串联电路精选(九篇)

第1篇：串联电路范文

1、串联电路只有一条电流路径；

2、串联电路中各电路元件相互影响，不能独立工作；

3、串联电路中，一个开关可以控制整个电路。

并联电路：

1、并联电路中，电流有两条或两条以上电流路径；

2、并联电路的各支路互不影响，能够独立工作；

第2篇：串联电路范文

一、串、并联电路中的电流特点

1.探究串联电路中的电流

把用电器逐个顺次连接起来组成的电路叫串联电路.它的基本特征是整个电路只有一条回路，没有“分支点”.电流的方向是，电流从电源的正极流出，通过用电器流回电源的负极.那么在串联电路中各处的电流大小有怎样的关系呢？请同学们猜想：

（1）串联电路中电流通过用电器后可能越来越小；

（2）串联电路中电流通过用电器后可能越来越大；

（3）串联电路中电流大小通过用电器后可能不变.

如何设计和进行实验验证呢？

（1）按图1所示的电路图连接好电路.若测A处电流就把该处接线断开，把电流表串联接入A处，选择合适的量程，使电流从“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出.闭合开关S，测出A处的电流为IA.然后用同样的方法测出B、C处的电流分别为IB、IC，并把测得的数据记录在表一中.

表一

（2）换上不同规格的小灯泡或改变电源电压，至少测量3组数据.若实验次数太少，得出的结论具有偶然性.

根据测得的多组实验数据分析，即可得出串联电路中的电流特点：串联电路中电流处处相等.表达式为：IA=IB=IC（或I1=I2，I1、I2分别表示为通过灯泡L1、L2的电流）.

2.探究并联电路中的电流

把用电器并列地连接在电路的两点间所组成的电路叫并联电路.它的基本特征是由两条及以上支路组成，有“分支点”.每条支路都和干路形成回路，有几条支路，就有几条回路.那么在并联电路中各处的电流大小又有怎样的关系呢？请同学们再猜想：

（1）干路上的电流与各支路上的电流可能相等；

（2）干路上的电流可能等于各支路上的电流之和.

如何设计和进行实验验证呢？

（1）按图2所示电路连接好电路.在电路中的A、B、C处先后串联接入电流表，选择合适的量程，测出各处的电流大小分别为IA、IB、IC，并把测得的数据记录在表格中（设计实验记录表格同表一，略）.

（2）换上不同规格的小灯泡或改变电源电压，再测量几组数据.

根据测得的多组实验数据分析，即可得出并联电路中的电流特点：干路中的电流等于各支路中的电流之和.表达式为：IA

=IB+IC（或I=I1+I2）.

二、串、并联电路中的电压特点

1.探究串联电路中的电压

串联电路两端的总电压和各用电器两端的电压之间有什么关系呢？我们把电压类比为水压（水位差），猜想：串联电路两端的总电压可能等于各用电器两端的电压之和.

如何设计和进行实验验证呢？

（1）按图3所示的电路图连接好电路.先将电压表并联在L1的两端（即连接在A、B两点间），选择合适的量程，注意电压表“+”“-”接线柱接法正确.闭合开关S，测出L1两端的电压为U1.然后用同样的方法测出L2两端的电压为U2和A、C两点间的电压为U，并将测得的数据记录在表二中.

表二

（2）换上不同规格的灯泡或改变电源电压，再测几组数据.

分析测得的实验数据，即可得出串联电路中的电压特点：串联电路两端的总电压等于各用电器两端的电压之和.表达式为：U=U1+U2.

2.探究并联电路中的电压

在并联电路中，各支路两端的电压跟总电压之间有什么关系呢？猜想：并联电路两端的总电压可能跟各支路两端的电压相等.

如何设计和进行实验验证呢？

（1）按图4所示的电路图连接好电路.先将电压表并联在L1的两端，测出L1两端的电压U1.然后用同样的方法测出L2两端的电压U2和A、B两点间的电压U，并将测得的数据记录在表格中（设计实验记录表格基本同表二，略）.

（2）换上不同规格的灯泡或改变电源电压，再测几组数据.

分析测得的实验数据，即可得出并联电路中的电压特点：并联电路两端的总电压和各支路两端的电压相等.表达式为：U=U1=U2.

三、串联分压与并联分流特点

1.串联电路的分压作用

如图5所示，电阻R1和R2串联，设电路中的电流为I，R1两端的电压为U1，R2两端的电压为U2，串联电路两端的总电压为U.

因为串联电路中电流处处相等，故通过R1和R2的电流相同，都为I.由欧姆定律得I=■=■，故■=■，这个公式称为分压公式.即在串联电路中，各个电阻分配的电压跟它们的阻值成正比.此规律也可以通过实验探究获得.

例1 一只小灯泡的额定电压为8V，正常发光时的电阻为20Ω，现将该小灯泡接在12V的电源上，为使其正常发光，应

联一个 Ω的电阻.

分析 小灯泡的额定电压为8V，而电源电压为12V，高于小灯泡正常工作时的电压，故不能直接接到电源上.我们应该想到串联电路具有分压作用，用一个电阻和小灯泡串联，分担多余的电压，就可以保证小灯泡正常工作.串联一个阻值多大的电阻呢？直接利用分压公式进行计算，也可以利用欧姆定律和串联电路电流电压特点进行计算.

解答 方法一：应串联一个电阻R，它应分担的电压为UR=U-UL=12V-8V=4V，

利用分压公式，得：■=■，

故R=■RL=■×20Ω=10Ω.

方法二：小灯泡的额定电压UL=8V，串联电阻分担的电压为UR=U-UL=12V-8V=4V，小灯泡正常发光时的电流是I=■=■

=0.4A，而串联电路中通过每个用电器的电流相等，故应串联一个阻值为R=■=■=10Ω的电阻.

2.并联电路的分流作用

如图6所示，电阻R1和R2并联在电压为U的电路中，设通过R1支路的电流为I1，通过R2支路的电流为I2.

因为并联电路中总电压和各支路两端的电压相等，故U=U1=U2.由欧姆定律得I1R1=I2R2，故■=■，这个公式称为分流公式.即并联电路支路中的电流跟它们的阻值成反比.此规律同样可以通过实验探究获得.

