在富含電容和電感的電路中,在一定條件下,出現(xiàn)在某個(gè)很小的時(shí)間段內(nèi):電容的電流逐步下降,而電壓卻漸漸降低,與此同時(shí)電感的電壓卻漸漸降低,電感的電流卻日漸減少。而在另一個(gè)很小的時(shí)間段內(nèi):電容的電流逐步減少,而電壓卻漸漸降低,與此同時(shí)電感的電壓卻漸漸降低,電感的電流卻漸漸下降。電流的降低可以達(dá)到一個(gè)正的最大值,電流的增加也可達(dá)到一個(gè)負(fù)的最大值,同樣電壓的方向在這個(gè)過(guò)程中也會(huì)發(fā)生正負(fù)方向的變化,此時(shí)我們稱為電路發(fā)生振蕩。電路振蕩現(xiàn)象可能漸漸消失,也可能持續(xù)不變地維持著,當(dāng)振蕩持續(xù)維持時(shí),我們稱之為等幅振蕩,亦稱為諧振。
串聯(lián)諧振回路
諧振電路在具有內(nèi)阻R、電感L和電容C器件的交流電路中,電路兩端的電流與其中電流相位通常是不同的。假如調(diào)節(jié)電路器件(L或C)的參數(shù)或電源頻度,可以使它們相位相同,整個(gè)電路呈現(xiàn)為純內(nèi)阻性。電路達(dá)到這些狀態(tài)稱之為諧振。在諧振狀態(tài)下,電路的總阻抗達(dá)到極值或近似達(dá)到極值。研究諧振的目的就是要認(rèn)識(shí)這些客觀現(xiàn)象,并在科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)上充分借助諧振的特點(diǎn),同時(shí)又要防治它所形成的害處。按電路連接的不同,有串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振兩種。
在電感和電容并聯(lián)的電路中,當(dāng)電容的大小恰恰使電路中的電流與電壓同相位,即電源電能全部為內(nèi)阻消耗,成為內(nèi)阻電路時(shí),叫作并聯(lián)諧振。
串聯(lián)諧振頻度
首先,諧振是在一定條件下由R、L和C器件組成的電路的特殊現(xiàn)象。
A、B為Φ4螺絲,用于機(jī)械絕緣節(jié)時(shí)須要拆除A、B間銅引接片,在電氣絕緣節(jié)使用時(shí)聯(lián)接。
頻度繼續(xù)增加,感抗越來(lái)越小,容抗越來(lái)越大,直至感抗可以忽視,此時(shí)串聯(lián)電路中電流與只存在一個(gè)電容時(shí)幾乎相同,似乎電感不存在。按照串聯(lián)電路兩端電流和其中的電壓估算電容量,與沒(méi)有電感幾乎是相同的。頻度特別低時(shí),就可以覺(jué)得是完全相同。
同種介質(zhì)材料,相同規(guī)格的電容器,容值越大諧振頻度相對(duì)越低。
并聯(lián)諧振阻抗
國(guó)家規(guī)定:電力網(wǎng)的額定電流分有500KV、220KV、110KV、63KV、35KV、10kV。為保證電力設(shè)備端電流不超過(guò)額定電流的±5%,一般容許發(fā)電機(jī)額定電流比電網(wǎng)額定電流高5%,末端受電變電廠端電流比電網(wǎng)額定電抬高5%。
借助串聯(lián)諧振形成工頻高電流,應(yīng)用在高電流技術(shù)中,為變壓器等電力設(shè)備做耐壓試驗(yàn),可以有效的發(fā)覺(jué)設(shè)備中危險(xiǎn)的集中性缺陷,是檢驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣硬度的最有效和最直接的方式。應(yīng)用在無(wú)線電工程中,經(jīng)常借助串聯(lián)諧振以獲得較高的電流。
避免大的漏電電壓凍傷故障點(diǎn)。在諧振狀態(tài),當(dāng)被試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí),電路立刻脫諧(電容量變化,不滿足諧振條件),回路電壓迅速增長(zhǎng)為正常試驗(yàn)電壓的1/Q。而采用并聯(lián)諧振或則傳統(tǒng)試驗(yàn)變壓器的方法進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí),擊穿電壓立刻上升幾十倍,二者相比,漏電電壓與擊穿電壓相差數(shù)百倍。所以,串聯(lián)諧振能有效地找到絕緣弱點(diǎn),又不存在大的漏電電壓凍傷故障點(diǎn)的憂患。
