操作过电压计算的历史与发展

在研究输电线路与电力设备的过电压和绝缘配合时,曾习惯于把作用在绝缘上的最高过电压和绝缘能承受的最低绝缘强度进行配合,在两者之间选取一定的裕度,这种传统的绝缘配合方法称为惯用法。由于过电压和绝缘强度的统计性质,实际上最高过电压和最低绝缘强度很难有确切意义。这种方法不能定量地给出绝缘故障率,因此给合理地选择绝缘水平造成困难。

20世纪70年代以来,国内外相继推荐采用统计法对自恢复绝缘进行绝缘配合,统计法把过电压和绝缘强度都作为随机变量,在确定它们的分布规律以后,可以定量地计算出故障率,使有可能从不同的安全要求出发进行绝缘的优化设计,并进行各种影响因素的敏感性分析。

此外,国际电工委员会(IEC)还介绍一种绝缘配合的简化统计法,假定过电压和绝缘的耐受电压都按照正态分布,推荐用绝缘耐受概率为90%的统计耐受电压与过电压幅值概率不超过2%的统计过电压进行配合,在它们之间取统计安全系数(https://www.xing528.com)

统计安全系数和惯用法中的裕度有所不同,前者是建立在可接受的故障率基础上,而后者建立在经验的基础上,和绝缘故障率没有定量关系。

为了适应这一总的趋势,目前国内外都在进行绝缘配合统计方法的基础研究工作,并且已取得一定的进展,从过电压计算方面来说,国际上已经广泛地采用电磁暂态计算程序和暂态网络分析仪(TNA)进行操作过电压概率分布的数值和物理模拟计算。近年来,蒙特卡洛法在操作过电压统计计算方面的应用已经有比较成熟的经验,尽管各国所采用的开关操作随机性模拟以及计算得到的过电压分布规律不尽相同,在国内,电力科学研究院首次在计算程序中采用蒙特卡洛法研究合闸过电压的概率分布,目前已经有许多单位用类似的方法在TNA和数字计算机上进行统计计算。不论在国内还是在国外,计算操作过电压概率分布的蒙特卡洛法已经成为电力系统电磁暂态计算程序的一个有机组成部分,并将在工程实际计算中得到越来越广泛的应用。