例2 一只量程为500mA的电流表表头，它的内阻只有0.2Ω，若要把它的量程扩大为3A，该怎样做？

分析 电流表表头的量程和内阻一般都很小，直接使用只能测量较小的电流.若要测量较大的电流，必须将表头和一个电阻并联.我们知道，并联电路有分流作用，通过与一个电阻并联，可以分走多余的电流，从而确保电流表表头的安全.我们使用的双量程电流表，就是将同一个表头和不同的电阻并联，从而扩大为不同的量程.

第3篇：串联电路范文

1、串联电路的总功率等于各段电路的功率之和。

2、各段电路的电功率跟各段电路的电阻成正比。

并联电路中电功率的关系：

1、并联电路的总功率等于各支路的功率之和。

第4篇：串联电路范文

【关键词】大功率IGBT 串联 并联

近年来，IGBT在电路中的应用越来越广，同时，诸如轨道交通等行业对兆瓦级大功率变流器的需求也增加，也就更需要大功率的IGBT。直接选用大功率等级的IGBT虽然满足要求，但会增加成本和驱动电路的复杂性，因此驱动电路简单而市场货源充足的串联或并联较小功率等级的IGBT的方法就受到了人们的青睐，有关人员对此实行了研究。

1 IGBT简介

传统的高压直流输电是以晶闸管作为换流阀，用相控换流器（PCC）技术为核心。但是，晶闸管具有单向导电性，导致PCC技术只能控制阀的开通，只有通过交流母线电压过零，把阀电流减小到阀的维持电流以下，才能实现阀的自然关断。IGBT就是在这种情况下发展而来的。

IGBT的全称是Insulated Gate Bipolar Transistor，即绝缘栅双极型晶体管。与传统晶闸管器件相比，它的开关损耗和驱动功率都比较小、通态压降也明显降低，但开关速度和输入阻抗则比较高，因此在高压固态开关、柔性直流输电等需要大功率的设备和场合更为适用。但这些大功率的设备同时也需要较高的电压，通常能达到数十甚至数百千伏，然而目前单个IGBT最高只能达到6.5千伏电压，因此急需提升容量的方法。研究人员要兼顾经济性和器件的可靠性，因此就需要对多只IGBT采取串联或并联的措施，以实现大功率的需要。

2 对大功率IGBT串联的研究

2.1 大功率IGBT串联及动态不均压原因的简述

对IGBT器件直接串联是实现大功率IGBT的一种方式，这种串联的电路依据的理论就是在触发IGBT的时间和器件参数相同时，可以根据其耐压值，串联任意数量的器件。它的优点是设计结构简单、易于控制而不必使用太多器件，因此深受欢迎。但是在使用时，这种器件的开关速度快，实际运行时一般仅需数十乃至数纳秒，也就意味着这种串联电路要求极高的单个器件均衡性。

然而，IGBT的个体之间在结构上和触发上都存在一定差异，尽管差异不大，但在整个IGBT组合开关的一瞬间，IGBT本身的反并联二极管被强制关断，由于它们的反向恢复电荷并不相同，导致速度差异，结果就引起动态电压不均衡的问题。

2.2 实行均压的方法

常见的动态均压技术有两种：栅极侧主动均压和负载侧被动均压。前者需要使用阻容二极管有源均压法和脉冲变压器耦合均压法，后者则是利用一个缓冲吸收电路或箝位电路。

为了测试不同方法的效果，需要对两种方式进行仿真试验。电压不均衡是因为延迟时间的差异，而当差异在300ns以下，电压不均的问题就不会很明显。因此，实验设定的延迟时间为500ns。

研究人员先根据不同的方法设计出合适的电路，给出合适的电压值或负载值，然后绘制相应的IGBT开通和关断波形图，比较采取均压措施前后的变化。实验发现，负载侧被动均压结构简单而且能有效减少电压的不平衡，但在IGBT特性区别较大时，电路上的损耗会增加，而且影响IGBT开关的速度，更适合功率相对较小的情况。脉冲变压器耦合法同样效果明显，而且对电路损耗、开关速度的影响都不大，但在变压器参数的设计和选择上要格外注意，否则效果会不理想。阻容二极管有源均压法的优势则是稳定电压的用时短，可以保证系统的工作效率，并能用于多模块IGBT的串联使用。

3 对大功率IGBT电路并联的研究

3.1 常用的并联方式

为了以经济的方式实现IGBT更高等级的功率，对IGBT采取直接并联的技术也是一种方法。常见的并联方式有功率模块级并联、驱动级并联和器件级并联。功率模块级并联是指并联相同功能和功率的模块，优势是开发周期短、容易实现同一变流器不同功率等级的系列化扩展需求、可靠性高；但器件工作时的均流性和同步保护性都较差。驱动级并联中的各IGBT器件都有独立驱动器，可以试验同步运行。由于不存在环流问题，其均流效果较好，但器件的故障保护不同步，且较多的驱动器意味着更高的成本。器件级并联可以实现1个驱动器驱动多个器件，在小功率IGBT中应用普遍，但在大功率的IGBT中，由于共射环流、主电路平衡和器件差别的影响，技术上难度较大；不过，它可以确保驱动信号及故障保护的一致性，有利于减少故障、降低成本。

3.2 并联电路的问题及研究

在IGBT并联电路中，由于器件参数不一致、电路布局不对称和设计不合理等原因，往往会引起通过IGBT器件的电流分配不均匀，而均流状况不佳会造成不理想的输出效果甚至器件和装置的损坏。因此，有关人员进行了仿真试验，以便研究不均流现象。

研究人员采取了电压型全桥逆变电路的主电路设计，4个电臂均由2个并联的三菱CM200DY-12E型号IGBT模块组成。试验发现，饱和导通压降和集电极、发射极引线的等值电阻都会引起静态不均流。第一种情况下，制造IGBT的工艺缺陷导致饱和导通压降不一致，压降较小的器件中，通过的电流更大。第二种情况里，引线长度有偏差时会导致两极的等值电感和电阻的不同。尽管电阻的差异微小，但会对静态电流产生较大影响，进而导致不均流。

