超导直流能源管道的基础研究
项目来源
国（略）研（略）(（略）D（略）
项目主持人
张（略）
项目受资助机构
中（略）科（略）院（略）司
立项年度
2（略）
立项时间
未（略）
项目编号
2（略） YFB0904400
项目级别
国（略）
研究期限
未（略） （略）
受资助金额
4（略）.（略）元
学科
智（略）技（略）备（略）技（略）
学科代码
未（略）
基金类别
“（略）网（略）装（略）点（略）
关键词
超（略） （略）源（略）;（略）G（略）质（略）S（略）r（略）d（略）i（略）C（略）e（略）E（略）g（略）i（略）i（略）;（略）G（略）x（略）e
参与者
李（略）邱（略）赵（略）叶（略）韩（略）
参与机构
中（略）院（略）究（略）国（略）理（略）研（略）富（略）（（略）超（略）应（略）公（略）海（略）究（略）公（略）
项目标书摘要：围绕（略）一体化输送稳定性、（略）题及系统设计技术，（略）目标，主要开展的研（略）源管道原理结构和能（略）10kV/1kA能（略）与试验、电力/LN（略）合仿真分析模块设计（略）评估实验平台设计、（略）1kA能源管道样机（略） 混合工质的固液相（略）缘特性方面，建立了（略）平衡模型并预测了甲（略）固液转变温度，研制（略）测量了固液转变温度（略）绝缘特性实验装置；（略）缘材料特性与本体技（略）温区超导材料电磁特（略）空间电荷演化及绝缘（略）kV/1kA超导电（略）方式的优化设计，给（略）绝缘设计参数；在大（略）与终端技术方面，获（略）参数及环氧树脂老化（略）电荷的抑制作用机理（略）介质绝缘特性，完成（略）、应力锥结构设计及（略）超导直流能源管道系（略）技术方面，完成了满（略）设方案、运行状态在（略）局方案设计。
Applicati（略）: Centere（略）scientifi（略）out LNG m（略）mic stabi（略）egrated t（略）d fault e（略） HTS DC e（略）ine,foucs（略）retical i（略）nd techno（略）akthrough（略）ch have b（略） follows.（略）principle（略）transmiss（略）eristics （略）of superc（略）C energy （略）m,10kV/1k（略）ucting DC（略）eline pro（略）been fabr（略）tested.Th（略） model of（略）ic power （略）n with LN（略）designed （略）d.The exp（略）etup for （略）the safet（略）onducting（略）pipeline （略）signed.Th（略）esign of （略）1kA proto（略）en provid（略）he solid-（略）e balance（略）fer,flow,（略）ion chara（略）of LNG mi（略）id-liquid（略）nce model（略）roposed t（略）he solid-（略）ersion te（略）f methane（略）pane.Expe（略）tups of s（略） phase ba（略）ow-temper（略）ation cha（略）s of LNG （略）e been es（略）n terms o（略）rties of （略）tors and （略）materials（略） technolo（略） temperat（略）mixture,t（略）agnetic p（略）f superco（略）terials h（略）ealed.The（略）arge evol（略）nsulation（略）mechanism（略）-temperat（略）ion inter（略）en clarif（略）ign of 10（略）upercondu（略） core was（略）t.Meanwhi（略）mal desig（略）sulation （略）nd wrappi（略）f the sup（略）g cable c（略）lized,and（略） paramete（略）ation par（略） the stre（略） performe（略）of the in（略）aracteris（略）DC and th（略）design,th（略）n charact（略） PPLP is （略）e aging c（略）ics of ep（略）s acquire（略）ssion of （略）arge unde（略）rature is（略）he resear（略）over char（略） under hi（略）and LN2 e（略）of bushin（略）encing fa（略）quid nitr（略）own is ca（略）he materi（略）nt leadin（略） stress c（略）electric （略）ation ana（略）ompleted.（略）tematic i（略）operation（略）and test （略）ducting D（略）peline,th（略）r testing（略）ational s（略）e monitor（略）nd test s（略）have been（略）
项目受资助省
湖（略）
1.超导直流能源管道的基础研究2019年度技术报告(Technical Report of2019on Basic Research of Superconducting DC Energy Pipeline)
- 关键词：
- 超导电缆、能源管道、LNG混合工质、Superconducting Cable、Energy Pipeline、LNG Mixture
- 李振明；邱清泉；赵延兴；叶新羽；韩云武；
- 《中国电力科学研究院有限公司；中国科学院电工研究所；中国科学院理化技术研究所；富通集团超导技术应用有限公司；上海电缆研究所有限公司；》
- 2019年
- 报告
