串联谐振串联补偿装置的分类

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论串联谐振与并联谐振区别

论串联谐振与并联谐振区别在电阻、电容、电感串联电路中，出现电源、电压、电流同相位现象、叫做串联谐振，其特点是：电路呈纯电阻性，电源、电压和电流同相位，电抗X等于O，抗阻Z等于电阻R。

此时电路的阻抗最小，电流最大，在电感和电容上可能产生比电源电压大很多倍的高电压，因此串联谐振也称为电压谐振。

谐振电压与原电压叠加，并联谐振：在电阻、电容、电感并联电路中，出现电路端电压和总电流同相位的现象，叫做并联谐振，其特点是：并联谐振时一种完全的补偿，电源无需提供无功功率，只提供电阻所需要的有功功率，谐振时，电路的总电流最小，而支路电流往往大于电路中的总电流，因此，并联谐振也叫电流谐振。

串联谐振和并联谐振区别一1. 从负载谐振方式划分，可以为并联逆变器和串联逆变器两大类型，下面列出串联逆变器和并联逆变器的主要技术特点及其比较：串联逆变器和并联逆变器的差别，源于它们所用的振荡电路不同，前者是用L、R和C串联，后者是L、R和C并联。

（1）串联逆变器的负载电路对电源呈现低阻抗，要求由电压源供电。

因此，经整流和滤波的直流电源末端，必须并接大的滤波电容器。

当逆变失败时，浪涌电流大，保护困难。

并联逆变器的负载电路对电源呈现高阻抗，要求由电流源供电，需在直流电源末端串接大电抗器。

但在逆变失败时，由于电流受大电抗限制，冲击不大，较易保护。

串联谐振和并联谐振区别二（2）串联逆变器的输入电压恒定，输出电压为矩形波，输出电流近似正弦波，换流是在晶闸管上电流过零以后进行，因而电流总是超前电压一φ角。

并联逆变器的输入电流恒定，输出电压近似正弦波，输出电流为矩形波，换流是在谐振电容器上电压过零以前进行，负载电流也总是越前于电压一φ角。

这就是说，两者都是工作在容性负载状态。

（3）串联逆变器是恒压源供电，为避免逆变器的上、下桥臂晶闸管同时导通，造成电源短路，换流时，必须保证先关断，后开通。

即应有一段时间(t )使所有晶闸管（其它电力电子器件）都处于关断状态。

串联谐振电抗器全分类讲解

串联谐振电抗器全分类讲解串联谐振电抗器也叫电感器，一个导体通电时就会在其所占据的一定空间范围产生磁场，所以所有能载流的电导体都有一般意义上的感性。

然而通电长直导体的电感较小，所产生的磁场不强，因此实际的电抗器是导线绕成螺线管形式，称空心电抗器；有时为了让这只螺线管具有更大的电感，便在螺线管中插入铁心，称铁心电抗器。

电抗分为感抗和容抗，比较科学的归类是感抗器（电感器）和容抗器（电容器）统称为电抗器，然而由于过去先有了电感器，并且被称为电抗器，所以现在人们所说的电容器就是容抗器，而电抗器专指电感器。

一、电抗器的作用串联谐振电抗器的接分串联和并联两种方式。

串联电抗器通常起限流作用，并联电抗器经常用于无功补偿。

串联电抗器主要用来限制短路电流，在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。

220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。

可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。

超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能，主要包括:1、轻空载或轻负荷线路上的电容效应，以降低工频暂态过电压;2、改善长输电线路上的电压分布;3、使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡，防止无功功率不合理流动同时也减轻了线路上的功率损失;4、在大机组与系统并列时降低高压母线上工频稳态电压，便于发电机同期并列;5、防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象;6、当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时，还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容，以加速潜供电流自动熄灭，便于采用。

二、电抗器的分类按结构及冷却介质、按接法、按功能、按用途进行分类。

1、按结构及冷却介质：分为空心式、铁心式、干式、油浸式等，例如：干式空心电抗器、干式铁心电抗器、油浸铁心电抗器、油浸空心电抗器、夹持式干式空心电抗器、绕包式干式空心电抗器、水泥电抗器等。

