文档名：换流阀高压直流电容聚丙烯材料选型关键参数与方法
摘要：高压直流电容器作为海上风电柔直换流阀中功率模块的重要部件,是换流阀中国产化程度最低的核心元件.双向拉伸聚丙烯(biaxially-orientedpolypropylene,BOPP)薄膜的介电与储能特性直接影响电容耐压等级和容量,目前大量依赖进口.为了应对电容器紧凑化发展的趋势及其在复杂运行工况下长期安全稳定运行的挑战,开展了聚丙烯材料选型关键参数研究.调研并选取国内外主要电容厂家现有的聚丙烯材料,结合粒料与表面材料微观结构、结晶参数、介电性能等实验测试分析,基于神经网络分析发现,影响聚丙烯材料介电储能特性的关键影响因素包括等规度、灰分、结晶参数、高温高场下介质损耗及泄漏电流,从而为换流阀高压直流电容聚丙烯材料选型提供依据.结果表明,国产超纯粒料相较于进口粒料所对应的聚丙烯薄膜关键物化参数差距较小,85℃高温下充放电效率90%对应的电场强度及储能密度基本相当,交直流叠加电场650kV/mm以内,薄膜充放电效率维持在同一水平,因此有望应用于换流阀实际工程.
Abstract：Asanimportantpartofthepowermoduleinoffshorewindpowerconvertervalves,thehighvoltagedirectcurrent(HVDC)capacitorsarethecorecomponentwiththelowestdegreeoflocalizationinconvertervalves.Thedielec-tricandenergystoragecharacteristicsofbiaxially-orientedpolypropylene(BOPP)filmsdirectlyaffectthevoltagelevelandcapacityofcapacitors,whicharelargelydependentonimportsatpresent.Withthedevelopmenttrendofcapacitorcompactnessaswellasthechallengeoflong-termsafeandstableoperationundercomplexoperatingconditions,were-searchedthekeyparametersofselectionforpolypropylene(PP)materials.BasedontheinvestigationandselectionofexistingPPmaterialsfrommajorcapacitormanufacturersathomeandabroad,combinedwithexperimentsandanalysisofmicrostructures,crystallizationparametersandelectricalpropertiesofgranularandfilmsamples,itisfoundthatthekeyfactorsaffectingthedielectricandenergystoragecharacteristicsofPPmaterialsincludeisometric,ash,crystallizationpa-rameters,lossandleakagecurrentunderhightemperaturesandelectricfieldbasedonneuralnetworkanalysis,whichprovidesabasisfortheselectionofPPmaterialforHVDCcapacitorsofconvertervalves.Theresultsshowthat,thereisasmallgapofkeyphysicalandchemicalparametersbetweenBOPPfilmscorrespondingtodomesticultra-purepelletsandimportedones,andtheelectricfieldstrengthandenergystoragedensitycorrespondingtothecharge-dischargeefficiencyof90%at85℃arebasicallythesame.Theefficiencywithin650kV/mmunderAC/DCsuperimposedvoltageismain-tainedatthesamelevel,thusshowingapotentialintheapplicationinthepracticalprojectsofconvertervalves.
作者：冉昭玉 刘雨杭 孟礼 李琦Author：RANZhaoyu LIUYuhang MENGLi LIQi
作者单位：电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系),北京100084
刊名：高电压技术 ISTICEIPKU
Journal：HighVoltageEngineering
年，卷(期)：2024, 50(6)
分类号：
关键词：直流电容器 聚丙烯 选型 微观结构 介电储能性能
Keywords：DCcapacitor PP selection microstructures dielectricandenergystorageproperties
机标分类号：TQ325.1+4TM85TM912.9
在线出版日期：2024年7月19日
基金项目：换流阀高压直流电容聚丙烯材料选型关键参数与方法[
期刊论文] 高电压技术--2024, 50(6)冉昭玉 刘雨杭 孟礼 李琦高压直流电容器作为海上风电柔直换流阀中功率模块的重要部件,是换流阀中国产化程度最低的核心元件.双向拉伸聚丙烯(biaxially-orientedpolypropylene,BOPP)薄膜的介电与储能特性直接影响电容耐压等级和容量,目前大量依...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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