围绕混合工质、电力/LNG一体化输送稳定性、故障演化三方面的科学问题及系统设计技术，以理论创新与技术突破为目标，主要开展的研究工作为：在超导直流能源管道原理结构和能源输送特性方面，完成了10kV/1kA能源管道原理验证样机研制与试验、电力/LNG一体化输送多物理场耦合仿真分析模块设计与验证、能源管道安全性评估实验平台设计、30m/±100kV/1kA能源管道样机总体方案设计；在LNG 混合工质的固液相平衡及其传热、流动和绝缘特性方面，建立了适用于甲烷体系的固液相平衡模型并预测了甲烷、乙烷、丙烷多元体系固液转变温度，研制固液平衡实验平台并准确测量了固液转变温度及热焓，建立了混合工质绝缘特性实验装置；在混合工质温区超导和绝缘材料特性与本体技术方面，揭示了混合工质温区超导材料电磁特性，阐明了低温绝缘界面空间电荷演化及绝缘影响机制，完成了100kV/1kA超导电缆本体、绝缘厚度和绕包方式的优化设计，给出了应力锥主绝缘和增绕绝缘设计参数；在大温度梯度下直流绝缘特性与终端技术方面，获得了PPLP的绝缘特性参数及环氧树脂老化特性，揭示了低温对空间电荷的抑制作用机理，分析了高压套管内液氮介质绝缘特性，完成了终端电流引线材料选型、应力锥结构设计及应力—电场仿真分析；在超导直流能源管道系统集成、运行控制与试验技术方面，完成了满功率测试电气试验平台建设方案、运行状态在线监控方案及试验场地布局方案设计。 Centered on three scientific issues about LNG mixture,dynamic stability of integrated transport and fault evolution in HTS DC energy pipeline,foucsing on theoretical innovation and technological breakthrough,the research have been done as follows.As for the principle structure,transmission characteristics and safety of superconducting DC energy pipeline,10m,10kV/1kA superconducting DC energy pipeline prototype has been fabricated and tested.The simulated model of the electric power transmission with LNG has been designed and verified.The experimental setup for evaluating the safety of superconducting DC energy pipeline has been designed.The overall design of 30m,±100kV/1kA prototype has been provided.As for the solid-liquid phase balance,heat transfer,flow,and insulation characteristics of LNG mixture,a solid-liquid phase balance model has been proposed to predict the solid-liquid conversion temperature of methane/ethane/propane.Experimental setups of solid-liquid phase balance and low-temperature insulation characteristics of LNG mixture have been established.In terms of the properties of superconductors and insulating materials for cables technologies at the temperature of LNG mixture,the electromagnetic properties of superconducting materials has been revealed.The spatial charge evolution and insulation influence mechanism of the low-temperature insulation interface has been clarified.The design of 100 kV/1 kA superconducting cable core was carried out.Meanwhile,the optimal design of the insulation thickness and wrapping method of the superconducting cable core was realized,and the design parameters of insulation parameters for the stress cone was performed.In terms of the insulation characteristics under DC and the terminal design,the insulation characteristics of PPLP is obtained.The aging characteristics of epoxy resin is acquired.The repression of space discharge under low temperature is revealed.The research of flashover characteristics under high voltage and LN2 environment of bushing and influencing factors of liquid nitrogen breakdown is carried out.The material of current leading,design of stress cone,stress-electric field simulation analysis are completed.For the systematic integration,operational control and test of superconducting DC energy pipeline,the full power testing setup,operational status online monitoring setup,and test site layout have been desgined.
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