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谐振是正弦交流电回路中的一种特殊情况。在电力系统中,谐振的产生会造成过电压、过电流现象的出现,影响电力系统的安全稳定运行。但是,在工程技术中,谐振技术也得到了很多正面应用;其中,在大型发电机定子交流耐压试验设备方面,串联谐振耐压设备,因其具备的显著优点,已逐步取代了常规耐压设备,得到了广泛的应用。

串联谐振的基本原理

串联谐振的电路模型 (如图1所 示)

发生串联谐振时,电路中呈现出的特性

1)电路中复合阻抗最小,呈纯电阻性,阻值的大小等于电路中导体的铜

2)I=U/R,因此发生谐振时,回路中的电流最大,并与电压同相位;

3)L和c两端的电压大小相等、相位相反,并且在L和C的两端出现过电压现象,过电压数值等于输人电压的Q倍。Q又称为谐振电路的品质因数,简称Q值。

因此,串联谐振又称为电压补偿或低电压激励的谐振。

串联谐振试验设备应用背景目前,电力系统中对于许多电力设备在投运前、检修后,要求进行交流耐压试验(如xPLE交联电缆、Gls、发电机定子等),以保证设备后期的安全可靠运行。因科技进步及制造业的发展,电力设备的容量逐步增大,同时这些设备往往具有很高的对地电容。因此,在进行交流耐压试验时,通过被试品的电容电流很大(如三峡电站水轮发电机定子的单相对地电容电流达到36A)。在这种情况下,如采用常规的工频交流耐压设备,所需试验设备(调压器、升压器)和电源的容量高达数千千伏安。

试验设备非常笨重,同时在现场很难具备如此大容量的试验所需输人电源。根据谐振理论制造的串联谐振耐压设备,因其所需容量仅为试品容量的l/Q倍(在完全谐振的情况下,试验设备承担的容量仅为电路的有功分量,为被试品容量的l/Q倍),有效的减小了试验设备的容量和对试验电源容量的需求。