谐振的几种类型
电力系统谐振过电压分析 叶强

电力系统谐振过电压分析叶强摘要:过电压一旦产生,往往造成电气设备的损坏和大面积的停电事故。
多年来电力生产运行的记载和事故分析表明,中低压电网中过电压事故大多数都是由谐振现象所引起的。
由于谐振过电压作用时间较长,引起谐振现象的原因又很多,因此在选择保护措施方面造成很大的困难。
因此,本文对电力系统谐振过电压进行了分析。
关键词:谐振过电压;产生原因;分类一、产生谐振过电压的原因目前,我国配电网,大部分仍采用中性点不接地方式运行,其中有少部分采用老式的消弧(消谐)线圈接地。
从电网的运行实践证明,中性点不接地系统中一方面由于电压互感器铁心饱和引起的铁磁谐振过电压比较多,尽管采取不少限制谐振过电压的措施,如:消谐灯、消谐器、TV高压中性点增设电阻或单只TV 等,但始终没有从根本上得到解决,TV烧毁、熔丝熔断仍不断发生;另一方面由于中性点不接地运行方式的主要特点是单相接地后,允许维持一定时间,一般为2h不致引起用户断电,但随着中低压电网的扩大,出线回路数增多、线路增长,中低压电网对地电容电流易大幅度增加,单相接地时接地电弧不能自动熄火必然产生电弧过电压,一般为3~5倍相电压甚至更高,致使电网中绝缘薄弱的地方放电击穿,并会发展为相间短路造成设备损坏和停电事故。
而采用老式消弧线圈接地方式的系统由于结构的限制,只能运行在过补偿状态,不能处在全补偿状态,所以脱谐度整定得比较大,约在20%~30%,对弧光过电压无抑制效果。
并需要手动调节分接头,然而此时却不能随电网,对地电容电流的变化及时将电压调整到最佳的工作位置,影响功能发挥,也不适应电网无人值班变电所的需要。
二、电力系统谐振过电压的分类电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路,在一定的能源作用下,会产生串联谐振现象,导致系统某些元件出现严重的过电压,这一现象叫电力系统谐振过电压。
谐振过电压分为以下几种。
2.1线性谐振过电压谐振回路由不带铁芯的电感元件(如输电线路的电感,变压器的漏感)或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件(如消弧线圈)和系统中的电容元件所组成。
光学谐振腔的模式

空间模式匹配
通过调整入射光场与谐振腔本征模式的空 间分布和频率,使得光场能量能够高效地 耦合进谐振腔,进而实现模式匹配。
通过调整入射光场的波前形状,使其与谐 振腔的模式空间分布相匹配。
频率模式匹配
相位模式匹配
通过调谐入射光场的频率,使其与谐振腔 的共振频率相一致。
通过控制入射光场的相位分布,实现与谐 振腔模式的相位匹配。
色散特性
不同模式在谐振腔内的色散特性不同。基模的色散较小,而高阶模的色散较大。 这是因为高阶模在谐振腔内的光程更长,导致光波在传播过程中的相位延迟更 大。
稳定性及调谐范围比较
稳定性
基模在谐振腔内的稳定性较高,而高阶模的稳定性较低。这 是因为高阶模容易受到腔内扰动(如热效应、机械振动等) 的影响,导致模式跳变或失稳。
实现特定波长输出
通过选择特定的光学材料和结构,可以设计出具 有特定波长输出的光学谐振腔,满足不同应用需 求。
非线性光学现象研究应用
频率转换
利用非线性光学效应,可以实现 激光频率的转换,获得不同波长 的激光输出,扩展了激光器的应 用范围。
光参量振荡
在光学谐振腔中引入非线性介质, 可以实现光参量振荡,产生宽带 可调谐的相干光输出,应用于光 谱分析等领域。
优化入射光场设计
通过精确控制入射光场的空间分布、频率和相位,提高模式匹配精度。
采用自适应光学技术
利用自适应光学元件(如变形镜、空间光调制器等)实时调整入射光 场,以补偿由于环境扰动或系统误差引起的模式失配。
控制非线性效应
通过降低入射光功率密度、优化谐振腔设计等方式,减小非线性效应 对模式匹配的影响。
作用
谐振腔是激光器、光放大器、光调制 器等光学器件的核心组成部分,对于 提高器件性能、优化光束质量、实现 特定功能等具有重要意义。
