并联谐振串联谐振概念机计算(6)

并联谐振串联谐振概念机计算

图中TV为电压互感器，Q为母线断路器断口，CL为并联电容，CB为母线对地电容。该电压互感器为油浸纸绝缘电磁式，由三只独立的单相互感器组成，接线方式为YO，yo，d接线。

3 分析

3．1 铁磁谐振

铁磁谐振仅发生于含有铁心电感的电路中。铁心电感的电感值随电压、电流的大小而变化，不是一个常数，所以铁磁谐振又称为非线性谐振。

图2为最简单的R、L、C串联铁磁谐振回路。假设在正常运行条件下，其初始状态是感抗大于容抗，即ωL＞ωC，此时不具备谐振条件。当铁心两端电压有所升高时，或电感线圈中出现涌流时，就有可能使铁心饱和，其感抗随之减少，或者容抗增大，使ωL=1/ω满足于串联谐振条件并发生谐振，在电感和电容两端形成过电压，这种现象称之为铁磁谐振现象。

因为谐振回路中电感不是常数，故回路没有固定的自振频率。当谐振频率Fo为工频(50Hz)时，回路的谐振称为基波谐振；当ω。为工频的整数倍(如3倍、5倍等)时，回路的谐振称为高次谐波谐振：同样的回路中也可能出现谐振频率为分数(如1/3次、1/5次等)的谐振，称为分次谐波谐振。因此，具有各种谐波谐振的可能性是铁磁谐振的重要特点，这是线性谐振所没有的。

3．2 铁磁谐振产生的物理过程

以基波谐振为例，图3画出了铁心电感和电容上的电压随电流变化的曲线，电压ULUC和电流都用有效值表示。显然UC=1/ωC应为一根直线。对于铁心电感，在铁心未饱和前，UL基本是一根直线(见图3的UL起始部分)，它具有未饱和前的电感值，Jo，当铁心饱和后电感值减小，UL不再是直线。正常运行条件下，铁心电感的感抗大于容抗，这是产生铁磁谐振的必要条件，而不是充分条件。只有满足串联谐振条件时，UL和UC的伏安持性曲线才有可能相交。从物理意义上可理解为：当满足以上条件时，电感未饱和时电路的自振荡频率低于电源频率，而随着铁心的饱和。铁心线圈中的电流增加，电感值下降，使得在某一电流值下，回路的自振荡频率正好等于或接近电源频率，见图3中两伏安特性曲线的交点。 若忽略回路中的电阻，则回路中L、C上的压降之和应与电源电势相平衡。即E=UL＋UC，由于UL与UC相位相反，故此平衡方程式变为E=ΔU，而ΔU=|UL-UUC|。图3中也画出了ΔU的曲线。从图中可看到AU曲线与E在a1、a2、a3、点相交，三点部满足电压平衡条件E=ΔU，称之为平衡点。其物理概念是：平衡点满足电压平衡条件，但不一定满足稳定条件，而不满足稳定条件的点是不能成为实际的工作点。通常可用“小扰动”来考查平衡点是否稳定，即假定有一小扰动使回路状态离开平衡点，看回路是否能自动的回到平衡点，若能回到平衡点，则说明此工作点是稳定的：否则此工作点是不稳定的，不能成为回路的实际工作

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