2、按接法：分为并联电抗器和串联电抗器。

3、按功能：分为限流和补偿。

变电所补偿电容器串联电抗器时发生谐振的探讨

ｃｌｒｃａａｚｄＴｅ［２ｑ１￥ｐｅｅｔｎｏｅｒｓｌＴＰｗｒｒｓｎｄＴｅｐｒｓｉｅ｝ｍｎｃａｐｃｔｗ＠ｓｎｌｅｈ／ａＩｒｖｎｉｆｈ￣ｏｌｉｅｐｅｅｔｈｅｍｉｂｍｒｏｉｙＲ．￣ｑ１ｏｔｆｃａｅｅｓｌ
＿、，几一一｛ｖ偿电窖
ｌ引言
在民用建筑中，调、空风机、泵等变频调速水装置，ＰＵＳ电源、急电源、流电源柜等整流装应直置，以及日光灯电子镇流器等，是非线性负载．都产生高次谐波，电网有污染同时，电系统为对配
， — 某次谐波电流（ — Ａ） Ⅳ ——谐波次数
（）流入电容器的谐渡电流３
根据图１出等效电路如图２示，中：绘所图
作者蒋晓红男１６９８年生．９０年四川大学Ｊ工程帅１９．
４４一
维普资讯
ＡｂｔａｔＴｈ￣ｏａｔｅｃｕｅｖｃｐｃｔｒｃｍｐｎａｉｎｗｔｅｉｓｒａｔｒｉｔｅｐｗｒｓｂｔｔｎｆｒｐａｔｓｒｃ：ｅｌｓｎｙａｓｄｈａａｉＪｏｅｓｔｉｓｒｅｃｏｈｏｅｕｓａｉｏｒｅｌｃ￣ｏｈｅｎｏ —
图１高改谐波谅及补偿电存器接在同一低压母线
式中 —— 高次谐波次数
— —
整流脉冲次数。单相桥式为４，三相桥式为６
ｎ —— １２ …… ，，，正整数

LLC串联谐振全桥DCDC变换器的研究移相全桥和LLC区别

II
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名：日期：年月日
保密□ ，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。
（请在以上方框内打“√” ）
学位论文作者签名：日期：年月日
指导教师签名：日期：年月日
1 绪论
1.1 电力电子技术的概况
电力电子技术是电工技术的分支之一，应用电力电子器件和以计算机为代表的控制技术对电能特别是大的电功率进行处理和变换是电力电子技术的主要内容[1][2]。在现代工业、交通、国防、生活等领域中，除变比固定的交流变压器以外，大量需要其他各种类型的电力变换装置和变换系统，将一种频率、电压、波形的电能变换为另一种频率、电压、波形的电能，使用电设备处于各自理想的最佳工作情况，或满足用电负载的特殊工作情况要求，以获得最大的技术经济效益。经过变换处理后再供用户使用的电能占全国总发电量的百分比值的高低，已成为衡量一个国家技术进步的主要标志之一。2000年末，美国发电站生产的40%以上的电能都是经变换或处理后再提供负载使用，预计到21世纪二、三十年代，美国发电站生产的全部电能都将经变换或处理后再供负载使用。当今世界环境保护问题日益严重，广泛采用电力电子技术后，可以节省大量的电力，这就可以节约大量资源和一次能源，从而改善人类的生活环境。此外，如果在电力系统的适当位置设置电力变换器或电力补偿器，能显著改善电力系统的运行特性。