现代激光应用技术知识第三章激光谐振腔与模式

04
功率计
频谱分析仪
05
用于产生激光,常用的有固体激光器、气体激光器和半导体 激光器等。 用于反射激光,形成谐振腔,通常使用高反射率的反射镜。
用于测量激光的光束质量,包括光束直径、发散角等参数。
用于测量激光的功率。
用于测量激光的频率和线宽。
实验步骤与方法
1. 准备实验设备与器材,搭建实验装置。
03
激光谐振腔的设计与优化
谐振腔的设计原则与步骤
高效输出
谐振腔应能将尽可能多的光束限制在 激光介质中,以提高光束输出效率。
单模输出
为了获得高相干性和高光束质量,谐 振腔应能实现单模工作。
谐振腔的设计原则与步骤
• 稳定性:谐振腔应具有足够的稳定性,以抵抗外部扰动和内部热效应。
谐振腔的设计原则与步骤
反射镜间距
合适的反射镜间距可以控制谐 振腔的长度,进而影响输出波 长和模式质量。
反射镜曲率
通过调整反射镜的曲率,可以 改变光束在谐振腔内的反射路 径,进而影响输出光束的形状 和大小。
光束截面形状
优化光束截面形状可以提高光 束质量和减少热效应,例如使 用圆形或矩形截面。
谐振腔的稳定性分析
热效应
激光工作过程中产生的热量会导致光束漂移和折 射率变化,进而影响谐振腔的稳定性。
结论
根据实验结果,可以得出激光谐振腔的性能参数 和应用范围,为后续的激光应用提供参考和依据 。
05
激光谐振腔的应用与发展趋势
激光谐振腔的应用领域
通信与光通信
激光谐振腔在光纤通信中作为信号源,实现高速、大容量、长距离的 通信。
工业制造
激光谐振腔用于激光切割、焊接、打标等工业制造领域,提高加工精 度和效率。
RLC串联谐振的频率与计算公式

RLC串联谐振的频率与计算公式RLC串联谐振是指在电路中,电感、电容、电阻依次串联连接,产生共振现象的一种电路类型。
在串联谐振电路中,电感、电容、电阻的三个元件相互耦合,相互作用。
当谐振电路得到外加电源的激励时,由于电容器和电感器相互储存和释放能量的特性,电路中的能量在电容和电感之间进行交换。
当电容和电感器中储存的能量达到最大时,电路达到谐振状态。
在谐振状态下,电路中的阻抗最小,电流和电压振幅达到最大值,电路中的能量也达到最大。
1.电感的自谐振频率ω0:电感的自谐振频率是指在没有电容和电阻的情况下,电感本身的固有频率。
它可以通过电感器的电感值L计算得到,表达式如下:ω0=1/√(LC)其中,ω0为电感的自谐振频率,L为电感器的电感值,C为电容器的电容值。
2.电感和电容串联后的谐振频率ω:在串联谐振电路中,电感和电容器是串联连接的,它们的串联等效电容为Ceq,可以通过以下公式计算得到:Ceq = 1 / (1 / C + ω^2L)其中,Ceq为电感和电容的串联等效电容,C为电容器的电容值,L为电感器的电感值,ω为电路的振荡频率,可以通过以下公式得到:ω = 1 / √(L(Ceq - C))3.总电阻下的谐振频率:在实际电路中,会有一定的电阻存在,对电路产生一定的阻碍作用。
因此,在计算谐振频率时,需要考虑电阻的影响。
根据串联谐振电路的特性,可以使用下面的公式计算总电阻下的谐振频率:ω=1/√(LC-R^2/4L^2)其中,ω为电路的振荡频率,L为电感器的电感值,C为电容器的电容值,R为电阻器的电阻值。
4.响应振幅及相移:在串联谐振电路中,电压和电流的相位差及振幅也是非常重要的参数。
在电压与电流相位差为0并且振幅最大时,电路达到谐振状态。
在谐振频率下,电路响应的振幅可以通过以下公式计算得到:VR=I*R其中,VR为电压振幅,I为电流振幅,R为电阻的电阻值。
此外,电压相位差可以通过以下公式计算得到:θ = arctan((1 / ωC - ωL) / R)总的来说,RLC串联谐振的频率与计算公式主要包括电感的自谐振频率、电感和电容串联后的谐振频率、总电阻下的谐振频率,以及电压响应振幅及相位差。
§11-1简谐振动概述

A/2
0.26m / s
太原理工大学物理系
(3)如果物体在x = 0.05m处时速度不等于零, 而是 具有向右的初速度v0= 0.30m/s, 求其运动方程.
