电压互感器谐振过电压分析及预防措施
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器（Voltage Transformer，简称VT）作为电力系统中常用的电测量装置，其主要功能是将高压侧电压降低到安全范围内，以便进行电能测量、保护和控制。
在某些特殊工况下，VT可能会出现铁磁谐振，导致过电压产生，进而对设备和系统安全产生威胁。
对于电压互感器的铁磁谐振过电压防范措施需要引起我们的高度重视。
铁磁谐振是指电力系统中电压互感器产生谐振的现象，主要由于电压互感器的铁心元件与电力系统谐振电容形成谐振回路，使得系统中的电压产生高频振荡，导致过电压的出现。
1.选择合适的电压互感器参数：需要根据电力系统的额定电压和频率，选择合适的电压互感器额定电压和变比。
正确选择电压互感器的参数，可以减小系统中的电流谐振，降低谐振幅值，从而减小谐振过电压的产生。
2.合理设计电压互感器的阻尼电阻：在电压互感器的次级绕组中加入适当的阻尼电阻，可以提高电压互感器的阻尼，降低谐振振荡的幅值，减小谐振过电压的可能性。
阻尼电阻的阻值大小需要根据实际情况进行优化设计。
3.增加铁芯的短路开关：为了在需要的时候能够快速地将电压互感器的铁芯短路，可以在电压互感器的铁芯上增加短路开关。
通过控制短路开关的状态，可以有效地控制铁芯的磁导率，避免谐振过电压的产生。
4.合理布置电力设备和线路：在设计电力系统时，需要合理布置电力设备和线路，减小电力系统中的电感耦合。
通过合理布置线路，降低电力系统中的电感耦合，可以减小谐振回路的形成概率，降低谐振过电压的可能性。
5.增加有源补偿装置：有源补偿装置可以根据电力系统中的谐振情况，实时监测并补偿电气系统中的电能，减小谐振过电压的产生。
通过增加有源补偿装置，可以有效地提高电力系统的稳定性和可靠性。
关于谐振过电压及预防的技术措施
关于谐振过电压及预防的技术措施摘要：谐振过电压是因电网储能参数—电感和电容匹配符合谐振条件而引起的过电压。
在电力生产和电力运行的中低压电网中，由于故障的形式和操作方式是多种多样的，谐振性质也各不相同。
因此，应该了解各种不同类型谐振的性质与特点，掌握其振荡的性质和特点，并制订防振和消振的对策与措施。
关键词：谐振过电压；预防；技术措施1.谐振的危害性在电力供电电网上，谐振过电压在正常运行操作中出现频繁，其危害性较大；过电压一旦发生，往往造成电气设备的损坏和大面积的停电事故。
多年电力生产运行的记载和事故分析表明，中低压电网中过电压事故大多数都是由谐振现象所引起的。
由于谐振过电压作用时间较长，所引起谐振现象的原因又很多，因此在选择保护措施方面造成很大的困难。
为了尽可能地防止谐振过电压的发生，在设计和操作电网设备时，应进行必要的估算和安排，以免形成严重的串联谐振回路；或采取适当的防止谐振的措施。
目前变电站大部分采用中性点不接地方式运行，而最常见的谐振过电压就是发生在中性点不接地系统中。
从电网的运行实践证明，中性点不接地系统中由于电压互感器铁心饱和引起的铁磁谐振过电压比较多，尽管采取了不少限制谐振过电压的措施，如：消谐灯、消谐器、PT高压中性点增设电阻或单只PT等，但始终没有从根本上得到解决，PT烧毁、熔丝熔断仍不断发生；另一方面由于中性点不接地运行方式的主要特点是单相接地后，允许维持一定的时间，一般为2小时，不致于引起用户断电，但随着中低压电网的扩大，出线回路数增多、线路增长，中低压电网对地电容电流亦大幅度增加，单相接地时接地电弧不能自动熄灭必然产生电弧过电压，一般为3—5倍相电压甚至更高，致使电网中绝缘薄弱的地方放电击穿，并会发展为相间短路造成设备损坏和停电事故。