电力系统补偿装置分类

电力系统补偿装置分类电力系统补偿装置主要用于对系统中的电参数进行调节和优化，以提高电力系统的稳定性和效率。

根据其工作原理和应用场景，电力系统补偿装置可以分为以下几类：1.静态补偿装置：主要通过连接电容器、电感器等静态元件来实现对系统电参数的调节。

它主要包括无功补偿、降压补偿、升压补偿、无功-有功转换等补偿方式。

静态补偿装置具有体积小、响应速度快、精度高等优点，但无法对频率变化、电压突变等问题进行补偿。

2.动态补偿装置：通过控制电子器件，如IGBT、PWM等，实现对电气系统电参数的精确调节。

主要包括交流传输线的串补偿、交流传输线的并补偿、直流输电线的电压稳定、电力系统稳定控制等技术。

动态补偿装置可以在毫秒级别内进行精确的响应和调节，有效解决电力系统中频率变化、电压波动等问题。

3.谐波补偿装置：通过连接电容、电感等被动元件，或使用谐波滤波器等主动元件，来消除电气系统中的谐波干扰。

谐波补偿装置主要用于电气系统中的非线性负载，如电炉、变频器等设备，能够有效地消除谐波干扰，避免对其他设备的影响。

4.电力质量调节装置：通过对电气系统中的有害电参数进行监测，在出现问题时通过控制电气元件来进行调节，从而实现对电气系统的优化。

主要包括电压调节器、电流平衡器、电能质量综合控制器等。

能够实现对电气系统电流、电压、功率等参数进行准确监测和调节，有效提升电力系统的稳定性和可靠性。

此外，还有一些特定的补偿装置，如无功并联补偿器，主要通过并联电容器来提供无功电流，以提高电网的功率因数，具有调节范围广、响应速度快、无噪音等优点。

以及串联补偿器，一般采用电抗器或电容器串联在负载电路上，以减小谐波、降低谐波压缩比等作用，主要用于短线路和电力负载变化大的场合。

在实际应用中，需要根据电力系统的实际情况和需求选择合适的补偿装置。

谐振

2、并联谐振
发生在线圈和电容并联电路中的谐振称为并联电路的总电流等于线圈电流的有功分量，电路呈阻性。并联谐振时电路呈高阻抗这一特点被用来并联谐振的特点：消除某种谐波。 ①总电流达到最小值。当线圈电阻可以忽略时，总电流接近于零，电路阻抗接近等于无限大。
1、串联谐振
发生在RLC串联电路中的谐振称为串联谐振。当电路中的感抗XL等于容抗XC时，电压和电流的相位差ψ＝ 0o，电压和电流同相位，功率因数等于1，此时电路发生谐振。因而发生串联谐振的条件是 ωL＝1／ ωC 在电力系统中要避免无线电和电讯工程常发生串联谐振，以免出利用串联谐振谐振时的特点：现过大电压损坏线圈、使微弱信号放大电容器和其他设备。 ①电路的阻抗Z＝R，为一纯电阻，且达到最小值，在电源电压不变的情况下，电流达到最大值，其值为I＝U/R ②电感电压和电容电压相等 UL＝UC＝IXL＝IXC＝UXL／R＝UXC／R 如果XC＝XL≥R，则UL＝UC≥U ，所以串联谐振也叫电压谐振。
②线圈支路和电容支路的电流可能比总电流大许多倍。因此，并联谐振也称电流谐振。
3、铁磁谐振
电压互感器铁磁谐振常发生在中性点不接地系统中。谐振常受到的激发原因有两种：一是电源对只带电压互感器的空母线突然合闸；二是发生单相接地。谐振的后果：电压互感器会出现很大的励磁涌流，使电压互感器一次电流增大十几倍，诱发电压互感器过电压。谐波本身可能是基波、分频或者是高频谐振现象：电压互感器发生基波谐振的现象是：两相对地电压升高，一相降低，或者是两相对地电压降低，一相升高。电压互感器发生分频谐振的现象是：三相电压同时或依次轮流升高，电压表指针在同范围内低频（每秒1次左右）摆动。谐振时其线电压不变
机组培训系列

串联静止补偿器：GCSC、TSSC、TCSC和SSSC(1)

