高壓直流擠包絕緣電力電纜系統(tǒng)及其工程應用

譯者序 

原書序 

原書前言 

第1章概述1 

參考文獻6 

第2章HVDC電纜輸電基礎9 

2.1 HVDC輸電的歷史9 

2.2 HVAC與HVDC輸電系統(tǒng)的經(jīng)濟比較15 

2.3 HVDC輸電系統(tǒng)的配置和運行模式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32 

第3章HVDC擠包絕緣電纜設計的主要原則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 電場分布的差異41 

3.2 瞬態(tài)直流電場分布53 

3.2.1 到達穩(wěn)態(tài)直流電場分布的時間54 

3.2.2 HVDC電纜運行階段的定義55 

3.2.3 不同階段的電場分布56 

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

3.4 疊加在直流電壓上的脈沖64 

3.5 HVDC電纜沖擊電壓實驗的統(tǒng)計方法66 

3.6 受陷阱空間電荷效應影響的應力分布修正72 

3.7 HVDC擠包電纜電介質(zhì)74 

3.8 PE形態(tài)及其對電性能的影響78 

參考文獻80 

第4章HVDC擠包絕緣中的空間電荷:存儲效應和測量方法 

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 低場傳導90 

4.2.2 高場傳導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試方法108 

4.4.1 熱測法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估技術(shù)130 

4.5 空間電荷測量技術(shù)的最新進展135 

4.5.1 熱階躍脈沖法在HVDC電纜空間 

電荷測試中的應用135 

4.5.2 PEA技術(shù)在HVDC電纜空間電荷測量中的應用141 

4.5.3 壓力波法的最新進展158 

4.6 電力電纜最佳空間電荷測量方法的比較:PEA與TSM對比159 

參考文獻165 

第5章HVDC擠包電纜系統(tǒng)的改進設計172 

5.1 HVDC電纜的擠出聚合物絕緣的改善研發(fā)趨勢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 交流場合用的LDPE?XLPE或HDPE電纜混合物未加改進直接用于HVDC應用領域177 

5.3 無電應力反轉(zhuǎn)或電應力反轉(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擠出電纜改進設計方面的進一步要求188 

5.6 HVDC擠包電纜的改進設計190 

5.6.1 首例改進設計的HVDC擠包電纜191 

5.6.2 哥特蘭島項目的電纜設計191 

5.6.3 默里連接項目相關(guān)的電纜設計192 

5.6.4 跨灣工程項目的電纜設計194 

5.6.5 其他改進的電纜設計195 

5.7 HVDC擠包電纜系統(tǒng)用附件的改進設計197 

5.7.1 哥特蘭島項目相關(guān)的附件設計201 

5.7.2 默里連接項目相關(guān)的附件設計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)設計的改進207 

5.9 HVDC擠包絕緣電纜系統(tǒng)的試驗208 

參考文獻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絕緣失效時間估算方面的應用253 

6.4 空間電荷:老化的原因還是結(jié)果256 

參考文獻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 紐約長島電纜工程276 

7.2.4 TrollA天然氣平臺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 美國跨灣工程279 

7.2.8 日本北海道—本州聯(lián)絡線工程282 

參考文獻283