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