当并联的IGBT开通和关闭时间不一致时，就会引起动态不均流。导致这种差异的因素有驱动电路设计、栅极电阻、门槛电压和密勒电容等。例如，电路设计时，进行共用驱动器和独立驱动器的对比，发现前者在延迟上没有差异，更容易实现动态均流。电容值越大，延迟时间就越长，越会影响电路的关断。

此外，设计电路时，要注意合理的布局。首先，尽可能选用参数完全一致/匹配的器件；其次，IGBT会受到温度影响，因此要保证把IGBT安装在同一个散热板上，实现对称散热。

4 结束语

在大功率的IGBT电路使用范围愈发广泛的过程中，不同电路设计各有优势，但缺陷也逐渐暴露。因此，目前重点研究了串、并联中的缺点，以尽可能减小乃至消除它们的影响，促进大功率IGBT驱动电路的普及。

参考文献

[1]辛卫东，汪东军，鞠文杰，孙宏志，邝静.大功率IGBT串联电压失衡机理及均压方法[J].电气应用，2014（19）：68-72.

[2]窦康乐，严仲明，李海涛，程志，吴锐，王豫.大功率IGBT模块串联动态均压的研究[J].电测与仪表，2012（04）：87-91.

[3]马伯乐，杨光，忻力.大功率IGBT直接并联应用技术研究[J].机车电传动，2014（01）：11-15.

[4]祁善军，翁星方，宋文娟，黄南.大功率IGBT模块并联均流特性研究[J].大功率变流技术，2011（06）：10-14.

第5篇：串联电路范文

授课时间：      授课地点:

授课教师：      授课课题:串并联电路的电阻关系

一  教学目标

知识与技能

1.培养学生理论联系实际，学以致用的科学思想。

过程与方法

1.体会等效电阻的含义，学会等效替代的研究方法。

情感态度与价值观

1． 能根据欧姆定律以及电路 的特点，得出串、并联电路中电阻的关系。

2．能进行两个电阻的串、并联电路的分析和计算。

二 教学重难点

重点：欧姆定律在串、并联电路中的应用。

难点：串、并联电路计算中公式的选择。

三 课前准备

电池组、开关、导线、电流表、定值电阻等。

四 教学过程

1. 复习回顾

2. 新课引入

演示：（1）将一个电阻接入电路，读出电流表示数

（2）将两个电阻接入电路，读出电流变示数

现象：一个电阻和两个电阻电流表示数一样，效果相同

阅读课本p93问题与思考，解释什么叫做等效电阻 

1. 串联电路中的电阻规律：

推论：串联电路的总电阻比任何一个分电阻都大。

例题1：把一个4Ω的电阻R1和一个5Ω的电阻R2串 联在电路中，如图12-7所示，电源两端的电压为 6V。这个电路中的电流是多大？

2. 并联电路中的电阻规律：

推论：并联电路中，总电阻比任何一个分电阻都小。

练习课本p96例题2，并用不同的方法解答

五 课堂总结：

1．串联电路中电流、电压和电阻的关系。

2．并联电路中电流、电压和电阻的关系。

第6篇：串联电路范文

关键词：串联谐振回路，工作原理，电子技术，应用。

中图分类号：F407.63 文献标识码：A 文章编号：

一、串联谐振回路的基本工作原理

谐振电路在电子技术中应用很广。在收音机、电视机等电子设备中, 都有多个由电感线圈与电容器组成的谐振回路, 其作用大多是选频。

串联谐振回路的基本形式如图1 所示, 图中L 和C 分别为回路电感和电容,R s 为信号源内阻,R L 为负载电阻, r 为回路中固有损耗电阻, 主要是电感中的导线电阻和磁心损耗。

图1

一般来说, 与电感中的损耗相比, 电容中的损耗可忽略不计, 其简化回路如图2 所示,

图2

当在正弦交流电压U 的激励下, 通过回路的电流为：

I==

式中，R= r + RL Z= R + j(ωL-1/ωC)

显然, 当ωL 二1 /ωC 时, 电路端口的电压与电流同相, 回路发生谐振; 因是在R、L、C 串联回路中发生的, 故称为串联谐振。当回路发生谐振时, 具有以下特征:

1、回路的阻抗最小, Z =R, 当端口电压U 不变时, 电流I 最大, I =I。=U / R (其中I。称为谐振电流) ,U = IR = U

2、谐振时, 电感上的电压和电容上的电压大小相等, 相位相反, 相互抵消, 即电抗电压U=U―U=0, 相量图如图3 所示。

图3

3、谐振时, 回路与电源间不发生能量交换, 能量的互换只在电感和电容之间进行。

二、串联请振回路的参数和特性

1、回路谐振频率f0

由谐振条件知, 当时ωL=1/ωC回路产生谐振。

此时: ω=ω=1/，得f0=1/2π

2、回路总阻Z

由原理图知, 串联谐振回路的总阻抗为: z = R L + r + R.+j (ωL 一l/ωC ), 谐振时阻抗最小且为纯电阻回路; 失谐时阻抗变大, 当f3、回路的品质因素Q< f0 时, 回路呈容性, 当f > f0 时, 回路呈感性。

3、回路的品质因素Q

品质因素.Q 定义为特性阻抗与电阻的比值,它是一个由回路参数R、L、C 决定的量。

4、空载回路电流I

I==，谐振时，I=

5、谐振曲线

由于串联电路中电流i相等，但L.C两端的电压并不一致，L两端的电压U1比电流i超前90°，而C两端的电压U则比i落后90°, U和U的相位正好相反，因此两者串联后是互相抵消的.又因为电感L两端的电压UL =2πfLi，电容C两端的电压Uc=i/(2πfc),也即感抗X,随频率的升高而升高，容抗X却随频率的升高而减小。因此，必然存在这样一个特定频率f0，满足条件2πfOL=1/(2πfOc)，此时感抗和容抗数值相等，电感两端的电压UL和电容两端的电压Uc数值相等，而方向相反，两者相互抵消，此时电路电流最大。由此可见，串联谐振的条件是X= Xc，其谐振频率f0=1/(2π).

