目前,隨著新能源電源和直流負(fù)荷的快速發(fā)展,直流配電技術(shù)逐漸成為了國內(nèi)外研究的焦點(diǎn)。然而,在我國大中型城市新建直流配電線路非常困難。如果能夠?qū)υ薪涣髋潆娋�路進(jìn)行直流改造,對于直流配電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)具有重要意義。但由于國內(nèi)外相關(guān)理論研究和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)較少,將交流電纜配電線路改為直流運(yùn)行后,其運(yùn)行參數(shù)的取值一般較為保守,導(dǎo)致原有電纜線路的供電能力得不到有效利用。為此,本文基于空間電荷限制電流（Space Charge Limited Current,SCLC）理論對交流交聯(lián)聚乙烯（Cross-linked Polyethylene,XLPE）配電電纜直流改造后的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了研究,取得的主要成果如下:提出了交流配電XLPE電纜改為直流運(yùn)行后的直流運(yùn)行電壓設(shè)計(jì)方法。為了最小化空間電荷積累給電纜絕緣造成的影響,將空間電荷積累閾值場強(qiáng)這一概念應(yīng)用于配電電纜交改直領(lǐng)域。搭建了高溫高場強(qiáng)直流電導(dǎo)電流測試系統(tǒng),研究了10 kV交流XLPE、35 kV交流XLPE和硅橡膠三種試樣的電導(dǎo)電流特性,利用SCLC理論得到了三種試樣的空間電荷積累閾值場強(qiáng)。通過將電纜絕緣中的最大場強(qiáng)限制在閾值場強(qiáng)以下,得到了三芯10 kV... 

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 交流配電電纜直流改造的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電纜配電線路交改直的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        1.2.2 交流配電XLPE電纜系統(tǒng)的直流改造
    1.3 論文的主要工作
第2章 電纜絕緣試樣測試系統(tǒng)和熱電耦合仿真模型
    2.1 絕緣試樣的制備
    2.2 絕緣試樣測試系統(tǒng)
        2.2.1 絕緣試樣電氣性能測試系統(tǒng)
        2.2.2 絕緣試樣表征測試設(shè)備
    2.3 交流配電XLPE電纜系統(tǒng)熱電耦合仿真模型
        2.3.1 交流配電XLPE電纜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)
        2.3.2 有限元仿真基本方程和環(huán)境參數(shù)
        2.3.3 有限元仿真模型驗(yàn)證
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于空間電荷限制電流理論的絕緣試樣電導(dǎo)電流特性研究
    3.1 空間電荷限制電流理論
        3.1.1 空間電荷限制電流理論的基本方程
        3.1.2 空間電荷限制電流理論的J-U曲線
    3.2 絕緣試樣的電導(dǎo)電流密度特性研究
        3.2.1 電導(dǎo)電流密度曲線斜率
        3.2.2 空間電荷積累閾值場強(qiáng)
    3.3 絕緣試樣的電導(dǎo)率計(jì)算和分析
        3.3.1 電導(dǎo)率及其活化能計(jì)算
        3.3.2 電導(dǎo)率擬合研究
    3.4 本章小結(jié)
第4章 交流配電XLPE電纜在不同直流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的運(yùn)行參數(shù)研究
    4.1 交流配電XLPE電纜的熱場和直流載流量研究
        4.1.1 不同直流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下電纜的熱場分布和直流載流量
        4.1.2 不同直流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下電纜的直流載流量對比分析
    4.2 交流配電XLPE電纜的穩(wěn)態(tài)電場和直流運(yùn)行電壓研究
        4.2.1 絕緣溫差對電纜穩(wěn)態(tài)電場的影響
        4.2.2 交流配電XLPE電纜的穩(wěn)態(tài)電場分析