1 串联补偿目的：阻尼功率振荡
补偿措施反作用于受扰发电机的加速、减速摆动就可阻尼功率振荡。即当dδ/dt>0时，增加输电功率以补偿额外的机械输入功率；反之，当dδ/dt<0 时，减小输电功率以平衡不足的机械输入功率；
额定功角δ0，额定功率P0，串补系数k。当dδ/dt>0时，k最大；当 dδ/dt<0时，k为0；Bang－Bang控制方式，适合于阻尼剧烈振荡；当阻尼轻微功率振荡时，可连续调节k，效果更好。
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2 变阻抗型串联补偿器：TSSC（直流偏置）
TSSC电流过0时自然关断，电容电压半周波内从0开始上升至最大，又经半周波下降到0，存在直流偏置分量，为减小浪涌电流，必须在电容电压过0时才可旁路电容器，开通延时为1个周波； TSSC通过插入、旁路电容能控制串联补偿程度，但不能改变串联电容补偿的自然特性，有导致SSR的危险，在需要补偿程度较高、有SSR危险的场合，纯TSSC不能用，但可用于要求响应速度适中的潮流控制和 19 功率振荡阻尼场合。
2 变阻抗型串联补偿器：TCSC（基本思想）
1986年Vithayathil提出TCSC 电网阻抗快速调节方法；串联补偿电容与TCR并联；实际常用多个TCSC串联；感抗远小于容抗时，TCSC可运行于TSSC投切模式；
X C X L X TCSC X C X L
i t I cos t
1 t I vC t i t dt sin t sin C C
2 变阻抗型串联补偿器：GCSC（基波电压）
GCSC与TCR 有诸多对偶关系；电容、电抗，串联、并联，电压、电流，关断、开通，导纳、阻抗，…；

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串联谐振串联补偿装置的分类
在输电线路上采用串联补偿装置( 以下简称“串补装置”)来提高系统的稳定输送容量，改善线路电器参数，实现2条线路输送3 条线路的功率，既提高了传输功率又节省了投资。

串补用的电容器通常有2种：外熔丝电容器及内熔丝电容器。

外熔丝电容器是熔丝装置安装在电容器单元的外部。

IEC标准规定外熔丝的熔断电流应是所保护的电容器额定电流的1.43倍以上，一般取1.5倍。

变频串联谐振耐压试验装置，作为串补用的电容器还需要考虑电容器组两端短路放电时熔丝不被熔断，否则在系统发生故障而串补电容器组退出运行时，旁路间隙或分路开关旁路电容器组时会使电容器组的外熔丝动作。

内熔丝电容器是每相电容器组由320台电容器单元组成。

变频串联谐振耐压试验装置，该电容器是油浸全膜电容器，实际设计的电场强度为170V/um。

电容器组的保护水平为2.3pu，保护电压为230。

熔丝熔断对电容器元件的影响
由于电容器单元的熔丝被熔断后的恢复电压较高，熔丝的制造相对比较困难。

采用内熔丝的电容器的熔丝安装在电容器的内部，每个电容器元件都有相应的熔丝。

当某个电容器元件发生故障时，只是该电容器元件的熔丝熔断，切除该电容器元件。

故障电容器元件被切除后，该电容器单元仍然可以正常运行。

变频串联谐振耐压试验装置，损失的电容器容量较小，按电容器组设计例子，电容器单元只损失1/52 的容量。

运行经验表明，内熔丝电容器单元中单个元件的损坏，不会进一步扩大元件的故障。

这是因为元件的额定电流较小，熔丝被熔断时的恢复电压较低，熔丝动作速度相对较快，熔断的副产物不多，不会对单元中其他元件的运行造成危害.采用内熔丝电容器组的主要缺点：A.内熔丝不保护电容器单元的端子与其外壳之间的故障，若发生这类故障，就需要靠电容器组不平衡保护来旁通电容器组。

实际的经验表明这类故障发生的概率是非常低的。

B.电容器元件或电容器单元发生故障时，不能直观到，必须用专用的仪器定期进行测量才能发现。

由于元件的故障是随机分布在各个电容器单元中，因此该电容器元件的故障概率非常低。

通过500KV安装串联补偿装置的运行实践，实现了提高长线路的稳定输送容量，改善了并联线路之间的负荷分配，降低了线路损耗，有效地提高了电压质量。

变频串联谐振耐压试验装置，对这套串联补偿装置实现了有效的操作与控制，它的使用具有明显的经济效益和社会效益。

但是由于超高压线路使用串联补偿装置为数不多，运行经验、检修经验不成熟，因此若装置中选择带部分可控串联补偿方式，对系统发生故障后消除振荡更为有益。