检索结果-内蒙古大学图书馆

电线电缆 2024年第3期67卷 55-60,70页

作者：王东旭全亚明王雅玲张慧甍陈慧雄赵文明中航宝胜海洋工程电缆有限公司扬州225101

为了推进高压直流交联聚乙烯海底电缆仿真的发展,促进直流海底电缆仿真的实际应用,在工厂内部对直流海底电缆进行24 h负荷循环试验,记录不同加热时间下电缆内外温度,使用有限元仿真软件建立交联聚乙烯直流海底电缆仿真模型。对比仿真数... 详细信息

为了推进高压直流交联聚乙烯海底电缆仿真的发展,促进直流海底电缆仿真的实际应用,在工厂内部对直流海底电缆进行24 h负荷循环试验,记录不同加热时间下电缆内外温度,使用有限元仿真软件建立交联聚乙烯直流海底电缆仿真模型。对比仿真数据与工厂试验数据,并结合实际情况,确保仿真模型的可行性和准确性,同时用理论模型校准试验数据,避免设备问题导致的测量误差。仿真模型的准确建立有利于减少直流海底电缆的研发设计周期,为高压直流海底电缆的结构和性能设计提供一定的理论支持。

关键词：直流海底电缆温度仿真负荷循环试验

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高压直流海底电缆载流量计算及提升方法研究

高压直流海底电缆载流量计算及提升方法研究

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作者：包杨重庆大学

学位级别：硕士

开发南海诸岛屿对我国来说具有重要的战略地位,同时有效利用海洋可再生能源也具有巨大的经济和环保价值,海底电缆在此过程中承担了重要的输电任务。海底电缆的载流量关乎输电系统的安全稳定与经济运行,如何科学准确地计算海底电缆载流量... 详细信息

开发南海诸岛屿对我国来说具有重要的战略地位,同时有效利用海洋可再生能源也具有巨大的经济和环保价值,海底电缆在此过程中承担了重要的输电任务。海底电缆的载流量关乎输电系统的安全稳定与经济运行,如何科学准确地计算海底电缆载流量,同时解决海底电缆在登陆上岸后由于散热环境变差导致载流量降低的问题,是困扰电力运行部门的难点。高压直流电缆在输电距离、容量及损耗等方面的优势凸显,且随着柔性直流输电技术的发展,近年来投运的跨海高压直流输电项目明显增多。目前尚无计算高压直流海底电缆载流量的标准,工程上借用计算陆地电缆载流量的IEC标准,然而该标准并未考虑高压直流电缆的绝缘层温差以及海底电缆的特殊运行环境,结果不够准确。近年来提出的一些多场耦合建模与数值计算方法,对相关影响因素的研究还有所欠缺。此外,如何有效地提升高压直流海底电缆在陆域段的载流量研究相对较少。本文考虑高压直流海底电缆在海域段和陆域段的不同敷设方式及相关影响因素,分别研究其载流量的计算方法,并针对陆域段提出直接水冷却循环的载流量提升方案,为高压直流海底电缆在工程应用中技术参数的确定提供理论支撑。本论文的主要研究内容如下:(1)附加绝缘层温差限制条件,在IEC标准的基础上改进高压直流电缆的载流量解析计算式;建立高压直流电缆本体的电磁-热耦合模型,提出考虑芯线温度限值和绝缘层温差限制条件的直流电缆载流量迭代计算法,为后三章节高压直流海底电缆在具体敷设环境下的温度场计算模型改进奠定基础,并通过算例与解析计算式进行了比较。(2)研究海域段海底电缆的散热及多场耦合机理,考虑海底沉积物的渗透性,建立包括高压直流海底电缆本体、海底沉积物和海水的多场耦合模型,进而以数值迭代法实现海域段高压直流海底电缆载流量的计算,与解析法、传统数值解法进行了比较。(3)考虑高压直流海底电缆在陆域敷设环境中空气流动和辐射的影响,在电磁-热耦合模型的基础上分别建立埋地、保护管和电缆沟敷设的电缆温度场计算模型;代入陆域段海底电缆的典型敷设参数计算并与解析法对比,进行载流量的影响分析。(4)基于三维热路模型,提出计算直接水冷却循环方式下电缆载流量的微元迭代法;通过与水冷却循环现场实验的对比验证了所提方法的准确性,并利用所提方法分析了不同水冷却系统参数对载流量提升的影响。

关键词：直流海底电缆温度场载流量计算载流量提升

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基于COMSOL的直流海底电缆热效应仿真分析

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吉林水利 2019年第9期 6-8,18页

作者：刘娜刘佳明吉林省水利水电勘测设计研究院吉林长春130021 河海大学水利水电学院江苏南京210098

海底电缆是海洋能源开发的生命线。以往研究多针对于海底电缆的输电性能,而忽视了其对海洋环境的影响。本文基于有限元计算软件COMSOL Multiphysics进行了电磁与热效应的耦合,计算了海底电缆对周边区域的温度场,定量分析了海底电缆的电... 详细信息