解:设 x = A cos( 6 t + 0)
2 因x0=0.05m , v0=0.3m/s A x0 2 v0 2
2.运动学方程 解微分方程可得
x A cos(t 0 )
简谐振动运动学方程
太原理工大学物理系
简谐振动的三个特征量:振幅、频率、相位
振幅 物体离开平衡位置的最大位移的绝对值 A, 由初始条件决定.
圆频率
频率 周期
k m
系统的周期性
固有的性质 称固有频率
2π
T 1
相位
由旋转矢量图知0=0 o
A x
2 v0 2
所以运动方程为: x 0.05 cos(6t )
太原理工大学物理系
(SI)
(2)求物体从初位置运动到第一次经过A/2处时的速率;
解:x=A/2时,速度方向为x轴负方向 由旋转矢量图知 相位
t
3
3
o
t时刻
A
/3
A t=0时刻
v A sin t 6.0 0.05 sin
由图看出:速度超前位移
A
A
2
A
加速度超前速度
π 2
太原理工大学物理系
(3) 计算时间简便:用熟悉的圆周运动代替三角 函数的运算。
例1 质量为m的质点和劲度系数为k的弹簧组成 的弹簧谐振子,t = 0时,质点过平衡位置且向正 方向运动。求物体运动到负二分之一振幅处所用 的最短时间。
准谐振原理

准谐振原理1. 引言准谐振是一种特殊的振动现象,它在某些条件下可以产生非常大的振幅,而且能够维持较长时间。
准谐振广泛应用于各种领域,包括电子工程、机械工程、物理学等。
本文将详细解释与准谐振原理相关的基本原理,并确保解释清楚、易于理解。
2. 基本概念在深入讨论准谐振原理之前,我们需要了解一些基本概念。
2.1 振动振动是物体周期性地沿某个方向来回运动。
在一个完整的周期内,物体会经历从最大位移到最小位移再到最大位移的过程。
2.2 谐振当一个系统受到外力作用时,如果该系统的固有频率与外力频率接近或相同,系统就会发生共振现象,这种现象被称为谐振。
在谐振状态下,系统的能量转化效率最高。
2.3 准谐振准谐振是指当一个系统受到外力作用时,在外力频率接近或相同于系统固有频率的情况下,系统能够产生非常大的振幅,并能够持续一段时间。
准谐振是一种特殊的谐振现象。
3. 准谐振原理准谐振原理是指当一个系统受到外力作用时,在外力频率接近或相同于系统固有频率的情况下,系统能够发生共振现象,并产生非常大的振幅。
准谐振原理涉及到以下几个重要概念:固有频率、阻尼、共振曲线。
3.1 固有频率固有频率是指一个系统在没有外力作用下自然发生的频率。
对于一个简单的弹簧质点振动系统,其固有频率可以通过以下公式计算:f0=12π√km其中,f0为固有频率,k为弹簧的劲度系数,m为质点的质量。
阻尼是指一个系统在受到外力作用后,由于存在摩擦或其他形式的耗散而导致能量逐渐损失。
阻尼可以分为三种类型:无阻尼、欠阻尼和过阻尼。
•无阻尼:系统在没有能量损失的情况下进行振动,振幅一直保持不变。
•欠阻尼:系统在受到外力作用后,振幅会逐渐减小,但仍能维持一段时间。
•过阻尼:系统在受到外力作用后,振幅会逐渐减小,并且很快趋于零。
3.3 共振曲线共振曲线是指当一个系统受到外力作用时,系统的振幅随着外力频率的变化而变化的曲线。
共振曲线通常呈现出一个峰值,在峰值处系统达到最大的振幅。
串联谐振src工作原理-概述说明以及解释

串联谐振src工作原理-概述说明以及解释1.引言引言部分是文章的开篇,主要用来介绍文章的背景和主题。
在撰写引言部分时,可以简要介绍串联谐振(src)的概念和重要性,概括说明本文的结构和目的。
