華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“串聯(lián)諧振“高壓設備供應商而努力。
首先講一下什么是諧振，在含有電阻、電感和電容的交流電路中，電路兩端電壓與其電流一般是不同相的，若調節電路參數或電源頻率使電流與電源電壓同相，電路呈電阻性，稱(chēng)這時(shí)電路的工作狀態(tài)為諧振。諧振又分為串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振，在串聯(lián)電路中發(fā)生的諧振即為串聯(lián)諧振，在并聯(lián)電路中發(fā)生的諧振即為并聯(lián)諧振，諧振現象是正玄交流電路的一種特定現象，它在電子和通訊工程中得到廣泛的應用，但是在電力系統中，發(fā)生諧振有可能破壞系統的正常工作。接下來(lái)我們再來(lái)分別介紹一下串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的特電路特點(diǎn)。
串聯(lián)諧振的電路特點(diǎn)
1.總阻抗值最??；
2.電源電壓一定時(shí)，電流最大；
3. 電路呈電阻性，電容或電感上的電壓可能高于電源電壓。
并聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)
1.電壓一定時(shí)，諧振時(shí)電流最??；
2.總阻抗最大；
3.電路呈電阻性，支路電流可能會(huì )大于總電流。
串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振的區別
1. 從負載諧振方式劃分，可以為并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振兩大類(lèi)型，下面列出串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的主要技術(shù)特點(diǎn)及其比較：
串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的差別，源于它們所用的振蕩電路不同，前者是用L、R和C串聯(lián)，后者是L、R和C并聯(lián)。
（1）串聯(lián)諧振的負載電路對電源呈現低阻抗，要求由電壓源供電。因此，經(jīng)整流和濾波的直流電源末端，必須并接大的濾波電容器。當逆變失敗時(shí)，浪涌電流大，保護困難。
并聯(lián)諧振的負載電路對電源呈現高阻抗，要求由電流源供電，需在直流電源末端串接大電抗器。但在逆變失敗時(shí)，由于電流受大電抗限制，沖擊不大，較易保護。
串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振區別2
（2）串聯(lián)諧振的輸入電壓恒定，輸出電壓為矩形波，輸出電流近似正弦波，換流是在晶閘管上電流過(guò)零以后進(jìn)行，因而電流總是超前電壓一φ角。 并聯(lián)諧振的輸入電流恒定，輸出電壓近似正弦波，輸出電流為矩形波，換流是在諧振電容器上電壓過(guò)零以前進(jìn)行，負載電流也總是越前于電壓一φ角。這就是說(shuō)，兩者都是工作在容性負載狀態(tài)。
（3）串聯(lián)諧振是恒壓源供電，為避免逆變器的上、下橋臂晶閘管同時(shí)導通，造成電源短路，換流時(shí)，必須保證先關(guān)斷，后開(kāi)通。即應有一段時(shí)間(t )使所有晶閘管（其它電力電子器件）都處于關(guān)斷狀態(tài)。此時(shí)的雜散電感，即從直流端到器件的引線(xiàn)電感上產(chǎn)生的感生電勢，可能使器件損壞，因而需要選擇合適的器件的浪涌電壓吸收電路。此外，在晶閘管關(guān)斷期間，為確保負載電流連續，使晶閘管免受換流電容器上高電壓的影響，必須在晶閘管兩端反并聯(lián)快速二極管。 并聯(lián)諧振是恒流源供電，為避免濾波電抗Ld上產(chǎn)生大的感生電勢，電流必須連續。也就是說(shuō)，必須保證逆變器上、下橋臂晶閘管在換流時(shí)，是先開(kāi)通后關(guān)斷，也即在換流期間(tγ)內所有晶閘管都處于導通狀態(tài)。這時(shí)，雖然逆變橋臂直通，由于Ld足夠大，也不會(huì )造成直流電源短路，但換流時(shí)間長(cháng)，會(huì )使系統效率降低，因而需縮短tγ，即減小Lk值。
