【摘要】：隨著我國近海風電場的不斷發(fā)展,越來越多的交流高壓XLPE絕緣海底電纜被選擇應用于近海風電場。高壓海底電纜工程是被世界公認的人類最困難的工程項目之一,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)合近海風電場高壓XLPE絕緣海底電纜的壽命周期特點,區(qū)別常規(guī)電氣設備,構(gòu)建了包括購置成本、敷設成本、損耗成本、故障損失成本、運行維護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,并且以海纜方案傳輸容量大于海上風電場對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),實現(xiàn)優(yōu)化海纜方案設計和海纜選型的目的。具體工作如下:分析了近海風電場高壓海底電纜損耗成本影響的相關因素,采用IEC60287標準計算海纜的導體損耗、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因素以及其存在的問題,采用故障樹理論構(gòu)建了高壓XLPE絕緣海纜本體的故障樹模型,對模型進行規(guī)范化和簡化處理,著重分析了各割集事件對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)學模型創(chuàng)建了近海風電場高壓海底電纜的故障損失成本計算模型,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)評估中海底段和登陸段狀態(tài)運行維護的區(qū)別,構(gòu)建了海纜的狀態(tài)成本計算模型;繪制了近海風電場高壓海底電纜的購置成本、敷設成本、回收凈投資成本的相關影響因素分析圖,據(jù)此分析構(gòu)建了海纜的購置成本模型、敷設成本模型、回收凈投資成本模型。在此基礎上,根據(jù)已構(gòu)建的海纜全壽命周期成本模型,采用C++語言編寫形成“海底電纜全壽命周期成本評估與分析系統(tǒng)”,并且將該系統(tǒng)首次應用于我國南海某海上風電場,在滿足約束條件的條件下,對參選的不同方案進行全壽命周期成本等額年值計算,最后根據(jù)計算結(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上的選擇分為：1.正常情況下高壓XLPE絕緣海底電纜的運行電象；3.阻水金屬護套破壞，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行環(huán)境下導致的擊穿以及海纜的境導致金屬護套破壞。引起海纜 XLPE 絕緣材擊穿、水樹枝擊穿（這里，沒有包括 XLPE 疲勞老要比 XLPE 材料小的多）。對于金屬阻水護套喪失、外部因素。自然因素包括生物因素、地層運動、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模型如圖 4-2 所 絕緣海底電纜故障樹模型進行規(guī)范化，如圖 4-3 所

纜海底段狀態(tài)評估纜的登陸段，海底電纜海底段運行環(huán)境比較復雜。考慮電纜可能會出現(xiàn)絕緣材料老化、裸露、懸垂或者熱阻較于海纜海底段進行狀態(tài)評估的手段有遠端測量評估和包括諸如海纜分布式溫度監(jiān)測、擾動在線監(jiān)測、局部布式溫度測量、擾動在線監(jiān)測其信號傳播媒介為光纖，力電纜系統(tǒng)的局部放電監(jiān)測已經(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在線局力電纜線路上一個特定地點的局部放電表明電纜的絕緣局部放電測量系統(tǒng)在判別局部放電信號與電纜長期壽命是，考慮局部放電信號沿電纜傳播過程中的衰減問題，，底電力電纜線路進行局部放電監(jiān)測還是極其困難的。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P756.1

【參考文獻】

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本文編號：2547608