2.产生谐振过电压的因素2.1互感器铁磁谐振过电压的因素电压互感器伏安特性的影响。
铁芯电感的伏安特性愈好，即铁芯饱和得愈慢，也即谐振所需要的阻抗参数XC0/XL愈大；反之，谐振所需XC0/XL愈小。
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器是电力系统中常用的测量仪器，也是系统中的重要装置之一。
但是，在电力系统的运行中，电压互感器的使用也面临着很多问题，如铁磁谐振过电压。
铁磁谐振过电压是电压互感器在谐振情况下，长时间处于高电压状态下，容易造成设备损坏，甚至导致安全事故发生。
因此，需要采取有效措施，加强电压互感器的防范措施，以保障电力系统的安全稳定运行。
一、铁磁谐振过电压的成因及危害电压互感器中的铁芯是由硅钢片叠压而成，其导磁特性是非线性的。
一般情况下，电压互感器的负载比较小，电压互感器的电路谐振是极难发生的。
但是，如果出现负载开路（如断路器拆卸等操作），则使得电压互感器中的感应电流大幅度减小，电感值变大，当电容注入电流时，系统中的电容和电感共振，形成铁磁谐振。
当发生脉冲放电或过电流的冲击时，电感器内部的电压猛地升高，这就是铁磁谐振过电压的成因之一。
铁磁谐振过电压会造成设备局部击穿，损坏电容、电抗器等电力设备，对电力系统的可靠性和安全性造成严重威胁。
另外，如果频繁发生铁磁谐振过电压现象，还会造成电网负荷调节不稳定，导致电压波动，影响系统的稳定性。
二、电压互感器的防范措施1.调整电压互感器的谐振频率电压互感器的谐振频率是通过电容和电感器之间建立的谐振回路来实现的。
因此，在设计和安装过程中，可以调整电容和电感器之间的参数，以达到一定的谐振频率，减少铁磁谐振过电压的发生。
2.加装过电压保护装置过电压保护装置是电力系统中重要的防护装置之一，其作用是对电力系统中的过电压进行有效的控制。
在电压互感器的设计和安装过程中，可以增加过电压保护装置的投入，当电压互感器出现谐振时，过电压保护装置可以及时地将过电压抑制在一定范围内，从而保护电力系统的运行安全。
3.系统电容投入系统电容投入可以改善电网系统的功率因数和电压水平，同时还可以抑制铁磁谐振过电压的发生。
在电网系统的设计和运行中，可以根据需要增加系统电容的投入，减少电容和电感器之间的谐振，从而保护电力设备的运行安全。
电磁式电压互感器谐振过电压分析及抑制措施
电磁式电压互感器谐振分析及抑制措施研究(江建明四川省电力工业调整试验所610072) 电力系统接地系统为直接接地系统和不接地系统。
直接接地系统易发生并联谐振，不接地系统在单相接地时易发生串联谐振，有并联电容器的断路器易发生串联谐振。
长期以来，电力系统谐振过电压严重威胁着电网的安全。
特别是对中性点不接地系统，铁磁谐振所占的比例较大。
随着电网的日益发展，中性点直接接地系统的铁磁谐振问题越来越严重，出现的概率也越来越大。
近年，在四川发生过多次铁磁谐振引起过电压的案例，应引起高度重视。
本文将介绍产生铁磁谐振的机理、原因、现象以及应采取的措施。
1．产生铁磁谐振的原因铁磁谐振存在三种情况：直接接地系统对地电容引发的铁磁谐振；不接地系统的单相接地引起的铁磁谐振；断路器端口并联的电容形成的铁磁谐振。
电力系统中许多元件是属于电感性的，如电力变压器、互感器、发电机、消弧线圈为电感元件，而线路各导线对地和导线间既存在纵向电感又存在横向电容，这些元件组成复杂的LC震荡回路，在一定的能量作用下特定参数配合的回路就会出现谐振现象。
由于铁芯电感的磁通和电流之间的非线性关系，电压升高导致铁芯电感饱和，极易使电压互感器发生铁磁谐振。