下面是1.1 概述部分的内容建议:引言部分旨在介绍串联谐振(src)以及本文的研究内容。
串联谐振(src)是一种重要的电路结构,在许多电子设备和通信系统中都得到了广泛的应用。
通过合理设计和调节电路参数,可以实现电路的谐振效应,达到信号放大或滤波等功能。
本文将重点探讨串联谐振(src)的工作原理和在电路中的应用,以及对其优势和局限性进行分析。
同时,也将探讨未来串联谐振(src)的发展方向。
通过本文的深入解析,读者将能更加全面地了解串联谐振(src)的重要性和作用,为相关领域的研究和实践提供参考和启示。
1.2文章结构文章结构部分的内容应该包括本文的详细组织安排,可以写成以下内容:"1.2 文章结构本文主要分为三个部分进行探讨,分别是引言、正文和结论。
在引言部分中,将对串联谐振(src)的概念进行简要介绍,概述文章的主要内容和目的。
接着,在正文部分中,将详细阐述src的工作原理,包括其原理和特点,以及在电路中的应用情况。
最后,在结论部分中,将对src的重要性进行总结,分析其优势和局限性,以及展望未来src的发展方向。
通过以上三个部分的阐述,读者将能够全面了解串联谐振src工作原理的相关知识,为进一步深入研究和应用提供参考和指导。
"1.3 目的本文的目的是为读者介绍串联谐振(src)的工作原理及其在电路中的应用。
通过深入了解src的概念和工作原理,读者可以更加全面地理解这种谐振电路在电子领域中的重要性和实际应用。
此外,本文还将探讨src的优势和局限性,以及对未来src发展方向的展望,帮助读者更好地了解和应用这一领域的技术,促进电子领域的发展和进步。
愿通过本文的介绍,读者能够对src的工作原理和应用有一个清晰的认识,为他们进一步学习和研究电子领域提供一定的帮助。
谐振器

晶体谐振器与振荡器晶体谐振器在RLC振荡电路中的主要作用就是滤波,晶振一般采用如图1a的电容三端式(考毕兹) 交流等效振荡电路;实际的晶振交流等效电路如图1b,其中Cv是用来调节振荡频率,一般用变容二极管加上不同的反偏电压来实现,这也是压控作用的机理;把晶体的等效电路代替晶体后如图1c。
其中Co,C1,L1,RR是晶体的等效电路。
分析整个振荡槽路可知,利用Cv来改变频率是有限的:决定振荡频率的整个槽路电容C=Cbe,Cce,Cv三个电容串联后和Co并联再和C1串联。
可以看出:C1越小,Co越大,Cv变化时对整个槽路电容的作用就越小。
因而能“压控”的频率范围也越小。
实际上,由于C1很小(1E-15量级),Co不能忽略(1E-12量级,几PF)。
所以,Cv变大时,降低槽路频率的作用越来越小,Cv变小时,升高槽路频率的作用却越来越大。
这一方面引起压控特性的非线性,压控范围越大,非线性就越厉害;另一方面,分给振荡的反馈电压(Cbe上的电压)却越来越小,最后导致停振。
采用泛音次数越高的晶振,其等效电容C1就越小;因此频率的变化范围也就越小。
晶振的指标总频差:在规定的时间内,由于规定的工作和非工作参数全部组合而引起的晶体振荡器频率与给定标称频率的最大偏差。
说明:总频差包括频率温度稳定度、频率老化率造成的偏差、频率电压特性和频率负载特性等共同造成的最大频差。
一般只在对短期频率稳定度关心,而对其他频率稳定度指标不严格要求的场合采用。
例如:精密制导雷达。
频率稳定度:任何晶振,频率不稳定是绝对的,程度不同而已。
一个晶振的输出频率随时间变化的曲线如图2。
图中表现出频率不稳定的三种因素:老化、飘移和短稳。