海底电缆是海洋能源开发的生命线。以往研究多针对于海底电缆的输电性能,而忽视了其对海洋环境的影响。本文基于有限元计算软件COMSOL Multiphysics进行了电磁与热效应的耦合,计算了海底电缆对周边区域的温度场,定量分析了海底电缆的电流强度与地表温度对电缆周围温度场与单位长度损耗密度的影响。海底电缆热效应的研究对海洋环境的保护具有实际应用价值与工程指导作用。

关键词：直流海底电缆热效应有限元仿真计算

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±160 kV直流XLPE海底电缆载流特性仿真及试验

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电力自动化设备 2018年第2期38卷 130-136页

作者：刘云鹏许自强陈铮铮刘贺晨华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室河北保定071003 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 中国电力科学研究院湖北武汉430074

南澳岛±160 k V多端柔性直流输电工程在我国首次采用了高电压、大长度的挤包绝缘直流电缆系统,而目前在国内尚无此电压等级直流电缆工程的运行及维护经验,因此亟需对交联聚乙烯(XLPE)直流电缆的载流特性展开研究,从而为直流电缆线... 详细信息

南澳岛±160 k V多端柔性直流输电工程在我国首次采用了高电压、大长度的挤包绝缘直流电缆系统,而目前在国内尚无此电压等级直流电缆工程的运行及维护经验,因此亟需对交联聚乙烯(XLPE)直流电缆的载流特性展开研究,从而为直流电缆线路运行限值的控制以及在线监测系统的定制提供技术支持。通过研究不同敷设环境下直流电缆的散热原理,采用专业有限元软件COMSOL Multiphysics建立了带保护套管埋地敷设方式下±160 k V直流XLPE海底电缆的温度场模型,用以模拟其温度分布和计算其载流量;通过在试验场地开展静态载流试验,对仿真模型的可靠性进行了验证;对试验结果进行讨论,分析得出了直流海缆的载流特性。

关键词：直流海底电缆载流量有限元法仿真计算现场试验

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直流海底电缆对邻近海底通信线缆的电磁影响

直流海底电缆对邻近海底通信线缆的电磁影响

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中国电机工程学会电磁干扰专业委员会第十三届学术会议

作者：宣耀伟邓鹤鸣张广洲郑新龙张晓琴张瑞国网舟山供电公司舟山 316021 国网电力科学研究院武汉 430074 国家电网公司北京 100031

为了弄清海底电缆对邻近海底通信线缆的电磁影响,本文对直流海缆的故障短路电流进行傅里叶分解,仿真计算出直流海缆故障状态时邻近通信线缆的感应电动势,分析了单极直流海缆故障对与海缆邻近平行或交叉通信线缆的电磁影响,以及换流站内... 详细信息

为了弄清海底电缆对邻近海底通信线缆的电磁影响,本文对直流海缆的故障短路电流进行傅里叶分解,仿真计算出直流海缆故障状态时邻近通信线缆的感应电动势,分析了单极直流海缆故障对与海缆邻近平行或交叉通信线缆的电磁影响,以及换流站内短路水平的电磁影响。结果表明:考虑较为严重的情况,当通信电缆与单极故障400MVA海缆平行46km左右的情况,安全间距不超过13.5m,或者该种情况下进行交叉变化,角度增至10°,电动势趋近0kV;在该种情况下,间距20m,当站内短路电流到达20倍的,通信电缆的感应电动势也满足电压限值要求。

关键词：通信线缆直流海底电缆短路故障电磁干扰仿真计算感应电动势

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在高压强下聚乙烯中的空间电荷行为的测量及其特性

在高压强下聚乙烯中的空间电荷行为的测量及其特性

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作者：李涛同济大学

学位级别：硕士

随着高压直流输电的蓬勃发展，海底电缆输电工程也成为近年来的研究热点。聚合物绝缘电缆以其简单的结构、优良的介电性能和机械性能等诸多优势广泛用于直流海底输电工程。但上世纪60年代发现的空间电荷问题，一直是制约其发展的关键因... 详细信息