在中性点不接地系统中，如果不考虑线路的有功损耗和相间电容，仅考虑电压互感器电感与线路的对地电容C，当C大到一定值且电压互感器不饱和时，感抗X L大于容抗X C；而当电压互感器上电压上升到一定数值时，电压互感器的铁芯饱和，感抗X L小于容抗X C，这样就构成了谐振条件，下列几种激发条件可以造成铁磁谐振：（1）当投入电力系统的电力线路长度发生变化时，线路对地电容与线路电阻发生改变。
如空载线路投切操作，对空母线充电，尤其是短母线进行倒母线时，易产生对地电容引起的并联谐振。
（2）当系统运行状态突变，在暂态激发条件下，TV铁芯饱和，其电感量L处于非线性变化。
如有线路瞬间接地，雷电感应侵入电网，尤其系统出现单相接地，易产生串联谐振。
电压互感器铁磁谐振的发生原因及防范措施
电力系统中存在着许多储能元件，当系统进行操作或发生故障时，变压器、互感器等含铁芯元件的非线性电感元件与系统中电容串联可能引起铁磁谐振，对电力系统安全运行构成危害。
在中性点不接地的非直接接地系统中，铁磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压是常见的，是造成事故较多的一种内部过电压。
这种过电压轻则使电压互感器一次熔丝熔断，重则烧毁电压互感器，甚至炸毁瓷绝缘子及避雷器造成系统停运。
在一定的电源作用下会产生串联谐振现象，导致系统中出现严重的谐振过电压。
1、电压互感器引起铁磁谐振的发生原因分析在中性点不接地系统中，为了监视对地绝缘，母线上常接有Y接线的电磁式电压互感器，如图1所示，图中u0为电源电势，C为线路等设备的对地电容，L为电压互感器激磁电感，R0为中性点串联消谐电阻。
在正常运行状态下电压互感器励磁感抗很大，其数值范围在兆殴级以上且各相对称。
C数值视线路长短而定，线路愈长容抗愈小，即以1 km线路而言，其每相对地电容约0.004μF ，故其容抗小于1 MΩ，所以整个网络对地仍呈容性且基本对称，电网中性点的位移电压很小,接近地电位。
但电压互感器的励磁电感随通过的电流大小而变化，其U-I特性如图2所示。
由图2可见，曲线的起始一段接近直线，其电感相应地保持常数。
当激磁电流过大时，铁芯饱和，则L值随之大大降低。
正常运行时铁芯工作在直线范围，当系统中出现某些波动，如电压互感器突然合闸的巨大涌流、线路瞬间单相弧光接地等，使电压互感器发生三相不同程度的饱和，以至破坏了电网的对称，电网中性点就出现较高的位移电压，造成工频谐振或激发分频谐振。
2、铁磁谐振的特点对于铁磁谐振电路，在相同的电源电势作用下，回路可能不只有一种稳定的工作状态。
电路到底稳定在哪种工作状态，要看外界冲击引起的过渡过程的情况。
TV的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因，但铁磁元件的饱和效应本身，也限制了过电压的幅值。
此外回路损耗也使谐振过电压受到阻尼和限制。
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器是一种用于测量电力系统中电压的设备，其作用是将高压电网的电压信号变换为低压信号，以便与保护设备或测量设备相连。
当电网中出现铁磁谐振情况时，往往会给电压互感器带来负面影响，甚至引发过电压事故。
对电压互感器的铁磁谐振过电压进行有效的防范措施，显得尤为重要。
铁磁谐振过电压是指在电网中存在电容性电压降与电容性感应电流之间的共振现象，当系统中存在频率相同的电容性电压降和感应电流时，就会形成共振。
在电网中，由于各种原因，例如电容性电压降和高电压电网中的感应电流，会引起电网中的谐振。
而电压互感器作为电力系统中的重要设备之一，其铁磁谐振过电压会导致其损坏，甚至对整个电网的稳定性和安全性造成影响。