图2 晶振输出频率随时间变化的示意图曲线1是用0.1秒测量一次的情况,表现了晶振的短稳;曲线3是用100秒测量一次的情况,表现了晶振的漂移;曲线4 是用1天一次测量的情况。
表现了晶振的老化。
频率温度稳定度:在标称电源和负载下,工作在规定温度范围内的不带隐含基准温度或带隐含基准温度的最大允许频偏。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
谐振的几种类型 电力系统中的电容和电阻元件,一般可认为是线性参数。可是电感元件则不然。由于振荡回路中包含不同特性的电感元件,谐振将有三种不同的类型。 (1)、线性谐振 谐振回路由不带铁芯的电感元件(如输电线路的电感、变压器的漏感)或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件(如消弧线圈,其铁芯中有气隙)和系统中的电容元件所组成。在正弦电源作用下,当系统自振频率与电源频率相等或接近时,可能产生线性谐振。 (2)、铁磁谐振 谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载变压器、电压互感器)和系统中的电容元件组成。受铁芯饱和的影响,铁芯电感元件的电感参数是非线性的,这种含有非线性电感元件的回路,在满足一定谐振条件时,会产生铁磁谐振。 (3)、参数谐振 谐振回路由电感参数作周期性变化的电感元件(如凸极发电机的同步电抗在Xd-Xq间周期变化)和系统电容元件(如空载线路)组成。当参数配合恰当时,通过电感的周期性变化,不断向谐振系统输送能量,将会造成参数谐振。 什么是谐振过电压 因系统的电感、电容参数配合不当,出现的各种持续时间很长的谐振现象及其电压升高,称为谐振过电压。常见的有线性谐振过电压、铁磁谐振过电压、参数谐振过电压等。 什么是操作过电压 因操作或故障引起的暂态电压升高,称为操作过电压,常见的有电弧接地过电压、空载变压器分闸过电压、空载线路分闸过电压、空载线路合闸过电压、解列过电压等。 铁磁谐振的特点 (1)、产生铁磁谐振的必要条件是铁心电感的起始值和电感两端的等效电容组成的自振频率必须小于并接近于谐振频率。 (2)、回路参数平滑地变化时,谐振电压、电流会产生跃变。 (3)、谐振时产生反倾现象,即谐振后电感上的电压降由原来与电源电势相同变为相反,电容上的电压降由原来与电源电势反向变为同向。 (4)、谐振频率必须是由电源频率基波和它的简单分数倍分率或整数倍高频。 (5)、谐振后可自保持在一种稳定状态。 (6)、谐振一般在经受到足够强烈的扰动时外激产生,在一定条件下也可以自激产生。
配电网综合消谐措施的探讨 配电网中由于电磁式电压互感器(TV)饱和引起的铁磁谐振过电压时有发生。近年来,电网中应用了多种新型消谐装置,这些装置因作用机理不同而各有所长,也各有局限性,因此对这些新型消谐装置进行分析和优化配置,即采取综合 消谐措施以便达到最佳保护效果十分必要。 1 常用消谐装置的特点 1.1 微机消谐装置 微机消谐装置也称二次消谐器,被安装在TV的开口三角绕组上。正常运行或者发生单相接地故障时装置不动作,而一旦判断电网发生铁磁谐振时,便会使正反并联在开口三角两端的2只晶闸管交替过零触发导通以限制和阻尼铁磁谐振,当谐振消除后晶闸管自行截止,必要时可以重复动作。装置起动消谐期间,晶闸管全导通,呈低阻态,电阻为几mΩ至几十mΩ。