柔性高壓直流交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電纜及其附件的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、柔性高壓直流輸電技術(shù)由于其靈活多變的運(yùn)行功率范圍、運(yùn)行的獨(dú)立性、功率方向控制的簡(jiǎn)單性以及優(yōu)越的輸電性能而獲得廣泛的關(guān)注。柔性高壓直流輸電線路采用重量輕、體積小、電氣性能優(yōu)越、環(huán)境友好和維護(hù)方便的高壓直流XLPE電纜。我國(guó)風(fēng)能、太陽(yáng)能、潮汐能等二次能源資源豐富,而這類(lèi)能源產(chǎn)出電能的最佳傳輸方式就是采用柔性高壓直流輸電,因而研究柔性高壓直流輸電技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一,柔性高壓直流XLPE電纜及其附件,將具有十分重要的價(jià)值。本文以理論設(shè)計(jì)、仿真計(jì)

2、算及優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)研究為主線,逐步深化分析,從而構(gòu)成高壓直流XLPE電纜及其附件設(shè)計(jì)的完整體系。理論設(shè)計(jì)部分給出詳細(xì)的高壓直流XLPE電纜及其附件的設(shè)計(jì)方案,并給出分析絕緣層電場(chǎng)分布的理論依據(jù)。仿真計(jì)算及優(yōu)化部分以±30kV直流XLPE電纜及其附件為設(shè)計(jì)對(duì)象,仿真計(jì)算電纜在正常運(yùn)行狀態(tài)及“極性反轉(zhuǎn)”狀態(tài)時(shí)的電場(chǎng)分布情況,并對(duì)電纜附件應(yīng)力錐形狀和電導(dǎo)參數(shù)配合等進(jìn)行優(yōu)化分析。最后,實(shí)驗(yàn)部分采用電聲脈沖法(PEA)研究了電纜主絕緣材料的空間電荷分

3、布特性,在此基礎(chǔ)上提出了電纜主絕緣材料選型的依據(jù);從空間電荷特性、拉伸性能以及動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析研究了熱處理溫度對(duì)電纜附件絕緣材料性能的影響;通過(guò)三電極法研究電纜及其附件絕緣材料的電導(dǎo)電流特性以及電聲脈沖法研究電纜主絕緣與附件增強(qiáng)絕緣構(gòu)成的雙層絕緣介質(zhì)的界面空間電荷特性,兩種方法互為驗(yàn)證。論文著眼于理論設(shè)計(jì)、仿真分析與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究思路,成功地完成了柔性高壓直流XLPE電纜及其附件的設(shè)計(jì)。課題研究的成果將給我國(guó)柔性高壓直流輸電技術(shù)提供一定