串联电路的振荡频率f0，完全是由电路本身的参数来决定的，这是电路本身的固有性质，对于每一个具体的R.L,C串联电路，只存在一个对应的谐振频率f0。当外接信号源的频率与电路的谐振频率相等时，电路便发生谐振。此时电路的电流最大，该电流流过电感线圈L和电容C，产生的谐振电压也为最大值。人们利用谐振电路这一特点，可以达到从较宽频谱的信号中选择某一频率信号的目的。

当外接信号源频率f小于f0时，因为Xc > X，回路呈现容性，电路阻扰为Xc > X，此时电流比谐振状态下小;当外接信号源频率f高于f0时，Xc > X，此时回路呈现感抗，其值为Xc > X，电流亦比谐振状态下小。其电流随频率变化的曲线如图4所示。该曲线称为串联回路的谐振曲线。

图4

由图可知: 当谐振回路的Q 值不同, 谐振曲线的形状不同,Q 值越大, 曲线越尖,Q 值越小, 曲线越平坦, 在Q 值较低的情况下, 当频率偏离谐振频率时, 电流变化不大, 回路对非谐振频率的抑制能力较弱, 反之亦然。即是Q 值越高的回路选择性越好,Q 值越低的回路选择性越差。

串联谐振电路在谐振状态下, 电路的感抗与容抗相等, 相互抵消, 串联电路的总阻抗呈最小值为R, 回路电流i=U/R。此时电容上的电压Uc=QU, 电感上的电压U=QU。由于电感或电容两端的电压为信号源电压􀀁 的􀀁 倍, 因此串联谐振又称为电压谐振。

6、回路的通频带

定义谐振曲线I>I/=0.707 I所对应的频率范围，用BW=f0/Q表示，说明通频带与回路的Q值成反比，而Q值代表回路的选择性，因而这两个指标是互相矛盾的, 在应用时要合理的选用。

三、串联谐振回路在电子技术中的应用

根据串联谐振回路的特性, 它在电子技术中的应用很广泛, 主要体现在以下几个方面:

1、选频

以收音机选频回路为例, 如图5 所示为一收音机的输人回路图, 由一次侧调谐线圈L、, 二次侧韧合线圈玩和可变电容C 构成; L1和C 构成串联谐振选频回路。L1和L2绕在磁棒上, 当空中各种不同频率的电磁波穿过磁棒时, 在L1上感应出不同频率的电动e1、e2、e3・・・en。当调节C 使L1C 谐振回路的频率与其中一个信号的频率相等时即产生谐振, 此时该频率的信号所产生的电流达到最大, 而其它频率的信号产生的电流可以忽略不计, 从而在L1两端得到该频率的较大信号, 通过电磁藕合到二次侧得到该频率的信号再送到下一级回路进行处理; 如此调节C 就可以得到所要频率的信号, 从而达到选频的目的。该种选频回路在其它接收机中也得到广泛的应用。如: 无线调频话筒、对讲机、电视机等。

图5

2、滤波

在某些接收机中, 为了抑制某些特定的频率对接收信号产生干扰, 常采用串联谐振回路对其吸收,从而达到抑制干扰的目的。如: 电视机为抑制相邻高频道的图像中频载频(30 M 干扰和抑制相邻低频道的伴音中频载频(39.5M )干扰常采用的串联谐振吸收回路。

3、频率补偿

如图6 所示为一L C 串联谐振调音频率补偿回路, 以频率为15 KHZ的高音为例说明其补偿过程。L5、C5 、R5组成谐振频率为15 KHZ的串联谐振回路, 对15 KHZ及附近频率的信号阻抗很小, 当R P5调至中间位置时, 对15 KHZ频率没有补偿作用, 当RP 5向上滑动时,V3基极对地负反馈电阻减小,15 KHZ信号得到提升补偿; 反之亦然。

图6

串联谐振回路除了以上几个方面的应用外, 还在频幅和频相转换、阻抗变换等高频电路中得到较为广泛的应用。

参考文献:

[1] 刘德辉, 刘喜荣. 电路基础[M ].中国水利水电出版社,2004

[2] 李翰荪.电路分析(上册)[M ]( 修仃本).中央广播电视大学出版社,1989.

[3] 谢嘉奎.电子线路(非线性部分)[M ].高等教育出版社, 2001

[4] 黄亚平.高频电子线路[M ].机械工业出版社,2002

[5] 陶宏伟.收录机原理与维修(第二版)[M]. 电子工业出版社, 1998.

[6] 沈大林. 黑白电视机原理与维修[M].电子工业出版 1993

[ 7] 高葆新等. 微波集成电路[ M] . 北京: 国防工业出版社, 1995

第7篇：串联电路范文

【关键词】高低压串联旁路；机组功能；火力发电厂

如果高低压串联旁路可以在发电厂中进行有效的运用将大大提高火力发电运行的灵活度，从而能够合理有效的配置资源，高低压串联旁路能够有效的促进机组安全性的提高，同时还能够促进机组经济运行。旁路系统在机组中起到的作用是当锅炉的参数没有办法达到汽轮机冲转的有利条件时，这时候高低压旁路就开始发挥其强大的作用。并且随着电网的峰谷差异化越来越大，一些大机组要有效的进行调峰，这样就促使高低压旁路也越来越重要。本文从两个大的方面来分析高低压串联旁路在火力发电厂的有效应用。对旁路系统在火力发电厂的功能进行有效分析，然后提出合理的优化意见，使旁路系统能够在火力发电中产生更大的作用。