为了有效防范电压互感器的铁磁谐振过电压，需要采取一系列的措施。
首先是合理选用电压互感器的类别和型号。
电压互感器的类别和型号应根据具体的电力系统条件和要求来选定，避免盲目选用不合适的电压互感器，导致频率与系统谐振频率相接近，从而产生谐振现象。
其次是合理设置电压互感器的接线方式。
在电网的设计和施工中，应按照要求合理设置电压互感器的接线方式，减少因连接方式不当导致的谐振风险。
还需加强对电网的监测和维护。
通过对电网的实时监测和及时维护，可以及时发现存在的谐振风险，采取相应的措施进行处理，保障电网的稳定运行。
除了以上措施外，还可以采用谐振阻抗装置来防范电压互感器的铁磁谐振过电压。
谐振阻抗装置是一种专门用于防范电网谐振现象的装置，其作用是在谐振发生时，通过调节电路的阻抗来阻止电路共振，从而有效地防范铁磁谐振过电压。
谐振阻抗装置可以根据具体的电网条件和需求设计定制，安装在电网中的关键位置，有效地避免电压互感器因谐振而产生过电压。
加强对电压互感器的维护和检修也是防范铁磁谐振过电压的重要手段。
定期对电压互感器进行检查和维护，及时清除电压互感器周围的杂物，保证电压互感器正常运行，并避免因外界物体的干扰而引起谐振现象。
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器是电力系统中常见的一种测量设备，其作用是将高压变电器的高电压变换为低电压用于测量和保护系统。
电压互感器在运行过程中会受到各种干扰和影响，其中铁磁谐振过电压是一个常见的问题。
本文将对电压互感器铁磁谐振过电压的原因进行分析，并提出相应的防范措施。
一、铁磁谐振过电压的原因1. 铁芯饱和电压互感器的铁芯在运行过程中，会受到系统电压的影哨，当系统电压过高时，铁芯可能会发生饱和现象。
当铁芯饱和时，会导致互感器的谐振频率发生变化，从而产生过电压。
2. 负载变化3. 保护动作在系统故障或过载状态下，保护设备会进行动作，引发短时过电压。
这种过电压也可能引起电压互感器的铁磁谐振现象。
1. 加强互感器绝缘为了防范铁磁谐振过电压的发生，首先要确保互感器的绝缘性能良好。
在选择互感器时，应选择具有较高击穿电压的绝缘材料，以提高互感器的绝缘强度。
2. 优化互感器设计在互感器的设计过程中，应该根据系统的电压和负载特性，优化互感器的结构和参数，以减少铁磁谐振过电压的可能性。
3. 使用补偿电容器在互感器的设计中，可以加入合适的补偿电容器来抵消铁磁谐振过电压。
补偿电容器的选择和布置是一个复杂的工程问题，需要根据实际系统情况进行综合考虑。
4. 定期检测为了确保电压互感器的正常运行，需要定期对其进行检测和维护。
通过定期检测，可以及时发现互感器存在的问题，并采取相应的措施进行修复。
5. 系统优化在系统设计和运行过程中，应该保持系统的稳定性，避免出现系统过载或短路等故障情况，以减少铁磁谐振过电压的发生。
电压互感器铁磁谐振过电压是一个常见的问题，但通过合理的设计和操作措施，可以有效地防范和解决这一问题，从而确保电力系统的安全稳定运行。
希望本文的分析和建议能够为电力系统工程技术人员在实际工作中提供一些参考和帮助。
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器在电力系统中起着非常重要的作用，它能够将高压电网中的电压变换成为低压信号，以便供给保护装置和测量仪表使用。
电压互感器本身也存在一些问题，其中之一就是铁磁谐振过电压的问题。
铁磁谐振过电压是指在电力系统中，由于电压互感器的谐振频率和系统中其他部件的自然频率相接近而导致的过电压问题。
这种过电压可能对电力系统的稳定性和设备的安全造成严重影响，因此需要采取措施来防范铁磁谐振过电压的发生。
