【摘要】：隨著我國(guó)近海風(fēng)電場(chǎng)的不斷發(fā)展,越來(lái)越多的交流高壓XLPE絕緣海底電纜被選擇應(yīng)用于近海風(fēng)電場(chǎng)。高壓海底電纜工程是被世界公認(rèn)的人類(lèi)最困難的工程項(xiàng)目之一,其前期投資和后期投資巨大,因此海纜選型需要慎重。本文結(jié)合近海風(fēng)電場(chǎng)高壓XLPE絕緣海底電纜的壽命周期特點(diǎn),區(qū)別常規(guī)電氣設(shè)備,構(gòu)建了包括購(gòu)置成本、敷設(shè)成本、損耗成本、故障損失成本、運(yùn)行維護(hù)成本以及回收凈投資成本的高壓海底電纜的全壽命周期成本(LCC,life cycle cost)模型,并且以海纜方案?jìng)鬏斎萘看笥诤Ｉ巷L(fēng)電場(chǎng)對(duì)外輸出容量為約束條件和以全壽命周期成本等額年值最小為判據(jù),實(shí)現(xiàn)優(yōu)化海纜方案設(shè)計(jì)和海纜選型的目的。具體工作如下:分析了近海風(fēng)電場(chǎng)高壓海底電纜損耗成本影響的相關(guān)因素,采用IEC60287標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算海纜的導(dǎo)體損耗、介質(zhì)損耗、環(huán)流損耗以及渦流損耗,據(jù)此構(gòu)建了海纜的損耗成本模型;分析了海纜的故障損失成本影響的相關(guān)因素以及其存在的問(wèn)題,采用故障樹(shù)理論構(gòu)建了高壓XLPE絕緣海纜本體的故障樹(shù)模型,對(duì)模型進(jìn)行規(guī)范化和簡(jiǎn)化處理,著重分析了各割集事件對(duì)海纜本體故障率的影響;采用可以區(qū)分不同故障狀態(tài)的馬兒可夫可修系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型創(chuàng)建了近海風(fēng)電場(chǎng)高壓海底電纜的故障損失成本計(jì)算模型,并且分析了模型中出現(xiàn)的參數(shù);分析了海底電纜狀態(tài)評(píng)估中海底段和登陸段狀態(tài)運(yùn)行維護(hù)的區(qū)別,構(gòu)建了海纜的狀態(tài)成本計(jì)算模型;繪制了近海風(fēng)電場(chǎng)高壓海底電纜的購(gòu)置成本、敷設(shè)成本、回收凈投資成本的相關(guān)影響因素分析圖,據(jù)此分析構(gòu)建了海纜的購(gòu)置成本模型、敷設(shè)成本模型、回收凈投資成本模型。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)已構(gòu)建的海纜全壽命周期成本模型,采用C++語(yǔ)言編寫(xiě)形成“海底電纜全壽命周期成本評(píng)估與分析系統(tǒng)”,并且將該系統(tǒng)首次應(yīng)用于我國(guó)南海某海上風(fēng)電場(chǎng),在滿(mǎn)足約束條件的條件下,對(duì)參選的不同方案進(jìn)行全壽命周期成本等額年值計(jì)算,最后根據(jù)計(jì)算結(jié)果,確定兩回110k V 3×500mm2高壓XLPE絕緣鋼絲鎧裝海纜方案的全壽命周期成本等額年值最小,該方案最優(yōu)。
【圖文】：

圖 4-1 交/直選擇在海纜傳輸距離及電壓等級(jí)上的選擇分為：1.正常情況下高壓XLPE絕緣海底電纜的運(yùn)行電象；3.阻水金屬護(hù)套破壞，則 XLPE 絕緣必破壞。通擊穿可分為內(nèi)部自身因素和系統(tǒng)外部原因。內(nèi)部自局部缺陷在正常運(yùn)行環(huán)境下導(dǎo)致的擊穿以及海纜的境導(dǎo)致金屬護(hù)套破壞。引起海纜 XLPE 絕緣材擊穿、水樹(shù)枝擊穿（這里，沒(méi)有包括 XLPE 疲勞老要比 XLPE 材料小的多）。對(duì)于金屬阻水護(hù)套喪失、外部因素。自然因素包括生物因素、地層運(yùn)動(dòng)、為因素包括有各種錨害、漁具破壞、海洋工程施工高壓 XLPE 絕緣海底電纜的故障樹(shù)模型如圖 4-2 所 絕緣海底電纜故障樹(shù)模型進(jìn)行規(guī)范化，如圖 4-3 所

纜海底段狀態(tài)評(píng)估纜的登陸段，海底電纜海底段運(yùn)行環(huán)境比較復(fù)雜�？紤]電纜可能會(huì)出現(xiàn)絕緣材料老化、裸露、懸垂或者熱阻較于海纜海底段進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估的手段有遠(yuǎn)端測(cè)量評(píng)估和包括諸如海纜分布式溫度監(jiān)測(cè)、擾動(dòng)在線監(jiān)測(cè)、局部布式溫度測(cè)量、擾動(dòng)在線監(jiān)測(cè)其信號(hào)傳播媒介為光纖，力電纜系統(tǒng)的局部放電監(jiān)測(cè)已經(jīng)發(fā)展到高技術(shù)水平，在。電纜中缺陷、不均勻以及其他瑕疵都可以通過(guò)在線局力電纜線路上一個(gè)特定地點(diǎn)的局部放電表明電纜的絕緣局部放電測(cè)量系統(tǒng)在判別局部放電信號(hào)與電纜長(zhǎng)期壽命是，考慮局部放電信號(hào)沿電纜傳播過(guò)程中的衰減問(wèn)題，，底電力電纜線路進(jìn)行局部放電監(jiān)測(cè)還是極其困難的。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：P756.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2547608