LC串聯(lián)諧振(圖3)對(duì)于輸入余弦訊號(hào)u串聯(lián)和并聯(lián)的應(yīng)用,電容C促使串聯(lián)回路中負(fù)載R上的電壓相位超前于u90°,電感L則促使同一串聯(lián)回路中的電壓相位再滯后90°二者相位偏斜正好抵消。為此,輸出Uf與輸入u同相。
中、小型企業(yè)一般采用6~10kV的電流等級(jí),當(dāng)6kV用電設(shè)備的總?cè)萘枯^大,選用6kV就比較經(jīng)濟(jì)合理;
式1是串聯(lián)電路的諧振條件,從中可以得到諧振角頻度w。如下式:
電力系統(tǒng)按供電范圍的大小和電流等級(jí)的高低,電力網(wǎng)可分為地方電力網(wǎng)、區(qū)域電力網(wǎng)和超高壓輸電網(wǎng)三種類型。通常情況下,地方電力網(wǎng)電流不超過(guò)35kV,區(qū)域電力網(wǎng)電流為110~220kV,電流為330kV及以上的為超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)。
電流在某一段時(shí)間內(nèi)急劇變化而偏離額定值的現(xiàn)象,稱為電流波動(dòng);周期性電流隨之變化導(dǎo)致電源光通量大幅波動(dòng)而導(dǎo)致人的視覺(jué)感官不舒適的現(xiàn)象,稱為閃變。電流波動(dòng)和電流閃變是由電弧爐、軋機(jī)、電弧焊槍等波動(dòng)負(fù)荷引發(fā)的。
并聯(lián)諧振就是電壓諧振嗎
在內(nèi)阻、電感及電容所組成的串聯(lián)電路內(nèi),當(dāng)容抗XC與感抗XL相等時(shí),即XC=XL,電路中的電流U與電壓I的相位相同,電路呈現(xiàn)純內(nèi)阻性,這些現(xiàn)象叫串聯(lián)諧振。當(dāng)電路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)電路中總阻抗最小,電壓將達(dá)到最大值。
一級(jí)負(fù)荷:若對(duì)此負(fù)荷停水,將會(huì)導(dǎo)致人的生命危險(xiǎn)及設(shè)備受損,攪亂復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程串聯(lián)和并聯(lián)的應(yīng)用,導(dǎo)致重大設(shè)備受損且無(wú)法修補(bǔ),或給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)極大損失。因而要求一級(jí)負(fù)荷由兩個(gè)獨(dú)立的電源供電,而對(duì)非常重要的一級(jí)負(fù)荷,應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立的電源點(diǎn)供電。
變電廠分為升壓變電廠和降糖變電廠兩類,但按其作用和地位又可分為樞紐變電廠、區(qū)域樞紐變電廠和終端變電廠。
串聯(lián)和并聯(lián)的公式
我們曉得,串聯(lián)電路中電流處處相同。這個(gè)相同,除了是有效值相同,但是瞬時(shí)值也相同,也就是說(shuō),任何時(shí)刻都相同。我們又曉得,電感和電容中電流與兩端電流不同相,電容兩端電流落后于電壓90度,而電感兩端電流超前于電壓90度。現(xiàn)今電感和電容中電流相位相同,所以電感兩端電壓與電容兩端電流相位相反,也就是說(shuō),任何時(shí)刻電容和電感上的電流是相互“抵消”的。
按照前面的剖析,還可以曉得,檢測(cè)電容或電感的結(jié)果,與檢測(cè)時(shí)使用的頻度有關(guān)。電路中總有分布電容和分布電感,這種分布電容和電感會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果,并且在離諧振頻度比較近的地方,會(huì)導(dǎo)致很大的影響。因而檢測(cè)電容或電感,應(yīng)當(dāng)使用與實(shí)際工作頻度比較接近的頻度去檢測(cè),這樣比較能反映實(shí)際情況。