要针对电压互感器的设计和选型进行合理规划。
设计时应考虑到电压互感器在实际运行中可能遇到的工频和谐振过电压，选择合适的铁心材料和绕组结构，以尽量减小谐振频率和增加谐振频率间隔，避免与系统的自然频率相近。
在选型时应根据系统的特点和运行环境，选择合适的电压互感器型号和参数，以确保其在系统中的稳定性和可靠性。
需要对电压互感器进行良好的安装和维护。
在安装时要遵循相关标准和规范，确保电压互感器与系统的连接良好，接地可靠，并且避免在安装位置附近存在铁磁材料，以减小谐振的可能性。
在日常维护中要定期对电压互感器进行检查和测试，发现问题及时处理，以保证其在运行中的性能和稳定性。
对于已经存在的铁磁谐振过电压问题，可以通过一些措施来进行防范和处理。
其中之一就是采取适当的补偿措施，例如在电压互感器绕组中添加电容器进行串联补偿，或者在电压互感器的外部添加谐振电抗器进行并联补偿，以改变谐振电路的参数，使谐振频率远离系统的自然频率，减小过电压的可能性。
还可以通过在系统中增加补偿电抗器或者调整系统参数，来改变系统的自然频率和阻尼，以减小谐振过电压的影响。
铁磁谐振过电压是电压互感器在实际运行中可能遇到的一个严重问题，需要系统设计、选型、安装和维护等方面都进行合理规划和措施，以保证电压互感器在系统中的稳定性和可靠性。
对于已经存在的谐振过电压问题，需要通过补偿措施和系统参数调整等方法进行防范和处理，以确保系统的安全稳定运行。
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的一 些措 施 。
线圈和线性电容器并联（ 或串联） 而成的电路 ， 称谐 振 电路 。在正 弦激 励 作用 下 ， 电路 内会 出现 基波 谐 振、 高次谐波谐振 、 分频谐振 ， 统称谐振。下面来讨 论Ｐ Ｔ发 生谐 振 的原理 ． Ｐ＇ 常接在母 线上 ， 一次绕 组接成 星型 ， ｒ通 Ｉ 其 对于 中性 点 直 接接 地 系 统 ， 相 对 地 励 磁 电感 各
的振荡 回路 。中性点非 直接接地 系统 中， 系统 电 源与接有 电磁式 电压互感器的等值电路 ， 见图 ３ 。 正 常 运 行 下 ， 相 对 地 负 荷 平 衡 ， 性 点 处 于 零 三 中
电位 ， 即不 发 生 位 移 现 象 。 当 电 网 发 生 扰 动 时 ，
电压为无穷大 。前者称串联谐振 ， 后者称并联谐振 ， 如 图 １２ 、。
Ｌ ，２，３与 母 线 对 地 电 容 Ｃ １Ｌ Ｌ ０间 各 自组 成 独 立
１ 谐振分析
按电路理论 ， 谐振是正弦电压加在理想 的电感 或电容串联电路上 ， 当正弦频率为某一值时 ， 容抗与
感抗 相 等 ， 电路 阻 抗 为零 ， 电路 电流 达 到 无 穷大 ； 当 正 弦 电压 加在 电感 和 电容并 联 电路 上 ， 弦 电压 频 正 率为 某一 值 时 ， 电路 总导 纳 零 ， 电感 、 电容 元件 上
要 是三 次 谐 波 。三 次 谐 波 电压 的产 生 可认 为 是 由 激磁饱 和 引起 。如 中性 点 绝 缘 的 电 源对 三 相 非 线 性 电感供 电 ， 由于未构 成三 次谐 波 电流 通路 ， 各相
图 ４ １ｋ Ｐ ０ Ｖ Ｔ一次 侧 中性 点 经 消 谐 装 置
中出现三次谐波电压 ， 并在辅助绕组开 口三角处产 生各相三次谐波电压合成电压 。当不大的对地 电容 与互感器并联形成振荡 回路 ， 其振荡 回路 的固有频 率为适 当数值时将引起三次谐波过电压。基波谐振 时过电流不大， 而过 电压较高。分次谐波谐振时过 电压并不高 ， 而电压互感器电流极大， 常使 电压互感 器因过热而爆炸。高次谐波谐振时， 电流不大， 过电 压很 高 ， 常使设 备绝 缘损坏 。 经 有关研究证 明： Ｐ 在 Ｔ开 口三角绕组接入 电阻 ＲＸ ／ ｍ≤０ ４ 相 当 于在 Ｐ 励 磁 电感 之 中并 入 电阻 ， ．， ｒ ｒ 能够限制和消除谐 振 ； 架空线路对地容抗 Ｘ ０ Ｘ ｃ／ ｍ