1 高低压串联旁路在火力发电厂的主要功能

1.1 有效实现单元机组的滑压启动和运行

旁路系统在火力发电厂主要是应用在汽轮机上。单元机组在滑压启动过程中要严格按照启动曲线的任务和要求运行。在研究过程中为单元机组提供了四种主要的方式，其中包括冷态的启动和温态的启动以及热态的启动和极度热态的启动。同时还提供了相应的一组启动特性曲线模式。在整个汽轮机的启动过程中需要运用旁路系统来配合汽轮机的控制系统DEH来共同满足这一项关键的要求。我们从这四种具体划分来看，对于冷态启动的时候，如果旁路系统能够有效的投入进去就可以很快的促进锅炉的升温和升压的过程。这样不仅可以有效缩短启动的时间同时还会避免造成不必要的电力浪费。热态启动的时候，旁路系统能够起到一个有效控制蒸汽的温度的作用，这样可以使主锅炉的蒸汽温度尽早的匹配汽轮机的金属温度并可以有效的使启动速度加快。如果我们采用中压缸的启动机组，这样在启动过程中是一定要不断的投入旁路系统的，因为旁路系统能够对中压缸进汽的温度和压力产生有效的控制。所以在火力发电厂中有效的运用旁路系统能够产生很多的有利影响[1]。

1.2 旁路系统可以有效保护再热器

在锅炉的正常运行中，汽轮机的高压缸排出的气体需要送入锅炉并需要进行第二次的加热，这样容易造成工质在第二次加热的时候，再热器会很快的冷却下来。会使汽轮机在运行中发生跳闸和FCB工况呈现大幅度的甩负荷的现象。这样会使汽轮机的高压或者低压汽阀迅速的关闭，使得高压缸因为没有蒸汽的排出而处于危险的干烧状态。这个时候旁路系统就起到了一个良好的保护状态，开启旁路系统可以有效的保护再热器，因为旁路系统的开启可以使蒸汽能够快速的再次进入再热器，并能够快速的进行冷却，使其不会因为干烧而快速超温。

1.3 可以改善锅炉有效运行的条件

旁路系统能够有效的改善锅炉的运行条件，是指在汽轮机发生FCB工况的情况时，如果汽轮机的发电机在运行的时候处于只带厂用电的状况，就需要快速的把旁路系统全力打开，这样可以快速的产生一定量的蒸汽，从而使锅炉能够慢慢地调整超过的负荷。最终能够保证锅炉可以在最低负荷下的稳定运行。

2 如何优化火力发电厂中的高低压旁路系统

对于加强和优化火力发电厂中的高、低压旁路系统，研究人员采取了许多优化的方案，我们应该从具体的实际出发对高、低压旁路进行有效的整改和优化。并应用到实践中去。具体如图1所示：

2.1 改变旁路系统的蒸汽调整阀的位置

如何有效的调整旁路的蒸汽调整阀，首先，对于高压旁路的蒸汽调整阀应该布置在再热器冷段管路的附近，对于低压旁路的蒸汽调整阀应该布置在凝汽器的附近位置。然后将减温水阀门放在相应的需要调整的蒸汽调整阀的位置。这样做的目的是因为，对于高低压的蒸汽调整阀而言其管路一般很短，如果将它们布置在合适的位置可以不用进行暖调阀的后管路。这样不仅可以极大的简化高低压的旁路系统，也可以有效的促进蒸汽调整阀的正常运行[2]。

2.2 优化高低压旁路系统阀门的有效性

在旁路系统的运行中，阀门有时候会存在泄露的问题，这样就会不利于锅炉的有效运转，那么如何有效的将阀门泄露的问题减到最低，就应该对锅炉的安装水平和检测标准进行严格的把关，这样可以减少锅炉侧面产生和留存多余的金属杂质和渣滓颗粒。为了减少锅炉内侧的杂质留存，需要提高检修的工艺标准水平并且要对旁路系统的吹管工艺进行严格的把关。经过多方的实践和调查，并且在有效的进行之后得出能够把多余的杂质排除出去的最佳行动方案。目前绝大多数发电厂采用的措施是在减温、减压阀内安装一个过滤网，这是最快也是最行之有效的方式。这样可以进一步增加旁路系统在锅炉正常运行中的保障作用。

2.3 有效增加高低压旁路的备用管路

当一些管路发生故障的时候，在不能保障可以快速进行维修的情况下，增加备用管路是最有效的解决手段，这在对高、低压旁路进行安装时就应该把备用管路应用到具体的操作中去。首先要做的就是在高低压蒸汽调整阀的前面增加管径相对较细的暖管管路，使机组在正常运行的情况下，能够保证暖管的管路手动门处于一直保持全开的形式，这样不仅保证了机组高低压旁路的调整阀能够有效的使管道一直处于热备用的状态，还能够有效避免蒸汽通过的时候对旁路系统的管道造成的压力。再者要将低压旁路的暖管的管道有效的引到中压自动的主汽门的前面，这样可以有效的保证机组旁路一直保持热备用，随时能投入运行[3]。

2.4 不断优化旁路系统对机组甩负荷的控制

机组的甩负荷是指在锅炉的正常运行时，发生的汽轮机的发电机组突然出现卸掉一些或者全部的负荷的现象。这种现象的发生不利于机组的正常运转。机组在甩负荷发生后，旁路系统将会对其产生重要的影响，具体的调控办法应该是，在甩负荷发生后，应保持低压旁路的喷水调整阀和蒸汽的调整阀处于展开的状态，同时可以将高压旁路开快达到50%，喷水的调整阀开到100%。这样可以防止减温水阀异常运行。也会有效的保护高低压旁路的蒸汽调整阀。

3 结语

高低压串联旁路对火力发电厂的良好运行起到了强大的推动作用，它可以通过不断优化机组存在的问题，使机组能够得到有效的运转。在火力发电厂中对高低压旁路的研究和实践始终是一个不断深入的话题。而我们的研究还只是这其中的一小方面，对于高低旁路系统的研究还是一个不断进行实践的过程，我们可以有效的借鉴多方面的理论和实践经验，促进高低压电路在火力发电厂有效的运行。

参考文献：

[1]邹世浩.超临界高低压旁路阀的研究[J].锅炉制造，2013（5）.