随着高压直流输电的蓬勃发展，海底电缆输电工程也成为近年来的研究热点。聚合物绝缘电缆以其简单的结构、优良的介电性能和机械性能等诸多优势广泛用于直流海底输电工程。但上世纪60年代发现的空间电荷问题，一直是制约其发展的关键因素，空间电荷的存在会严重威胁聚合物直流电缆的绝缘性能和使用寿命。数十年来，绝缘介质中的空间电荷测量技术已经日趋成熟，从基础研究到工程应用，空间电荷研究领域取得了较为丰富的进展。近年来，高压强下聚乙烯的空间电荷行为也开始受到学者的关注。海底直流电缆铺设在深海中，其铠装并不能抵抗全部的外界压强，电缆中的绝缘介质仍然处于高压强状态。显然，研究高压强状态下聚乙烯中的空间电荷特性，具有十分重要的学术价值和实际意义。　　本文首先介绍了目前国际上流行的无损空间电荷测量方法，然后结合实验室具备的条件，调试和改进了基于压电压力波法(PIPWP法)的空间电荷测量系统，根据初步实验结果对其不断优化。系统包括压力机械部分和电路测量部分，其中静态压力产生装置可对样品施加最高约100MPa的压强，高压强所导致的压电陶瓷片耦合失效是本文最棘手的问题。通过尝试不同的力学结构来减小受压时的形变，使用不同的耦合剂以寻找最牢固的耦合效果，最终得到了一个稳定可靠的声脉冲发生器。考虑到巨大压强下样品腔材料的塑性形变对后续实验的影响，换用不同材料试验后最终使用环氧玻璃布层压板作为内筒材质。最后，对系统的测量电路也进行了部分改进，论证了同轴电缆与压电陶瓷的阻抗匹配，精简线路接口，缩短电路连接，尽可能减小了电路本身和外部空间的电磁干扰，得到了振荡较少毛刺较小的测量结果。对测量系统进行了有效性检验，前电极峰峰值具有良好的线性度，系统的可重复性大大提高。　　随后，本文使用双面镀铝聚乙烯平板样品得到了典型的空间电荷分布，通过理论分析发现由于声阻抗不完全匹配造成的波形失真的问题。对样品进行优化后，镶嵌半导电电极聚乙烯平板试样能较为真实完整地还原样品内部空间电荷的分布情况。测量了新样品在10kV标准大气压和100MPa压强下以及20kV标准大气压和100MPa压强下的空间电荷分布。最后，以0min-5min-20min-50min-110min--13hrs-25hrs的时间间隔来展示较长时间下的电荷注入，分析了相同电压不同压强下电荷的注入量。外加电压10kV和20kV的初步实验结果均表明，静态高压强下聚乙烯中的空间电荷注入得到了有效抑制。

关键词：空间电荷分布静态高压强压电压力波法聚乙烯直流海底电缆

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特高压半波长与海缆直流接续输电方案研究

特高压半波长与海缆直流接续输电方案研究

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作者：刘正中山东大学

学位级别：硕士

工业化进程的加快导致越来越多的化石能源被开采挖掘,在能源日益枯竭的同时,环境污染与气候变化问题也随之产生。大力开发清洁能源是解决能源问题的有效途径,但世界范围内大量的负荷需求与充足的能源资源之间存在地域分布矛盾,因此全球... 详细信息

工业化进程的加快导致越来越多的化石能源被开采挖掘,在能源日益枯竭的同时,环境污染与气候变化问题也随之产生。大力开发清洁能源是解决能源问题的有效途径,但世界范围内大量的负荷需求与充足的能源资源之间存在地域分布矛盾,因此全球能源互联方案将极大促进清洁能源的开发与消纳。本文研究了特高压半波长与海缆直流接续输电方案,进行了跨海互联工程的方案设计,特高压半波长输电技术的特性分析和为应对能源互联的送端电网规划。根据韩国官方研究报告,得到韩国电网地理接线图以及其可再生能源地理分布。结合韩国经济形势预测2030年韩国总发电量、装机结构、峰值负荷,并计算2030年韩国的电力平衡。总结海底电缆技术发展和国内外特高压海缆工程,分析不同情况下海缆交直流输送方式的选取以及海缆材料类型的选择。采用半波长输电技术为山东电网提供清洁能源,初步规划半波长接入方案,并对中韩海缆换流站与变电站站址进行选择。采用分布式参数得到理想情况下半波长输电线路模型。根据得到的线路模型,分析半波长沿线电压分布与末端有功功率和功率因数的关系。推导线路末端传输有功和功率因数的变化对沿线最大电压和沿线无功分布的影响,理论计算半波长线路传输功率上限与线路电气距离。针对实际情况下非理想因素对半波长产生不可忽视的影响,推导出非理想情况下半波长输电线路模型,根据线路模型分析导线型号、地形地貌、同塔双回和线路长度对半波长沿线电压特性的影响。通过算例分析所推导模型的准确性,并比较复杂非理想因素与单一非理想因素对沿线电压分布影响的差异。建立了传统电网单目标规划以及考虑特高压半波长与海底电缆接入的山东东部电网多目标规划方案。以全寿命周期成本最小为规划目标,保证电网的“N-1”安全稳定运行,建立传统电网规划的函数模型。而对于互联工程接入后的复杂系统,考虑电网规划的经济性、安全稳定性和社会影响性,采用全寿命周期成本,“N-2”运行过负荷风险概率和每次“N-2”故障平均切负荷量三个目标函数对电网建模,并计及不同重要程度的负荷对社会的不同影响。采用小生境遗传算法求解单目标电网规划,针对大型电网维数灾难问题,采用蒙特卡洛抽样和NSGA-Ⅱ算法求解多目标电网规划。算例验证了所选算法的准确性,并为中韩联网山东东部电网建设提供规划参考。

关键词：中韩电网互联直流海底电缆特高压半波长输电电网规划智能优化

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