频 率若接近于电源频率 ， 就产 生 了严重 的谐 振现 象， 中性 点位移 电压 急剧上升 。
图 １ 电感 电容 串联 电路
Ｒ
图 ２ 电感 电容并联 电路
图 ３ 等值 回路
・
７ ・ ９
贵州电力技术
第ｌ ４卷
谐振可归纳为 ： 基波共振、 分频谐波共振、 高次
谐波 共振 。
性： ｃ 有 ｏ Ｌ＝１ｏ ／￣ Ｃ。
较大。过 电压 一旦发 生 ， 往往造 成 电气设备 损 坏
甚 至 发 生 停 电事 故 。 由 于 谐 振 过 电压 作 用 时 间
Ｐ Ｔ和 其接在 母 线 上 的 对地 电容 组 成 了 由铁 心
长， 且不能用避雷器 限制 ， 因此 在选择保护措施方 面 有 较大 困难 。 主要 针 对 电压 互 感 器 自身 设 计 如
１ １ 基 波共振 ．
内部 由 Ｓ ｉ Ｃ非线性电阻片与线性 电阻（ ７ｋ 串 ６— ａ） 接， 在低压时呈高阻值 ， 使谐振在初始阶段不易发展 起来 。在线路 出现较长时间单相接地时 ， 消谐器上 将出现千余伏电压 ， 电阻下降至稍大于 ６～ ｎ， ７ｋ 使 其不至于影响接地指示装置灵敏度 ， 同时非线性 电 阻片热容量相当大 ， 可满足放 电电流要求 。
２ １ 年 ４月 第 ｌ ０１ ４卷 第 ４期
２ １ ，Ｖｏ ，１ ０ １ ｌ ４，Ｎｏ ４ ．
贵 州电力技 术
ＧＵＩ ＺＨＯＵ ＥＬＥＣＴＲＩ Ｐ Ｃ ＯＷ ＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬ ＯＧＹ
农 电技术
Ｒｕ ａ ｏ ｒ ｃ ｎ ｑ ｅ ｒｌＰ ｗｅ ｈ ｉｕ Ｔｅ
电 压 互 感 器 谐 振 过 电压 分 析 及 预 防措 施
李应林
（ 义供 电局 ， 遵 贵州 遵义 ５ ３０ ） ６０ ０
摘 要 ： 电磁式电压互感器 引起铁磁谐振的原理进行 了分析 ， 电力 系统 中发 生谐振 的分类做 了介 绍 ， 对 对 并将各 种
谐振对 电力 系统运行 中造成 的危 害做 了阐述 。最后 ， 就如何有效预防 Ｐ ｒ ｒ引起铁磁谐振提 出了一些限制性措施 。
系统二相对地 电压升 高， 一相降低。中性点电 压略高于相 电压 ， 类似单相接地 ， 或是二相对地电压 降低 ， 一相升高 ， 中性点有电压。 １２ 分频谐 波 共振 ． 三相电压同时升高 ， 中性点有 电压 ， 这时 一 次电流可达正常额定 电流 的 ３ ５ Ｏ～ ０倍或更高。中 性点电压频率大多低于 １２工频。 ／ １ ３ 高次谐 波共振 ． 三相电压同时升高 ， 中性点有较高 电压频率主
关键词 ： 电力 系统 ； 铁磁谐振 ； 原理分析 ； 限制措施 文章编号 ：０ ８－ ８ Ｘ（０ １４－ ０ ９－ ３ 中图分类号 ：Ｍ８ 文献标识码 ： １０ ０ ３ ２ １ ） ０ ７ ０ Ｔ ５ Ｂ
在 电力 系 统 中 ， 振 过 电压 出现 频 繁 ， 害 性 谐 危
谐振电路有一个特点 ， 容抗等于感抗 ， 电路呈阻
可能使一 相或 两相 对地 电压 瞬 间 升高 。如果 由 于扰动导致 Ａ相对地 电压升高 ， 使得 Ａ相互感器 的励磁 电流突然增大而发 生饱和 ， 等值 励磁 电 其
感 相应减小 ， 样 ， 相对 地负荷变 成不平衡 ， 这 三 中 性 点 发 生 位 移 电 压 ， 且 对 地 三 相 回路 中 的 自振 并