串聯諧振的原理和特性

本文主要講解的內容是什么是串聯諧振？由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器和電容分壓器組成的變頻串聯諧振試驗裝置又叫串聯諧振。其中包括的內容有串聯串聯諧振的概述、諧振的產品優點、串聯諧振的應用、串聯諧振和并聯諧振的區別等內容，下面我們就重點來分析這些內容

串聯諧振的產品優點

1. 所需電源容量大大減小。系列串聯諧振試驗裝 
置是利用諧振電抗器和被試品電容產生諧振，從而得到所需高電壓和大電流的，在整個系統中，電源只需要提供系統中有功消耗的部分，因此，試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q倍（Q為品質因素）。

2. 設備的重量和體積大大減小。串聯諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q，使得系統重量和體積大大減小，一般為普通試驗裝置的1/5～1/10。

3. 改善輸出電壓波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波，有效地防止了諧波峰值引起的對被試品的誤擊穿。

4. 防止大的短路電流燒傷故障點。在諧振狀態，當被試品的絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧（電容量變化，不滿足諧振條件），回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q。而采用并聯諧振或者傳統試驗變壓器的方式進行交流耐壓試驗時，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數百倍。所以，串聯諧振能有效地找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患。

5. 不會出現任何恢復過電壓。被試品發生擊穿閃絡時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧立刻熄滅，裝置的保護回路動作，切斷輸出。

串聯諧振的概述

變頻串聯諧振試驗裝置又叫串聯諧振，是由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器和電容分壓器組成。被試品的電容與電抗器構成串聯諧振連接方式；分壓器并聯在被試品 上，用于測量被試品上的諧振電壓，并作過壓保護信號；調頻功率輸出經激勵變壓器耦合給串聯諧振回路，提供串聯諧振的激勵功率。

在電阻、電感及電容所組成的串聯電路內，當容抗XC與感抗XL相等時，即XC=XL，電路中的電壓U與電流I的相位相同，電路呈現純電阻性，這種現象叫串聯諧振。當電路發生串聯諧振時電路的阻抗Z=√R^2 (XC-XL)^2=R，電路中總阻抗小，電流將達到大值。

串聯諧振的應用

串聯諧振廣泛用于電力、冶金、石油、化工等行業，適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗。

便攜式 變頻串聯諧振裝置主要用于以下方面：

1、6kV-500kV高壓交聯電纜的交流耐壓試驗 

2、發電機的交流耐壓試驗 

3、GIS和SF6開關的交流耐壓試驗

4、6kV-500kV變壓器的工頻耐壓試驗

5、其它電力高壓設備如母線，套管，互感器的交流耐壓試驗。


 
串聯諧振和并聯諧振的區別

在電阻、電容、電感串聯電路中，出現電源、電壓、電流同相位現象，叫做串聯諧振，其特點是：電路呈純電阻性，電源、電壓和電流同相位，電抗X等于0，阻抗Z等于電阻R，此時電路的阻抗小，電流大，在電感和電容上可能產生比電源電壓大很多倍的高電壓，因此串聯諧振也稱電壓諧振。 

諧振電壓與原電壓疊加，并聯諧振：在電阻、電容、電感并聯電路中，出現電路端電壓和總電流同相位的現象，叫做并聯諧振，其特點是：并聯諧振是一種*的補償，電源無需提供無功功率，只提供電阻所需要的有功功率，諧振時，電路的總電流小，而支路電流往往大于電路中的總電流，因此，并聯諧振也叫電流諧振。

串聯諧振就用運用串聯諧振原理設計的新型交流耐壓試驗設備。一套串聯諧振耐壓試驗設備，可兼顧電力變壓器、交聯電纜、開關柜、電動機、發電機、GIS和SF6開關、母線、套管、CT、PT等試品的交流耐壓試驗，是型的交流耐壓設備。