本書特色
這是一本完全解決使用擠包絕緣電纜高壓直流(HVDC)連接工程技術(shù)問題的書籍。 它涵蓋了電纜線路、絕緣材料和附件的設(shè)計和工程技術(shù),以及電纜性能、壽命和可靠性問題。
本書從討論高壓直流電纜傳輸原理入手,主要內(nèi)容包括:
?·電纜和附件(接頭和終端),它們都能影響電纜系統(tǒng)的性能。
?·高壓直流電纜的基本設(shè)計,包括不滴流電纜和擠包絕緣高壓直流電纜的比較。
?·HVDC電纜設(shè)計的理論基礎(chǔ)——強(qiáng)調(diào)HVAC與HVDC的區(qū)別。
?·空間電荷相關(guān)問題,對高壓直流應(yīng)用的擠包絕緣有重要影響。
?·近年來用于高壓直流電纜(如添加劑和納米填料)擠包絕緣化合物的研究進(jìn)展。
?·改進(jìn)后的高壓直流電纜系統(tǒng)的設(shè)計——重點(diǎn)是與附件相關(guān)的設(shè)計方面。
?·電纜線路可靠性問題及其對電纜系統(tǒng)設(shè)計的影響。
·全書一共包括200多個插圖,為電力電纜領(lǐng)域的工程師提供了完整的、*新的、關(guān)于高壓直流電纜和擠包絕緣電纜的指導(dǎo)。
《高壓直流擠包絕緣電力電纜系統(tǒng)及其工程應(yīng)用》是一本完整闡述高壓直流(HVDC)擠包絕緣電纜系統(tǒng)的技術(shù)專著,涵蓋了電纜線路、絕緣材料和附件的設(shè)計和工程技術(shù),以及電纜性能、壽命和可靠性問題?!陡邏褐绷鲾D包絕緣電力電纜系統(tǒng)及其工程應(yīng)用》內(nèi)容豐富,由淺入深,共分為7章,主要內(nèi)容包括HVDC電纜輸電基礎(chǔ),HVDC擠包絕緣電纜設(shè)計的主要原則,HVDC擠包絕緣中空間電荷的存儲、效應(yīng)以及測量方法,HVDC擠包電纜系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計,HVDC電纜擠包絕緣壽命模型,以及世界上主要的HVDC擠包絕緣電纜系統(tǒng)?!陡邏褐绷鲾D包絕緣電力電纜系統(tǒng)及其工程應(yīng)用》對目前當(dāng)前的HVDC電纜擠包絕緣材料的改進(jìn)方法進(jìn)行了詳細(xì)闡述,還介紹了HVDC電纜系統(tǒng)配套應(yīng)用附件的設(shè)計和應(yīng)用情況。同時,《高壓直流擠包絕緣電力電纜系統(tǒng)及其工程應(yīng)用》還對HVDC電纜擠包絕緣壽命模型的研究進(jìn)行了總結(jié)。《高壓直流擠包絕緣電力電纜系統(tǒng)及其工程應(yīng)用》適合從事電力電纜,特別是HVDC電纜的研究、制造、工程設(shè)計、運(yùn)行維護(hù)等工作的人員學(xué)習(xí)使用,也可以作為電線電纜相關(guān)專業(yè)研究生和本科生的參考書。
作者介紹
Giovanni Mazzanti博士是博洛尼亞大學(xué)副教授,執(zhí)教高電壓工程和電能質(zhì)量,積極投身電力工程領(lǐng)域的研究工作,已經(jīng)發(fā)表了超過70篇通過同行評議的論文和文章。 他是IEEE-PES和IEEE-DEIS的成員,自2012年10月以來負(fù)責(zé)主持IEEE-DEIS關(guān)于HVDC電纜系統(tǒng)方面的一個新的技術(shù)委員會。
Massimo Marzinotto博士在意大利TSO(電力運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)營商)Terna 公司工作,負(fù)責(zé)HDVC系統(tǒng)領(lǐng)域的電纜、絕緣子、避雷器、絕緣配合、HVDC換流器、HVDC電極。 他是IEEE(美國電氣電子工程師學(xué)會)-DEIS、IEEE-PES以及CIGRE(國際大電網(wǎng)委員會)的成員,還是IEEE的高級會員。他積極參與各種IEEE和CIGRE工作組和委員會,還撰寫和合著了多個IEEE期刊和會議的出版物。
目錄
譯者序
原書序
原書前言
第1章概述1
參考文獻(xiàn)6
第2章HVDC電纜輸電基礎(chǔ)9
2.1 HVDC輸電的歷史9
2.2 HVAC與HVDC輸電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)比較15
2.3 HVDC輸電系統(tǒng)的配置和運(yùn)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(yùn)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(xiàn)32
第3章HVDC擠包絕緣電纜設(shè)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(dá)穩(wěn)態(tài)直流電場分布的時間54
3.2.2 HVDC電纜運(yùn)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(yīng)影響的應(yīng)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(xiàn)80
第4章HVDC擠包絕緣中的空間電荷:存儲效應(yīng)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(dǎo)90
4.2.2 高場傳導(dǎo)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(jìn)展135
4.5.1 熱階躍脈沖法在HVDC電纜空間
電荷測試中的應(yīng)用135
4.5.2 PEA技術(shù)在HVDC電纜空間電荷測量中的應(yīng)用141
4.5.3 壓力波法的最新進(jìn)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(xiàn)165
第5章HVDC擠包電纜系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)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(jìn)直接用于HVDC應(yīng)用領(lǐng)域177
5.3 無電應(yīng)力反轉(zhuǎn)或電應(yīng)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(jìn)設(shè)計方面的進(jìn)一步要求188
5.6 HVDC擠包電纜的改進(jìn)設(shè)計190
5.6.1 首例改進(jìn)設(shè)計的HVDC擠包電纜191
5.6.2 哥特蘭島項目的電纜設(shè)計191
5.6.3 默里連接項目相關(guān)的電纜設(shè)計192
5.6.4 跨灣工程項目的電纜設(shè)計194
5.6.5 其他改進(jìn)的電纜設(shè)計195
5.7 HVDC擠包電纜系統(tǒng)用附件的改進(jìn)設(shè)計197
5.7.1 哥特蘭島項目相關(guān)的附件設(shè)計201
5.7.2 默里連接項目相關(guān)的附件設(shè)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(shè)計的改進(jìn)207
5.9 HVDC擠包絕緣電纜系統(tǒng)的試驗208
參考文獻(xiàn)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(yīng)用253
6.4 空間電荷:老化的原因還是結(jié)果256
參考文獻(xiàn)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(yùn)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(luò)線工程282
參考文獻(xiàn)283