    4.3 交流配電XLPE電纜的直流輸送功率分析
        4.3.1 不同直流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的交流配電電纜輸送功率計(jì)算
        4.3.2 交流配電XLPE電纜輸送功率的對比分析
    4.4 交流配電XLPE電纜的暫態(tài)電場研究
        4.4.1 電纜在極性反轉(zhuǎn)電壓下的暫態(tài)電場
        4.4.2 電纜在雷電沖擊電壓下的暫態(tài)電場
    4.5 本章小結(jié)
第5章 交流運(yùn)行年限對10 kV交流XLPE電纜直流運(yùn)行參數(shù)的影響
    5.1 環(huán)切試樣的表征和陷阱特性研究
        5.1.1 環(huán)切試樣的表征特性分析
        5.1.2 環(huán)切試樣的陷阱特性分析
    5.2 環(huán)切試樣的電導(dǎo)電流特性研究
        5.2.1 電導(dǎo)電流密度特性分析
        5.2.2 電導(dǎo)率計(jì)算和擬合
    5.3 不同交流運(yùn)行年限10 kV交流XLPE電纜的熱電耦合仿真
        5.3.1 雙極式直流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下電纜的直流載流量
        5.3.2 雙極式直流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下電纜的穩(wěn)態(tài)電場和輸送功率
    5.4 10kV交流XLPE電纜絕緣的交流、直流耐壓特性
        5.4.1 交流、直流擊穿測試結(jié)果和分析
        5.4.2 交流、直流E-t特性計(jì)算和分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 基于同軸雙層絕緣模型的XLPE電纜中間接頭電場計(jì)算與優(yōu)化
    6.1 同軸雙層絕緣穩(wěn)態(tài)直流電場計(jì)算模型
        6.1.1 同軸雙層絕緣穩(wěn)態(tài)直流電場計(jì)算理論
        6.1.2 同軸雙層絕緣穩(wěn)態(tài)直流電場計(jì)算模型的仿真驗(yàn)證
    6.2 中間接頭應(yīng)力錐穩(wěn)態(tài)直流電場計(jì)算與優(yōu)化算法
        6.2.1 中間接頭應(yīng)力錐穩(wěn)態(tài)直流電場計(jì)算與優(yōu)化原理
        6.2.2 中間接頭應(yīng)力錐穩(wěn)態(tài)直流電場計(jì)算與優(yōu)化算法的驗(yàn)證
    6.3 10kV交流XLPE電纜中間接頭穩(wěn)態(tài)直流電場計(jì)算與優(yōu)化
        6.3.1 10kV交流XLPE電纜中間接頭熱電耦合仿真
        6.3.2 10kV交流XLPE電纜中間接頭絕緣界面處空間電荷計(jì)算
        6.3.3 10kV交流XLPE電纜中間接頭應(yīng)力錐穩(wěn)態(tài)直流電場優(yōu)化
    6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介
攻讀博士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]如何理解工程電介質(zhì)中極化與電導(dǎo)兩個(gè)基本物理過程及其測量的科學(xué)原理與方法[J]. 雷清泉,劉關(guān)宇.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(23)
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博士論文
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碩士論文
[1]35kV三芯交流XLPE電纜改直流運(yùn)行的溫度場和電場耦合分析[D]. 邱玉婷.浙江大學(xué) 2017
[2]高壓直流交聯(lián)聚乙烯電纜電熱耦合研究和穩(wěn)態(tài)載流量計(jì)算[D]. 黃吉超.華南理工大學(xué) 2016
[3]交聯(lián)聚乙烯/硅橡膠復(fù)合絕緣界面直流擊穿特性及其影響因素[D]. 秦艷軍.哈爾濱理工大學(xué) 2016
[4]基于空間電荷限制電流效應(yīng)與肖特基接觸的立方氮化硼單晶整流特性的研究[D]. 胡易軒.吉林大學(xué) 2013
[5]利用空間電荷限制電流法對有機(jī)材料遷移率的研究[D]. 駱楊.吉林大學(xué) 2012



本文編號：3700644