高低压抽头电压变比为K ，励磁变视在功率S ，励磁变额定电压U o ，励磁变额定电流为I o ，被试品加压到U 时励磁变的损耗为P 损耗。 一．需计算量如下：

1.画出串联谐振时整个电路的基本电路图。

2.画出谐振时高压侧的向量图。

3.串联谐振频率f 的计算公式。 f=

LC

21

π（本题装置串联谐振频率f=LC 832

π） 4.串谐高压侧电路电流I 高压侧的计算公式，并且算出分配到单个电抗器的电

流，电压时多少？

I 高压侧=U jC f 2 π；谐振时：分配到单个电抗器电流L I =

LC

UC 6；

分配到单个电抗器电压L U =2

U -。 5.串谐低压侧电路电流I 低压侧的计算公式。

I 低压侧=U

jC f 2 **πK 6.电路品质因数Q （放大倍数）的计算公式。 Q=

wCR 1或R wL （本题装置串联谐振品质因数Q=C

232

r L

） 7.被试品或电抗器组合的无功功率Q 无功计算公式。

Q 无功=2U jC f 2 *π 或L 2233U

C f j8- *π （=L 32L,本题Q 无功= 3

L U

C f j16-2233 *π ）

8.串联谐振高压侧有功功率P 计算公式。

P=R 2222U C f 4

- *π （=R 32r 本题P=3

r U

C f 8-2222 *π）

9.串联谐振高压侧电路总功率P 总计算公式。

P 总=2U jC f 2 *πL 2233U

C f j8- *πR 2222U C f 4- *π 化简

P 总 = ()jCR f 2-CL f 4-1U jC f 22***πππ （=

L 32L ；=R 32r 本题P 总=⎪⎭

⎫ ⎝⎛***3jCr f 4-3CL f 8-1U jC f 22πππ ； 谐振时P 总=R 2

2

2

2U C f 4- *π=3

r U C f 8-2

222 *π）

10.励磁变输出高压U 输出，I 输出，P 输出计算公式。

I 输出=U

jC f 2 *π U 输出=U

jC f 2 *π（C

L R j f 21

j f 2*+*+ππ）

（=

L 32L ；=R 32r 本题U 输出=U

jC f 2 *π（C

j f 213jL f 43r 2*+*+ππ））

P 输出=()jCR f 2-CL f 4-1U jC f 22***πππ （=

L 32L ；=R 32r 本题P 输出=⎪⎭

⎫ ⎝⎛***3jCr f 4-3CL f 8-1U jC f 22πππ ）

二．简述：（电抗器组合方式不定，各设备参数不定。） 1.简述怎么确定电抗器组合方式？

答：根据被试品试验电压c U 及电抗器额定电压NL U 确定电抗器串联级数；再根据谐振时C L X X =，通过已知被试品电容C 计算出电抗电感L 的大小确定是否并联以及并联级数。（注：无法确切得被试品电容C 的值时，被试品电容可以依据

中华人民共和国电力行业标准-现场绝缘试验实施导则 DL474.4-92 中的交流耐压实验 表1作为参考）

2.简述怎么确定励磁变容量选择，励磁变高低压侧抽头选择？

答：首先根据被试品电容C ，试验电压c U ，计算出谐振回路电流 I

输出=c

U jC f 2 *π；对应电抗器组合方式可知谐振回路等效电阻R ，谐振时，P 输出=R 2222U C f 4- *π，U 输出=R U jC f 2 *π。选择的励磁变额定容量应大于P 输出，励磁变高低压侧抽头应选择额定电压大于U

输出，额定电流大于I 输出。 3.装置找不到谐振点频率f 的原因？ 答：根据 f=

LC

21

π，被试品电容过小（电感组合调至最大），谐振频率f

过大，超出变频范围；被试品电容过大（电感组合调至最小），谐振频率f 过小，

超出变频范围。

4.高压闪络电路跳闸的原因分析？

答：1.绝缘子表面淋雨，造成湿闪2.绝缘子表面脏污受潮，造成污闪。5.试验中，加压线上使用波纹管的原因？

答：高电压交流流过导线产生集肤效应，易发生电晕，电晕产生臭氧，造成功率损失，为较少电晕危害故使用波纹管。使用波纹管改善电场不均匀情况，抑制电晕。

6.找到谐振点之后，有时升压过程中，只升电流，而电压不升的原因分析？

答：被试品电容过大，选择串联电抗较小，回路等效电阻较小，合闸电压就已经形成大电流，升压过程中，只升电流，而电压上升缓慢表现为“不升”。串联谐振（电压谐振）只能放大电压。对与试验电压较低，考虑采用并联谐振（电流谐振）补偿电流，并联电抗补偿无功，放大电流。