断线引起的铁磁谐振过电压

断线过电压是电力系统中较常见的一种铁磁谐振过电压。这里所指的断线泛指导线因故障折断、断路器拒动以及断路器和熔断器的不同期切合等。断线引起的谐振过电压，可能导致避雷针爆炸、负载变压器相序反倾和电气设备绝缘闪络等事故。

断线涉及三相系统不对称开断，电路中又有非线性元件。分析断线谐振过电压的方法一般为：首先应用等值电阻原理，将系统三相电路简化为单相等值电路；然后用等值电路分析谐振条件，再将单相电路的分析结果，反推至三相电路，求相应元件上承受的过电压。

下面以中性点不接地系统发生单相断线的电路进行分析说明，如图5.24所示。在图5.24中，忽略了电源内阻抗、线路阻抗（相比于线路容抗，其数值很小），L为空载（或轻载）变压器的励磁电感，C0为每相导线的对地电容，C12为导线相间电容，线路长度为l。假定A相在离电源xl（x=0～1）处发生断线，断线处两侧A相导线的对地电容分别为。断线处变压器侧A相对B、 C相导线的相间电容为。图中略去了接至电源侧的相间电容（因电源内阻抗等于零，该电容不参与谐振）。设线路的正序电容与零序电容的比值为

一般σ=1.5～2.0， 由上式可得

图5.24　中性点不接地系统发生单相断线时的电路

图5.24中三相电源对称，且当A相断线后，B、 C相在电路上完全对称，因而可以简化成图5.24 （ b）所示的单相等值电路。

对图5.24 （ b）值电路，还可以利用戴维安定理进行一步简化为如图5.25所示的等值串联谐振电路。在此电路中，等值电势E等于图5.24 （b）中a、 b两端点间的开路电压，等值电容为a、 b间向电源侧看进去的入口电容（电压源短接）。

图5.25　简单的等值串联谐振电路

因此

（5-53）

（5-54）

若已知系统具体参数、发生断线故障的位置，就可通过图5.25进一步分析系统发生谐振的情况。

随着系统断线（非全相运行）的具体情况不同，各自有相应的等值单相接线图和等值简单串联谐振回路，应根据实际的断线情况进行分析。

非全相运行时的谐振电路，在一定参数配合和激发条件下，可能会产生基频、高频或分频谐振。当发生基频谐振时，会出现三相对地电压不平衡，如两相电压升高、一相电压降低，或三相电压同时升高的现象。在负载变压器侧可能发生负序电压占主要成分的情况，引起系统相序反倾，造成小容量电机反转的现象。

为防止断线过电压，可采取下列限制措施：

（1）保证断路器的三相同期动作，不采用熔断器设备。

（2）加强线路的巡视和检修，预防发生断线。

（3）若断路器操作后有异常现象，可立即复原，并进行检查。

（4）不要把空载变压器长期接在系统中。

（5）在中性点接地的电网中，合闸中性点不接地的变压器时，先将变压器中性点临时接地。这样做可使变压器未合闸相的电位被三角形连接的低电压绕组感应出来的恒定电压所固定，不会引起谐振。