（4）串聯(lián)諧振的工作頻率必須低于負載電路的固有振蕩頻率，即應確保有合適的t 時(shí)間，否則會(huì )因逆變器上、下橋臂直通而導致?lián)Q流的失敗。
并聯(lián)諧振的工作頻率必須略高于負載電路的固有振蕩頻率，以確保有合適的反壓時(shí)間t ，否則會(huì )導致晶閘管間換流失??；但若高得太多，則在換流時(shí)晶閘管承受的反向電壓會(huì )太高，這是不允許的。
（5）串聯(lián)諧振的功率調節方式有二：改變直流電源電壓Ud或改變晶閘管的觸發(fā)頻率，即改變負載功率因數cosφ。
并聯(lián)諧振的功率調節方式，一般只能是改變直流電源電壓Ud。改變cosφ雖然也能使逆變輸出電壓升高和功率增大，但所允許調節范圍小。
（6）串聯(lián)諧振在換流時(shí)，晶閘管是自然關(guān)斷的，關(guān)斷前其電流已逐漸減小到零，因而關(guān)斷時(shí)間短，損耗小。在換流時(shí)，關(guān)斷的晶閘管受反壓的時(shí)間(t +tγ)較長(cháng)。 并聯(lián)諧振在換流時(shí)，晶閘管是在全電流運行中被強迫關(guān)斷的，電流被迫降至零以后還需加一段反壓時(shí)間，因而關(guān)斷時(shí)間較長(cháng)。相比之下，串聯(lián)諧振更適宜于在工作頻率較高的感應加熱裝置中使用。
（7）串聯(lián)諧振的晶閘管所需承受的電壓較低，用380V電網(wǎng)供電時(shí)，采用1200V的晶閘管就行，但負載電路的全部電流，包括有功和無(wú)功分量，都需流過(guò)晶閘管。逆變晶閘管丟失脈沖，只會(huì )使振蕩停止，不會(huì )造成逆變顛覆。
并聯(lián)諧振的晶閘管所需承受的電壓高，其值隨功率因數角φ增大，而迅速增加。但負載本身構成振蕩電流回路，只有有功電流流過(guò)逆變晶閘管，而且逆變晶閘管偶而丟失觸發(fā)脈沖時(shí)，仍可維持振蕩，工作比較穩定。
（8）串聯(lián)諧振可以自激工作，也可以他激工作。他激工作時(shí)，只需改變逆變觸發(fā)脈沖頻率，即可調節輸出功率；而并聯(lián)諧振一般只能工作在自激狀態(tài)。
（9）在串聯(lián)諧振中，晶閘管的觸發(fā)脈沖不對稱(chēng)，不會(huì )引入直流成分電流而影響正常運行；而在并聯(lián)諧振中，逆變晶閘管的觸發(fā)脈沖不對稱(chēng)，則會(huì )引入直流成分電流而引起故障。
（10）串聯(lián)諧振起動(dòng)容易，適用于頻繁起動(dòng)工作的場(chǎng)合；而并聯(lián)諧振需附加起動(dòng)電路，起動(dòng)較為困難。
（11）串聯(lián)諧振中的晶閘管由于承受矩形波電壓，故du /dt值較大，吸收電路起著(zhù)關(guān)鍵作用，而對其di/dt要求則較低。
在并聯(lián)諧振中，流過(guò)逆變晶閘管的電流是矩形波，因而要求大的di/dt，而對du/dt的要求則低一些。
（12）串聯(lián)諧振的感應加熱線(xiàn)圈與逆變電源(包括槽路電容器)的距離遠時(shí)，對輸出功率的影響較小。如果采用同軸電纜或將來(lái)回線(xiàn)盡量靠近(扭絞在一起更好)敷設，則幾乎沒(méi)有影響。而對并聯(lián)諧振來(lái)說(shuō)，感應加熱線(xiàn)圈應盡量靠近電源(特別是槽路電容器)，否則功率輸出和效率都會(huì )大幅度降低。
（13）串聯(lián)諧振感應線(xiàn)圈上的電壓和槽路電容器上的電壓，都為諧振輸出電壓的Q倍，流過(guò)感應線(xiàn)圈上的電流，等于逆變器的輸出電流。 并聯(lián)諧振逆變器的感應 線(xiàn)圈和槽路電容器上的電壓，都等于逆變器的輸出電壓，而流過(guò)它們的電流，則都是逆變器輸出電流的Q倍。
綜上所述，并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振各有其自己的技術(shù)特點(diǎn)和應用領(lǐng)域。從工業(yè)加熱應用的角度，并聯(lián)諧振廣泛應用于熔煉、保溫、透熱、感應加熱熱處理等各種領(lǐng)域，其功率可以從幾千瓦到上萬(wàn)千瓦。串聯(lián)諧振廣泛應用于熔煉——保溫的一拖二爐組以及高Q值高頻率的感應加熱場(chǎng)合，其功率可以從幾千瓦到幾千千瓦。目前我國工業(yè)上采用的變頻電源90%以上屬并聯(lián)變頻電源。通過(guò)以上對諧振電路的分析，掌握諧振電路的特點(diǎn)，在生產(chǎn)實(shí)踐中，應該用其所長(cháng)，避其所短。
