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第1章 绪论1

1.1 超大电流变流器过电压保护研究的必要性1

1.2 超大电流变流器中过电压的分类3

1.3 研究对象3

1.4 过电压保护方案概述5

1.5 本书重点研究的几个问题7

1.6 本书章节安排8

第2章 换相过电压保护研究9

2.1 晶闸管技术基础及其参数9

2.1.1 晶闸管结构与工作原理9

2.1.2 晶闸管的静态特性11

2.1.3 晶闸管的动态特性12

2.1.4 晶闸管基本参数17

2.2 换相过电压保护研究现状17

2.3 技术输入参数及保护电路设计目标20

2.3.1 技术输入参数20

2.3.2 保护电路设计目标22

2.4 晶闸管关断过程22

2.5 多并联晶闸管关断模型23

2.6 晶闸管关断等效电路26

2.7 保护电路参数优化设计27

2.8 晶闸管开通电流上升率校核31

2.8.1 晶闸管开通模型31

2.8.2 变流器开通等效电路33

2.8.3 晶闸管开通电流的计算34

2.9 阻尼电阻功率的计算38

2.9.1 一个周期内晶闸管阀关断时阻尼电阻消耗的能量38

2.9.2 一个周期内晶闸管阀开通时阻尼电阻消耗的能量39

2.9.3 阻尼电阻功率的计算结果40

2.10 晶闸管换相过电压仿真40

2.10.1 PLECS软件概述40

2.10.2 带反向恢复特性的晶闸管仿真模型42

2.10.3 仿真电路的建立43

2.10.4 仿真结果45

2.11 阻容器件的选型49

2.11.1 电阻器的分类50

2.11.2 电阻器件选型52

2.11.3 电阻脉冲功率实验53

2.11.4 电容器基础知识55

2.11.5 电容器选型57

2.12 设计结果59

2.13 换相过电压阻尼电路测试59

2.14 电流上升率测试结果61

2.15 阻尼电阻功率测试结果62

2.16 结论63

第3章 操作过电压保护研究65

3.1 操作过电压产生机理分析65

3.2 技术输入参数66

3.3 空载变压器分闸过电压暂态分析69

3.3.1 RC阻尼电路抑制分闸过电压暂态分析69

3.3.2 金属氧化物非线性电阻抑制分闸过电压分析74

3.4 空载变压器分闸过电压仿真84

3.4.1 PSCAD概述84

3.4.2 高压断路器模型85

3.4.3 电缆模型86

3.4.4 变压器模型94

3.4.5 高能型MOV模型99

3.4.6 变流器及直流排模型100

3.4.7 仿真结果103

3.5 合闸静电耦合过电压106

3.5.1 产生的机理分析106

3.5.2 抑制措施108

3.6 结论109

第4章 雷击过电压保护111

4.1 雷击过电压理论基础111

4.1.1 无损耗单导线中波过程112

4.1.2 行波的折射和反射115

4.1.3 行波通过串联电感和并联电容118

4.1.4 变压器绕组中的波过程121

4.2 雷电的放电过程和电气参数131

4.3 雷击过电压分类133

4.4 避雷器134

4.4.1 保护间隙和管式避雷器135

4.4.2 阀式避雷器136

4.4.3 无间隙氧化锌避雷器（MOA）136

4.5 工程案例技术输入参数138

4.6 整流变压器网侧避雷器选型139

4.6.1 持续运行电压139

4.6.2 额定电压140

4.6.3 标称放电电流141

4.6.4 避雷器型号预选141

4.6.5 避雷器主要技术参数校核141

4.7 变压器阀侧防雷MOV选型144

4.7.1 最大持续运行电压144

4.7.2 直流参考电压145

4.7.3 标称放电电流146

4.7.4 MOV型号预选146

4.7.5 雷电冲击保护水平校核148

4.8 结论149

第5章 直流侧过电压保护研究150

5.1 直流侧过电压产生原因150

5.2 直流侧过电压的保护措施151

5.3 BOD触发旁通晶闸管阀的工作原理152

5.4 直流侧MOV选型156

5.5 结论157

第6章 总结与展望158

6.1 总结158

6.2 工作展望161

参考文献162