第8篇：串联电路范文

关键词：串联电容补偿；过电压；潜供电流；次同步谐振（SSR）；暂态恢复电压（TRV）；电力系统

1、引言

采用串联电容补偿技术可提高超高压远距离输电线路的输电能力和系统稳定性，且对输电通道上的潮流分布具有一定的调节作用。采用可控串补还可抑制系统低频功率振荡及优化系统潮流分布；

但在系统中增加的串联电容补偿设备改变了系统之间原有的电气距离，尤其是串补度较高时，可能引起一系列系统问题，因此在串补工程前期研究阶段应对这种可能性进行认真研究，并提出解决问题的相应方案及措施。 我国南方电网是以贵州、云南和天生桥电网为送端、通过天生桥至广东的三回500kV交流输电线路及一回500kV直流输电线路与受端广东电网相联的跨省（区）电网，2003年6月贵州—广东的双回500kV交流输电线路建成投运，南方电网形成了送端“五交一直”、受端“四交一直”的北、中、南三个西电东送大通道。随着南方电网西电东送规模的进一步扩大，为提高这些输电通道的输送能力和全网的安全稳定水平及抑制系统低频振荡，经研究决定分别在平果与河池变电所装设可控串补（TCSC）及固定串补装置（FSC）。通过对南方电网平果可控串补工程及河池固定串补工程进行的系统研究工作，作者对超高压远距离输电系统中，采用串联电容补偿技术可能引起的系统问题获得了比较全面的了解，并总结了解决这些问题的措施及方案。

研究结果表明，超高压输电线路加装串补后所引发的系统问题主要有过电压、潜供电流、断路器暂态恢复电压（TRV）及次同步谐振（SSR）等问题。

2、串补装置结构及其原理

目前在电力系统中应用的串联电容补偿装置按其过电压保护方式可分为单间隙保护、双间隙保护、金属氧化物限压器（MOV）保护和带并联间隙的MOV保护四种串补装置。带并联间隙的MOV保护方式的串补装置具有串补再次接入时间快、减少MOV容量及提供后备保护等优势，相对而言更有利于提高系统暂态稳定水平，因此目前在电力系统的串补工程中得到了比较广泛的应用。

（1）MOV是串联补偿电容器的主保护。串补所在线路上出现较大故障电流时，串联补偿电容器上将出现较高的过电压，MOV可利用其自身电压–电流的强非线性特性将电容器电压限制在设计值以下，从而确保电容器的安全运行。

（2）火花间隙是MOV和串联补偿电容器的后备保护，当MOV分担的电流超过其启动电流整定值或MOV吸收的能量超过其启动能耗时，控制系统会触发间隙，旁路掉MOV及串联补偿电容器。

（3）旁路断路器是系统检修和调度的必要装置，串补站控制系统在触发火花间隙的同时命令旁路断路器合闸，为间隙灭弧及去游离提供必要条件。

转贴于 摘要：文章结合我国南方电网河池固定串补及平果可控串补工程，对超高压输电线路装设串联电容补偿装置后的系统状况进行了比较深入的研究，指出一些系统问题，如过电压水平升高、潜供电流增大和可能发生的次同步谐振均源于串联电容补偿装置的固有特性，通过研究认为当串补所在输电线路发生内部故障时，采取强制触发旁路间隙等保护措施，是避免出现系统恢复电压水平超标和潜供电流增大等问题的有效途径。此外，还建议在串补站内装设抑制或监视次同步谐振的二次装置以抑制和避免系统发生次同步谐振。

关键词：串联电容补偿；过电压；潜供电流；次同步谐振（SSR）；暂态恢复电压（TRV）；电力系统

1、引言

采用串联电容补偿技术可提高超高压远距离输电线路的输电能力和系统稳定性，且对输电通道上的潮流分布具有一定的调节作用。采用可控串补还可抑制系统低频功率振荡及优化系统潮流分布；

但在系统中增加的串联电容补偿设备改变了系统之间原有的电气距离，尤其是串补度较高时，可能引起一系列系统问题，因此在串补工程前期研究阶段应对这种可能性进行认真研究，并提出解决问题的相应方案及措施。 我国南方电网是以贵州、云南和天生桥电网为送端、通过天生桥至广东的三回500kV交流输电线路及一回500kV直流输电线路与受端广东电网相联的跨省（区）电网，2003年6月贵州—广东的双回500kV交流输电线路建成投运，南方电网形成了送端“五交一直”、受端“四交一直”的北、中、南三个西电东送大通道。随着南方电网西电东送规模的进一步扩大，为提高这些输电通道的输送能力和全网的安全稳定水平及抑制系统低频振荡，经研究决定分别在平果与河池变电所装设可控串补（TCSC）及固定串补装置（FSC）。通过对南方电网平果可控串补工程及河池固定串补工程进行的系统研究工作，作者对超高压远距离输电系统中，采用串联电容补偿技术可能引起的系统问题获得了比较全面的了解，并总结了解决这些问题的措施及方案。

研究结果表明，超高压输电线路加装串补后所引发的系统问题主要有过电压、潜供电流、断路器暂态恢复电压（TRV）及次同步谐振（SSR）等问题。

2、串补装置结构及其原理

目前在电力系统中应用的串联电容补偿装置按其过电压保护方式可分为单间隙保护、双间隙保护、金属氧化物限压器（MOV）保护和带并联间隙的MOV保护四种串补装置。带并联间隙的MOV保护方式的串补装置具有串补再次接入时间快、减少MOV容量及提供后备保护等优势，相对而言更有利于提高系统暂态稳定水平，因此目前在电力系统的串补工程中得到了比较广泛的应用。

（1）MOV是串联补偿电容器的主保护。串补所在线路上出现较大故障电流时，串联补偿电容器上将出现较高的过电压，MOV可利用其自身电压–电流的强非线性特性将电容器电压限制在设计值以下，从而确保电容器的安全运行。

（2）火花间隙是MOV和串联补偿电容器的后备保护，当MOV分担的电流超过其启动电流整定值或MOV吸收的能量超过其启动能耗时，控制系统会触发间隙，旁路掉MOV及串联补偿电容器。

