雷清泉-----高压直流电缆关键技术探讨.pdf

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1、1报告目录报告目录contents三三、高压直流电缆的工程高压直流电缆的工程应用应用一一、技术背景技术背景高压直流高压直流电缆关键电缆关键技术探讨技术探讨二二、高压直流电缆的关键技术问题高压直流电缆的关键技术问题四四、总结与展望总结与展望 2 交流输电已经历了一百多年的发展，目前最高电压等级已达1000kV；交流输电系统的电力传输方式正在经历着从架空线到交流电缆的转变，尤其在城市配电领域，交流电缆的作用更加突出。现代直流输电技术也有60年的历史，目前工程最高电压等级已经达到800kV。直流电缆在高压直流输电系统的应用一直相对滞后，应用有限，在柔性直流输电技术发展后，直流电缆工程应用快速发展。3

2、vs HVAC架空线架空线 经济优势：经济优势：线路造价低(500km)、年电能损耗小；技术优势：技术优势：不存在系统稳定问题，可实现电网的非同期互联，有利于长距离大容量送电；短路电流小；无电容电流，沿线电压分布平稳；节省线路走廊；绝缘不易老化；缺点：缺点：换流装置较昂贵；消耗无功功率多；产生谐波影响；缺乏直流开关；不能用变压器来改变电压等级。4vs HVAC电缆电缆 经济性好(50km)；电能损耗小(电导、极化、感应损耗远小于交流)；输电距离不受充电电流的限制，无需无功补偿；是远距离海底输电和孤岛供电的唯一选择。5HVDC与与HVAC输电系统造价比较输电系统造价比较6 柔性柔性直流输电直流输

3、电：采用电压源换流器(VSC),换流元件为全控器件IGBT，可以自关断，功率潮流反转可以通过控制电流反向来实现；成本高，目前最高到320kV，一般采用直流电缆。传统直流输电传统直流输电:采用电流源换流器(CSC),以晶闸管为开关元件，不能自关断，依靠网压换流，功率潮流反转只能通过电压反向来实现；成本低，目前已达1000kV；传统直流输电潮流需要电缆传统直流输电潮流需要电缆电压极性反转电压极性反转One of the main limitations that has hampered the development of extruded cables since the 1970s was

4、the ability of the insulation to.Today the polarity reversal still represents a challenge for extruded insulation cables for HVDC application.For this reason,to date HVDC cable lines belonging to HVDC systems with CSC have MIND insulation,while HVDC cables lines belonging to HVDC systems with VSC ca

5、n have both MIND and extruded insulation.来自Extruded Cables For High-Voltage Direct-Current Transmission Advances in Research and Development，P26.7柔性直流输电电缆：柔性直流输电电缆：基于基于VSCVSC变流器的柔性变流器的柔性HVDCHVDC电缆在电缆在承受雷电、操作过电压等电磁暂态下会产生极性反转电压。承受雷电、操作过电压等电磁暂态下会产生极性反转电压。SCOF充油电缆MI油浸纸电缆XLPEXLPE电缆电缆电缆纸包绕导电线芯、真空干燥处理、低粘度浸

6、渍剂浸渍、补充浸渍油；6 0 0 k V HVDC电缆，输电距离小于100km；工 作 场 强 高(10kV/mm)；介质损耗大，耗油量大、补充浸渍设备和接头复杂、不宜于高落差敷设。电缆纸包绕导电线芯、真空干燥处理、高粘度浸渍剂；500kV、800MW、580km的海底HVDC电缆；输电距离不受限制、无空间电荷问题；其容量受限于导体温度(55C)、最大 工 作 场 强 较 低(4-4.5kV/mm)。交流聚乙烯塑料，三层共挤出；2000年后开始在柔性HVDC输电中占据主导地位；为320kV，1000MW；工 作 场 强 高(25kV/mm)、工作温度高(可达70-120C)；击穿场强和电阻率对