如此小的电阻值足以阻尼高频、基频及分频3种谐振,而且对整个电网有效,即一个系统中只需选择1台互感器安装消谐装置即可。 微机消谐装置的主要缺点是难以正确区分基波谐振和单相接地。目前,对基波谐振和单相接地故障判据的主要区别在于零序电压U0的高低。通常,基频谐振定为当U0≥150 V时;当30 V≤U0<145 V时定为单相接地故障。为了防止在单相接地时由于装置误动使TV长时间过负荷而烧毁的情况发生,通常将该装置基频谐振的判据电压定得比较高。这样,在工频位移电压不是很高的情况下(如空母线合闸)装置将无法动作,就可能使某些励磁特性欠佳、铁心易饱和TV的熔丝熔断。而且这种装置当电网对地电容较大时,它对防止间歇性接地或接地消失瞬间互感器因瞬时饱和涌流而造成熔丝熔断的事故无能为力。此外,在持续时间较长的间歇电弧过电压激发下,流过TV高压绕组的电流将显著增大,仍可能会烧坏TV。 由于基频谐振中的频率实际上并不是十分严格的基频,不是完全没有频率突变[1],因此,能否在信号处理方法中采用对时频局部化方面极具优势的小波来检测,值得探讨。 1.2 一次消谐阻尼器 一次消谐阻尼器,如HJYX型阻尼器,实际上是将一个非线性消谐电阻R0串接于电压互感器一次侧中性点与地之间,它采用中性点阻尼电阻消除谐振,见图1。电网正常运行时,消谐器上电压<500 V,R0呈高电阻值(可达几百kΩ),阻尼作用大,使谐振在起始阶段不易发展;当电网发生单相接地时,消谐器上电压较高(10 kV电网中其值约1.7~1.8 kV),R0呈低值(几十kΩ),可满足TV开口三角电压不小于80 V的绝缘监测要求,而且仍可阻尼谐振;当电网发生弧光接地时,R0仍能保持一定的阻值,限制互感器涌流。 该装置具有消除TV饱和谐振和限制涌流2种功能,但在应用中存在局限性:①中性点为半绝缘结构,只能直接接地安装的TV无法使用;②只能限制本TV不发生谐振,对电网中的其他TV无效(仅一对一有效);③当发生单相接地故障时,TV零序电压U0的测量值有误差, 因此不适宜使用在对U0幅值和角度精度要求较高的场合(如微机接地选线装置);④装置自身的热容量有限,即使选用热容量相对较大的LXQ型一次消谐阻尼器,在持续时间较长的间歇电弧接地过电压激发下,仍可损坏装置。一次消谐阻尼器较适用于JDZJ等型号中性点全绝缘TV的消谐改造。 1.3 消谐型电压互感器 1.3.1 加装零序电压互感器型 加装零序电压互感器[2]的消谐型电压互感器由三相主电压互感器TV1和串接在中性点的零序电压互感器TV0二部分组成,采用零序电压互感器消除谐振,见图2。该消谐装置要求TV1的开口三角绕组闭合,零序电压U0从TV0的二次侧取得。当单相接地时,TV每相励磁感抗为Xm =XTV1+3XTV0(XTV1为TV1的漏抗;XTV0为TV0励磁感抗)。 由于XTV1很小,可略,故Xm≈3XTV0,即零序电压绝大部分降落在TV0上,一般的外激发不能使TV1进入饱和区 ,从而使谐振难以产生。此外,TV0高压绕组的直流电阻约为10 kΩ,对谐振有强烈的阻尼作用,对涌流有限制作用。此种消谐型TV的消谐作用也仅对自身有效,热容量也有限。