（3）旁路断路器是系统检修和调度的必要装置，串补站控制系统在触发火花间隙的同时命令旁路断路器合闸，为间隙灭弧及去游离提供必要条件。

（4）阻尼装置可限制电容器放电电流，防止串联补偿电容器、间隙、旁路断路器在放电过程中被损坏。3串补装置引起的过电压问题 串补装置虽可提高线路的输送能力，但也影响了系统及装设串补装置的输电线路沿线的电压特性。如线路电流的无功分量为感性，该电流将在线路电感上产生一定的电压降，而在电容器上产生一定的电压升；如线路电流的无功分量为容性，该电流将在线路电感上产生一定的电压升，而在电容器上产生一定的电压降。电容器在一般情况下可以改善系统的电压分布特性；但串补度较高、线路负荷较重时，可能使沿线电压超过额定的允许值。河池及平果串补工程的线路高抗与串补的相对位置不同时，输电线路某些地点的运行电压可能超过运行要求。

例如，惠河线或天平线一回线故障时，如将高抗安装在串补的线路侧，则串补线路侧电压可达到561kV或560kV以上[2]，均超过高抗允许的长期运行电压，因此在两工程中均建议将线路高抗安装在串补的母线侧以避免系统运行电压超标的问题。 在输电线路装设了串联电容补偿装置后，线路断路器出现非全相操作时，带电相电压将通过相间电容耦合到断开相。河池FSC及平果TCSC工程中的惠（水）—河（池）及天（生桥）—平（果）线路上均已装设并联电抗器，如新增加的电容器容抗与已安装的高压并联电抗器的感抗之间参数配合不当，则可能引发电气谐振，从而在断开相上出现较高的工频谐振过电压[3].因此在这两个工程的系统研究工作中对串联电容器参数进行了多方案比选以避免工频谐振过电压的产生。 对这两个串补工程进行的过电压研究表明，由于惠河线及天平线两侧均接有大系统，无论惠河线或天平线有无串补，在线路发生甩负荷故障时，河池及平果母线侧工频过电压基本相同；仅在发生单相接地甩负荷故障时，串联电容补偿的加入使得单相接地系数增大，从而使线路侧工频过电压略有提高，但均未超过规程的允许值，不会影响电网的安全稳定运行。

4、串补装置对潜供电流的影响

线路发生单相接地故障时，线路两端故障相的断路器相继跳开后，由于健全相的静电耦合和电磁耦合，弧道中仍将流过一定的感应电流（即潜供电流）[4]，该电流如过大，将难以自熄，从而影响断路器的自动重合闸。在超高压输电线路上装设串联电容补偿装置后，单相接地故障过程中，如串补装置中的旁路断路器和火花间隙均未动作，电容器上的残余电荷可能通过短路点及高抗组成的回路放电，从而在稳态的潜供电流上叠加一个相当大的暂态分量。该暂态分量衰减较慢，可能影响潜供电流自灭，对单相重合闸不利；单相瞬时故障消失后，恢复电压上也将叠加电容器的残压，恢复电压有所升高，影响单相重合闸的成功。根据对河池串补工程进行的研究：惠河线的惠水侧单相接地时，潜供电流波形是一个低频（f≈7Hz）、衰减的放电电流，电流幅值高达250-390A[5]（见图2）。断路器分闸0.5s后，该电流幅值仍可达200-300A，它将导致潜供电弧难以熄灭；如单相接地后旁路开关动作短接串联电容，潜供电流中将无此低频放电暂态分量[5]

第9篇：串联电路范文

关键词：串联电容补偿；过电压；潜供电流；次同步谐振(SSR)；暂态恢复电压(TRV)；电力系统

引言：采用串联电容补偿技术可提高超高压远距离输电线路的输电能力和系统稳定性，且对输电通道上的潮流分布具有一定的调节作用。采用可控串补还可抑制系统低频功率振荡及优化系统潮流分布；但在系统中增加的串联电容补偿设备改变了系统之间原有的电气距离，尤其是串补度较高时，可能引起一系列系统问题，因此在串补工程前期研究阶段应对这种可能性进行认真研究，并提出解决问题的相应方案及措施。 我国南方电网是以贵州、云南和天生桥电网为送端、通过天生桥至广东的三回500kV交流输电线路及一回500kV直流输电线路与受端广东电网相联的跨省(区)电网，2003年6月贵州―广东的双回500kV交流输电线路建成投运，南方电网形成了送端“五交一直”、受端“四交一直”的北、中、南三个西电东送大通道。随着南方电网西电东送规模的进一步扩大，为提高这些输电通道的输送能力和全网的安全稳定水平及抑制系统低频振荡，经研究决定分别在平果与河池变电所装设可控串补(TCSC)及固定串补装置(FSC)。 通过对南方电网平果可控串补工程及河池固定串补工程进行的系统研究工作，作者对超高压远距离输电系统中，采用串联电容补偿技术可能引起的系统问题获得了比较全面的了解，并总结了解决这些问题的措施及方案。研究结果表明，超高压输电线路加装串补后所引发的系统问题主要有过电压、潜供电流、断路器暂态恢复电压(TRV)及次同步谐振(SSR)等问题。

1 串补装置结构及其原理

目前在电力系统中应用的串联电容补偿装置按其过电压保护方式可分为单间隙保护、双间隙保护、金属氧化物限压器(MOV)保护和带并联间隙的MOV保护四种串补装置。带并联间隙的MOV保护方式的串补装置具有串补再次接入时间快、减少MOV容量及提供后备保护等优势，相对而言更有利于提高系统暂态稳定水平，因此目前在电力系统的串补工程中得到了比较广泛的应用。 (1)MOV是串联补偿电容器的主保护。串补所在线路上出现较大故障电流时，串联补偿电容器上将出现较高的过电压，MOV可利用其自身电压电流的强非线性特性将电容器电压限制在设计值以下，从而确保电容器的安全运行。 (2)火花间隙是MOV和串联补偿电容器的后备保护，当MOV分担的电流超过其启动电流整定值或MOV吸收的能量超过其启动能耗时，控制系统会触发间隙，旁路掉MOV及串联补偿电容器。 (3)旁路断路器是系统检修和调度的必要装置，串补站控制系统在触发火花间隙的同时命令旁路断路器合闸，为间隙灭弧及去游离提供必要条件。 (4)阻尼装置可限制电容器放电电流，防止串联补偿电容器、间隙、旁路断路器在放电过程中被损坏。

