高壓直流擠包絕緣電力電纜系統(tǒng)及其工程應(yīng)用

譯者序 

原書序 

原書前言 

第1章概述1 

參考文獻(xiàn)6 

第2章HVDC電纜輸電基礎(chǔ)9 

2.1 HVDC輸電的歷史9 

2.2 HVAC與HVDC輸電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)比較15 

2.3 HVDC輸電系統(tǒng)的配置和運(yùn)行模式16 

2.4 CSC和VSC整流器20 

2.4.1 線性整流電流源換流器的運(yùn)行20 

2.4.2 自整流電壓源換流器的操作21 

2.4.3 CSC與VSC:它們?nèi)绾斡绊戨娎|絕緣23 

2.5 HVDC輸電電纜23 

2.5.1 陸上和海底電纜輸電23 

2.5.2 不同類型HVDC電纜25 

2.5.3 HVDC電纜絕緣30 

參考文獻(xiàn)32 

第3章HVDC擠包絕緣電纜設(shè)計(jì)的主要原則35 

3.1 HVAC和HVDC擠包型絕緣電纜的差異35 

3.1.1 結(jié)構(gòu)差異35 

3.1.2 HVDC擠包型絕緣電纜的典型結(jié)構(gòu)36 

3.1.3 電場(chǎng)分布的差異41 

3.2 瞬態(tài)直流電場(chǎng)分布53 

3.2.1 到達(dá)穩(wěn)態(tài)直流電場(chǎng)分布的時(shí)間54 

3.2.2 HVDC電纜運(yùn)行階段的定義55 

3.2.3 不同階段的電場(chǎng)分布56 

3.3 環(huán)境溫度對(duì)HVDC擠包電纜穩(wěn)態(tài)電場(chǎng)的影響63 

3.4 疊加在直流電壓上的脈沖64 

3.5 HVDC電纜沖擊電壓實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)方法66 

3.6 受陷阱空間電荷效應(yīng)影響的應(yīng)力分布修正72 

3.7 HVDC擠包電纜電介質(zhì)74 

3.8 PE形態(tài)及其對(duì)電性能的影響78 

參考文獻(xiàn)80 

第4章HVDC擠包絕緣中的空間電荷:存儲(chǔ)效應(yīng)和測(cè)量方法 

4.1 HVDC電纜絕緣中的空間電荷85 

4.2 絕緣聚合物中電荷注入和轉(zhuǎn)換90 

4.2.1 低場(chǎng)傳導(dǎo)90 

4.2.2 高場(chǎng)傳導(dǎo)94 

4.3 空間電荷積累99 

4.3.1 電荷產(chǎn)生99 

4.3.2 電荷陷阱105 

4.4 HVDC擠包絕緣的空間電荷測(cè)試方法108 

4.4.1 熱測(cè)法111 

4.4.2 壓力波法118 

4.4.3 陷阱深度和空間電荷遷移率的評(píng)估技術(shù)130 

4.5 空間電荷測(cè)量技術(shù)的最新進(jìn)展135 

4.5.1 熱階躍脈沖法在HVDC電纜空間 

電荷測(cè)試中的應(yīng)用135 

4.5.2 PEA技術(shù)在HVDC電纜空間電荷測(cè)量中的應(yīng)用141 

4.5.3 壓力波法的最新進(jìn)展158 

4.6 電力電纜最佳空間電荷測(cè)量方法的比較:PEA與TSM對(duì)比159 

參考文獻(xiàn)165 

第5章HVDC擠包電纜系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)172 

5.1 HVDC電纜的擠出聚合物絕緣的改善研發(fā)趨勢(shì)173 

5.1.1 HVDC擠包絕緣的改善有待解決的問題173 

5.1.2 HVDC電纜聚合物絕緣材料的性能優(yōu)化174 

5.1.3 HVDC擠包絕緣的開發(fā)歷史175 

5.2 交流場(chǎng)合用的LDPE?XLPE或HDPE電纜混合物未加改進(jìn)直接用于HVDC應(yīng)用領(lǐng)域177 

5.3 無電應(yīng)力反轉(zhuǎn)或電應(yīng)力反轉(zhuǎn)受限的直流電纜178 

5.4 抑制聚合物內(nèi)部空間電荷的發(fā)展179 

5.4.1 改善電極絕緣界面特性179 

5.4.2 整體絕緣性能的改善180 

5.5 HVDC擠出電纜改進(jìn)設(shè)計(jì)方面的進(jìn)一步要求188 

5.6 HVDC擠包電纜的改進(jìn)設(shè)計(jì)190 

5.6.1 首例改進(jìn)設(shè)計(jì)的HVDC擠包電纜191 

5.6.2 哥特蘭島項(xiàng)目的電纜設(shè)計(jì)191 

5.6.3 默里連接項(xiàng)目相關(guān)的電纜設(shè)計(jì)192 

5.6.4 跨灣工程項(xiàng)目的電纜設(shè)計(jì)194 

5.6.5 其他改進(jìn)的電纜設(shè)計(jì)195 

5.7 HVDC擠包電纜系統(tǒng)用附件的改進(jìn)設(shè)計(jì)197 

5.7.1 哥特蘭島項(xiàng)目相關(guān)的附件設(shè)計(jì)201 

5.7.2 默里連接項(xiàng)目相關(guān)的附件設(shè)計(jì)202 

5.7.3 HVDC擠包電纜附件目前的工藝水平203 

5.8 電纜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的改進(jìn)207 

5.9 HVDC擠包絕緣電纜系統(tǒng)的試驗(yàn)208 

參考文獻(xiàn)211 

第6章HVDC電纜擠包絕緣壽命模型219 

6.1 基本原理219 

6.1.1 絕緣壽命模型的傳統(tǒng)方法221 

6.1.2 HVDC擠包絕緣壽命模型的可能性框架229 

6.2 基于空間電荷的擠包HVDC電纜壽命模型242 

6.2.1 電場(chǎng)限制空間電荷模型243 

6.2.2 空間電荷DMM模型245 

6.3 從空間電荷到局部放電:基于微小空隙損傷發(fā)展的壽命模型249 

6.3.1 PE-空隙界面的電荷積累及向空隙內(nèi)的電荷注入250 

6.3.2 空隙內(nèi)熱電子雪崩形成251 

6.3.3 空隙-PE界面向PE內(nèi)部的損傷發(fā)展252 

6.3.4 模型在擠出HVDC絕緣失效時(shí)間估算方面的應(yīng)用253 

6.4 空間電荷:老化的原因還是結(jié)果256 

參考文獻(xiàn)262 

第7章世界上主要的HVDC擠包絕緣電纜系統(tǒng)268 

7.1 概述268 

7.2 運(yùn)行中的擠包絕緣電纜系統(tǒng)272 

7.2.1 哥特蘭島聯(lián)網(wǎng)工程272 

7.2.2 默里連接工程274 

7.2.3 紐約長(zhǎng)島電纜工程276 

7.2.4 TrollA天然氣平臺(tái)277 

7.2.5 Estlink聯(lián)網(wǎng)工程278 

7.2.6 BorWin1聯(lián)網(wǎng)工程279 

7.2.7 美國(guó)跨灣工程279 

7.2.8 日本北海道—本州聯(lián)絡(luò)線工程282 

參考文獻(xiàn)283