320kVXLPE高壓直流電纜及終端仿真分析和優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、柔性直流輸電是智能電網(wǎng)的重要組成部分，與傳統(tǒng)的輸電方式相比，柔性直流輸電在孤島送電、海底電纜、遠(yuǎn)距離送電、交直流并網(wǎng)、新能源并網(wǎng)等方面得到了廣泛的應(yīng)用。高壓直流電纜系統(tǒng)作為柔性直流輸電的一部分也具有十分重要的研究價(jià)值。
　　為促進(jìn)高壓直流電纜國產(chǎn)化進(jìn)程，推進(jìn)高壓直流電纜輸電的發(fā)展，本文從理論分析和仿真優(yōu)化的角度，以實(shí)驗(yàn)測試為基礎(chǔ)，對(duì)320kV交聯(lián)聚乙烯直流電纜及其終端附件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分析。理論分析方面，本文對(duì)320kV高壓直流

2、電纜本體各層結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了理論分析，并重點(diǎn)分析了交聯(lián)聚乙烯絕緣層厚度的設(shè)計(jì)，對(duì)絕緣層的穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)場強(qiáng)和脈沖設(shè)計(jì)場強(qiáng)進(jìn)行了計(jì)算，依據(jù)國產(chǎn)納米交聯(lián)聚乙烯設(shè)計(jì)出絕緣層的尺寸;同時(shí)，本文對(duì)終端附件的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，從理論角度分析了應(yīng)力錐、傘裙等結(jié)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)要求。實(shí)驗(yàn)測試方面，使用三電極法研究了國產(chǎn)納米交聯(lián)聚乙烯和硅橡膠的電導(dǎo)率特性，通過對(duì)數(shù)據(jù)的擬合得出了兩者電導(dǎo)率之間的關(guān)系;使用電聲脈沖法研究了國產(chǎn)納米交聯(lián)聚乙烯在不同場

3、強(qiáng)和溫度下材料內(nèi)部空間電荷的分布情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明國產(chǎn)材料滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。依據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，使用有限元仿真軟件計(jì)算出320kV交聯(lián)聚乙烯電纜本體穩(wěn)態(tài)運(yùn)行下和絕緣內(nèi)部“場強(qiáng)反轉(zhuǎn)”下的電場分布，并對(duì)沖擊電壓作用下電纜本體內(nèi)部的電場分布進(jìn)行了仿真分析;終端仿真分析方面，通過對(duì)應(yīng)力錐、增強(qiáng)絕緣、絕緣屏蔽層搭接長度的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得終端附件內(nèi)部的界面切向場強(qiáng)滿足設(shè)計(jì)要求。
　　論文從理論分析、實(shí)驗(yàn)測試和仿真優(yōu)化三個(gè)方面對(duì)320kV交聯(lián)聚乙烯直流電纜