2 串补装置引起的过电压问题

串补装置虽可提高线路的输送能力，但也影响了系统及装设串补装置的输电线路沿线的电压特性。如线路电流的无功分量为感性，该电流将在线路电感上产生一定的电压降，而在电容器上产生一定的电压升；如线路电流的无功分量为容性，该电流将在线路电感上产生一定的电压升，而在电容器上产生一定的电压降。电容器在一般情况下可以改善系统的电压分布特性；但串补度较高、线路负荷较重时，可能使沿线电压超过额定的允许值。河池及平果串补工程的线路高抗与串补的相对位置不同时，输电线路某些地点的运行电压可能超过运行要求。例如，惠河线或天平线一回线故障时，如将高抗安装在串补的线路侧，则串补线路侧电压可达到561kV或560kV以上[2]，均超过高抗允许的长期运行电压，因此在两工程中均建议将线路高抗安装在串补的母线侧以避免系统运行电压超标的问题。 在输电线路装设了串联电容补偿装置后，线路断路器出现非全相操作时，带电相电压将通过相间电容耦合到断开相。河池FSC及平果TCSC工程中的惠(水)―河(池)及天(生桥)―平(果)线路上均已装设并联电抗器，如新增加的电容器容抗与已安装的高压并联电抗器的感抗之间参数配合不当，则可能引发电气谐振，从而在断开相上出现较高的工频谐振过电压[3]。因此在这两个工程的系统研究工作中对串联电容器参数进行了多方案比选以避免工频谐振过电压的产生。 对这两个串补工程进行的过电压研究表明，由于惠河线及天平线两侧均接有大系统，无论惠河线或天平线有无串补，在线路发生甩负荷故障时，河池及平果母线侧工频过电压基本相同；仅在发生单相接地甩负荷故障时，串联电容补偿的加入使得单相接地系数增大，从而使线路侧工频过电压略有提高，但均未超过规程的允许值，不会影响电网的安全稳定运行。

3 串补装置对潜供电流的影响

线路发生单相接地故障时，线路两端故障相的断路器相继跳开后，由于健全相的静电耦合和电磁耦合，弧道中仍将流过一定的感应电流(即潜供电流)该电流如过大，将难以自熄，从而影响断路器的自动重合闸。在超高压输电线路上装设串联电容补偿装置后，单相接地故障过程中，如串补装置中的旁路断路器和火花间隙均未动作，电容器上的残余电荷可能通过短路点及高抗组成的回路放电，从而在稳态的潜供电流上叠加一个相当大的暂态分量。该暂态分量衰减较慢，可能影响潜供电流自灭，对单相重合闸不利；单相瞬时故障消失后，恢复电压上也将叠加电容器的残压，恢复电压有所升高，影响单相重合闸的成功。根据对河池串补工程进行的研究：惠河线的惠水侧单相接地时，潜供电流波形是一个低频(f≈7Hz)、衰减的放电电流，电流幅值高达250-390A。断路器分闸0.5s后，该电流幅值仍可达200-300A，它将导致潜供电弧难以熄灭；如单相接地后旁路开关动作短接串联电容，潜供电流中将无此低频放电暂态分量。5 串补装置引起的次同步谐振问题 在超高压远距离输电系统中采用串联电容补偿技术后，尤其是大型汽轮发电机组经串补(特别是补偿度较高时)线路接入系统时，在某种运行方式或补偿度的情况下，很可能在机械与电气系统之间发生谐振，其振荡频率低于电网的额定频率，称为次同步谐振，可通过含有串联电容补偿装置的单机对无限大线的输电系统简述其原因。Ra为发电机定子电阻；XG为发电机等值电抗，XG=2πfLG，LG为发电机电感；RT为变压器电阻；XT为变压器电抗，XT=2πfLT，LT为变压器电感；R1为线路电阻；Xl为线路电抗，Xl=2πfLl，Ll为线路电感；Xc为串联电容电抗，Xc=1/2πfC，C为串联电容器电容。可知，串联系统的总阻抗与频率有关，即 式中 L 为发电机、变压器及线路的电感之和。 由于输电线路中串联补偿度一般小于1，因此回路的电气谐振频率fe小于系统的额定频率fn ，因此称之为次同步谐振。 装有串联电容补偿的输电线路发生电气谐振时，同步发电机在谐振条件下相当于一感应电动机。如任何冲击或扰动引起的次谐波电流在同步发电机内建立起旋转磁场，以2π(fe－fn)的相对速度围绕转子旋转时，转子将受到一频率为(fn －fe)的交变力矩的作用。(fn －fe)等于或十分接近发电机轴系的任一自振频率时，就可能发生电气机械共振现象。 大型多级汽轮发电机组轴系在低于额定频率范围内一般有4-5个自振频率，因此容易发生次同步谐振。次同步谐振的后果较严重，能在短时间内将发电机轴扭断，即使谐振较轻，也会显著消耗轴的机械寿命。美国MOHAVE电厂在1970年12月和1971年10月先后发生过两次次同步谐振，使两台300MW发电机组严重受损。 河池及平果串补站建成后，南方电网的500kV西电东送输电系统中是否存在SSR问题必须予以深入研究。通过频率扫描法可分析距离河池及平果串补站较近的系统中的汽轮发电机组(安顺电厂的300MW机组和盘南电厂的600MW机组)是否潜藏着发生次同步谐振的可能性。

4结论

（1）由于串补装置将影响其所在输电线路沿线的电压特性，因此需结合已建线路上的高抗位置校核增加串补后是否导致某些地点电压超过运行要求。并在满足输送容量及系统稳定水平的前提下，认真比选线路的串补度，以避免新增加的电容器容抗与已安装的高压并联电抗器的感抗之间的参数配合不当而引发的工频谐振过电压问题。

（2）装设并联电容的输电线路上发生接地故障时，在故障相两侧开关跳闸的同时(无论故障相MOV能耗或电流是否超过整定值)均要求立即将旁路断路器闭合，以避免出现较大幅值的低频放电暂态分量。