1.3.2 呈容抗谐振型呈容抗谐振的消谐型电压互感器的主要特点有:①互感器内部的分布电容和杂散电容较大,正常时,在接有0~100%负荷下整体呈容性(结构上合理确定一次绕组径向与轴向的尺寸比例;采用介电系数大的绝缘材料作为层间绝缘;一次绕组采用阶梯式排线方式等),不易构成铁磁谐振回路。②在较高的电压作用下,铁心不易饱和(采用优质硅钢片,以降低工作磁密)。③能承受更高的过电压(增加了一次绕组匝数;加强一次绕组的端部绝缘和层间绝缘)。 然而,由于这种TV的质量和体积相对较大,因此在实际应用中往往有一定困难。 2 现场应用的消谐方法分析 2.1 TV开口三角绕组配置25Ω消谐电阻 随着系统对地电容的增大,电压互感器磁饱和后将依次发生高频、基频和分频谐振。TV的开口三角绕组上,用于消除分频谐振的阻尼电阻r值最小,r≤0.4(n2/n1)2XL,只要按此来选择电阻就可同时消除另外2种谐振。消除基频谐振的电阻值为r′≤3(n2/n1)2XL[3]。式中,XL为互感器在线电压下的每相励磁感抗,n1/n2为高压绕组与开口三角绕组的匝数比。 可见,对于在开口三角绕组配置了25 Ω 消谐电阻的TV,当系统中中性点直接接地的普通电磁式TV不超过2台时还可以消除基频谐振,但若要消除分频谐振则阻值偏大,失去消谐作用。为此,应加装微机消谐装置,同时宜保留原消谐电阻,以利于限制空母线合闸时工频位移电压。 2.2 在同一TV上同时装设一次消谐阻尼器和微机消谐装置 在开口三角绕组两端接上电阻r的做法,实际上相当于在TV高压侧Y0接线各相绕组上并联一电阻(只有在电网有零序电压时才出现),即在电网中每相对地并联合适的电阻在理论上同样可以起到消谐作用[4]。据分析推导,为消除分频谐振,在TV高压侧每相绕组并联的电阻应满足:R1≤0.4XL/3。若单台10 kV互感器的每相励磁感抗XL=500 kΩ,则R1≤66.7 kΩ。 如果在TV一次侧中性点装设了阻尼电阻R0,那么该TV基本上不会参与谐振。当系统中其他中性点直接接地的TV发生谐振时,由于此时零序电压U0的测量值偏小,即使该TV的二次侧装了微机消谐装置,往往也不会及时动作。 电缆使用较多的10 kV配电网,大多发生分频谐振。微机消谐器分频谐振的判据为15 Hz≤f≤18 Hz或23 Hz≤f≤27 Hz,35 V≥U0≥25 V。当开口三角绕组电压为30 V时,一次系统零序电压的估算值已达(30/100×0.8)×(10/3)=2.2 kV。此时,微机消谐器动作,开口三角绕组基本上处于被短接状态,TV高压绕组反映的是数值很小的漏抗,即零序电压绝大部分降落在阻尼电阻R0上。这时,电网每相对地的等值并联电阻为3R0,如果呈低电阻值的R0为25~35 kΩ,则3R0为75~105 kΩ,已超出消除系统中单台中性点直接接地TV谐振所需的阻值(约66.7 kΩ)。若有多台TV参与了谐振,则更是无助于消谐作用,而且还可能因作用在R0上的过电压得不到及时消除,且时间较长时而被损坏,从而进一步损害TV。 可见,以上做法已超出微机消谐器和一次消谐器研制的初衷,二者单独存在时的消谐机理已不再适用,这种做法不但无助于消谐反而有害。因此,这2种消谐装置应分开安装在不同的TV上为宜。 2.3 在加装零序电压互感器消谐型TV的二次侧加装微机消谐装置 对于加装零序电压互感器的消谐型TV,原理上要求其主电压互感器TV1的开口三角绕组始终是闭合的,所以不可能在其二次侧加装消谐器,否则将破坏原先的消谐机理,难以起到消谐作用。若是将微机消谐器装在其零序电压互感器TV0的二次侧,当系统中其他互感器发生铁磁谐振时,消谐器将在零序电压作用下动作,TV0二次侧几乎被短接,TV0及TV1高压绕组反映的均为漏抗,互感器的零序阻抗变为数值很小的漏抗,相当于电网中性点临时直接接地,因而谐振也就随之消失。可见,在此消谐型TV的TV0二次侧加装微机消谐装置有助于整个电网的消谐。 3 消谐措施的综合应用