電力系統中一些電感、電容元件在系統進(jìn)行操作或發(fā)生故障時(shí)可形成各種振蕩回路，在一定的能源作用下，會(huì )產(chǎn)生串聯(lián)諧振現象，導致系統某些元件出現嚴重的過(guò)電壓。
分類(lèi)
(1) 線(xiàn)性諧振過(guò)電壓 諧振回路由不帶鐵芯的電感元件(如輸電線(xiàn)路的電感,變壓器的漏感)或勵磁特性接近線(xiàn)性的帶鐵芯的電感元件(如消弧線(xiàn)圈)和系統中的電容元件所組成。
(2) 鐵磁諧振過(guò)電壓 諧振回路由帶鐵芯的電感元件(如空載變壓器、電壓互感器)和系統的電容元件組成。因鐵芯電感元件的飽和現象,使回路的電感參數是非線(xiàn)性的,這種含有非線(xiàn)性電感元件的回路在滿(mǎn)足一定的諧振條件時(shí),會(huì )產(chǎn)生鐵磁諧振。
(3) 參數諧振過(guò)電壓 由電感參數作周期性變化的電感元件(如凸極發(fā)電機的同步電抗在Xd ～ Xq間周期變化)和系統電容元件(如空載線(xiàn)路)組成回路,當參數配合時(shí),通過(guò)電感的周期性變化,不斷向諧振系統輸送能量,造成參數諧振過(guò)電壓。
限制措施
(1) 提高開(kāi)關(guān)動(dòng)作的同期性 由于許多諧振過(guò)電壓是在非全相運行條件下引起的,因此提高開(kāi)關(guān)動(dòng)作的同期性,防止非全相運行,可以有效防止諧振過(guò)電壓的發(fā)生。
(2) 在并聯(lián)高壓電抗器中性點(diǎn)加裝小電抗，用這個(gè)措施可以阻斷非全相運行時(shí)工頻電壓傳遞及串聯(lián)諧振。
(3) 破壞發(fā)電機產(chǎn)生自勵磁的條件,防止參數諧振過(guò)電壓。
系統發(fā)生諧振時(shí)，在諧振電壓和工頻電壓的作用下，PT鐵芯磁密迅速飽和，激磁電流迅速增大，會(huì )使PT繞組嚴重過(guò)熱而損壞(同一系統中所有PT均受到威脅)，甚至引起母線(xiàn)故障造成大面積停電。因此對發(fā)生諧振時(shí)，如何快速消除諧振是保證設備安全運行的關(guān)鍵。
條件特點(diǎn)
在中性點(diǎn)不接地電力系統中，由于電磁式電壓互感器（TV）激磁特性的非線(xiàn)性，當電壓發(fā)生波動(dòng)使網(wǎng)絡(luò )中電抗接近容抗時(shí)，便產(chǎn)生諧振過(guò)電壓。特別是遇有激磁特 性不好（易飽和）的TV及系統發(fā)生單相對地閃絡(luò )或接地時(shí)，更容易引發(fā)諧振過(guò)電壓。輕者令到TV的熔斷器熔斷、匝間短路或爆炸；重者則發(fā)生避雷器爆炸、母線(xiàn)短路、廠(chǎng)用電失電等嚴重威脅電力系統和電氣設備運行安全的事故。
諧振處理
對于我們現在6kV不接地系統來(lái)說(shuō)，主要是投入消弧線(xiàn)圈和改變運行參數，一般投入消弧線(xiàn)圈都能消除諧振，對于發(fā)生基波和高頻諧振，只要消諧器可靠動(dòng)作，也能消除諧振，但對于分頻諧振具有零序性質(zhì)，一般消諧器無(wú)法消除諧振，投切三相對稱(chēng)負荷不起作用，對于未裝設消弧線(xiàn)圈，因此根據實(shí)際情況，可按以下方法處理：
1、 基波或高頻諧振的處理：
1) 有運行電容器時(shí)，切除運行電容器;沒(méi)有運行電容器時(shí)，投入一組電容器;
2) 以上措施無(wú)法消諧時(shí)，切除該母線(xiàn)所有電容器，向調度申請切除部分饋線(xiàn)，最好是先切長(cháng)線(xiàn)路。
2、 分頻諧振的處理：
1) 切除該母線(xiàn)所有電容器;
2) 諧振仍無(wú)法消除時(shí)，向調度申請切除該母線(xiàn)上的線(xiàn)路，直至諧振消除;
3) 若所有線(xiàn)路全部切除后仍無(wú)法消諧，向調度申請切除變低開(kāi)關(guān)，將母線(xiàn)停電;
4) 恢復母線(xiàn)及線(xiàn)路送電。