第1章 绪论

1．1 超大电流变流器过电压保护研究的必要性

1．2 超大电流变流器中过电压的分类

1．3 研究对象

1．4 过电压保护方案概述

1．5 本书重点研究的几个问题

1．6 本书章节安排

第2章 换相过电压保护研究

2．1 晶闸管技术基础及其参数

2．1．1 晶闸管结构与工作原

2．1．2 晶闸管的静态特性

2．1．3 晶闸管的动态特性

2．1．4 晶闸管基本参数

2．2 换相过电压保护研究现状

2．3 技术输入参数及保护电路设计目标

2．3．1 技术输入参数

2．3．2 保护电路设计目标

2．4 晶闸管关断过程

2．5 多并联晶闸管关断模型

2．6 晶闸管关断等效电路

2．7 保护电路参数优化设计

2．8 晶闸管开通电流上升率校核

2．8．1 晶闸管开通模型

2．8．2 变流器开通等效电路

2．8．3 晶闸管开通电流的计算

2．9 阻尼电阻功率的计算

2．9．1 一个周期内晶闸管阀关断时阻尼电阻消耗的能量

2．9．2 一个周期内晶闸管阀开通时阻尼电阻消耗的能量

2．9．3 阻尼电阻功率的计算结果

2．10 晶闸管换相过电压仿真

2．10．1 PLECS软件概述

2．10．2 带反向恢复特性的晶闸管仿真模型

2．10．3 仿真电路的建

2．10．4 仿真结果

2．11 阻容器件的选型

2．11．1 电阻器的分类

2．11．2 电阻器件选型

2．11．3 电阻脉冲功率实验

2．11．4 电容器基础知？

2．11．5 电容器选型

2．12 设计结果

2．13 换相过电压阻尼电路测试

2．14 电流上升率测试结果

2．15 阻尼电阻功率测试结果

2．16 结论

第3章 操作过电压保护研究

3．1 操作过电压产生机理分析

3．2 技术输入参数

3．3 空载变压器分闸过电压暂态分析

3．3．1 RC阻尼电路抑制分闸过电压暂态分析

3．3．2 金属氧化物非线性电阻抑制分闸过电压分析

3．4 空载变压器分闸过电压仿真

3．4．1 PSCAD概述

3．4．2 高压断路器模型

3．4．3 电缆模型

3．4．4 变压器模型

3．4．5 高能型MOV模型

3．4．6 变流器及直流排模型

3．4．7 仿真结果

3．5 合闸静电耦合过电压

3．5．1 产生的机理分析

3．5．2 抑制措施

3．6 结论

第4章 雷击过电压保护

4．1 雷击过电压理论基础

4．1．1 无损耗单导线中波过程

4．1．2 行波的折射和反射

4．1．3 行波通过串联电感和并联电容

4．1．4 变压器绕组中的波过程

4．2 雷电的放电过程和电气参数

4．3 雷击过电压分类

4．4 避雷器

4．4．1 保护间隙和管式避雷器

4．4．2 阀式避雷器

4．4．3 无间隙氧化锌避雷器

4．5 工程案例技术输入参数

4．6 整流变压器网侧避雷器选型

4．6．l持续运行电压

4．6．2 额定电压

4．6．3 标称放电电流

4．6．4 避雷器型号预选

4．6．5 避雷器主要技术参数校核

4．7 变压器阀侧防雷MOV选型

4．7．1 最大持续运行电

4．7．2 直流参考电压

4．7．3 标称放电电流

4．7．4 MOV型号预选

4．7．5 雷电冲击保护水平校核

4．8 结论

第5章 直流侧过电压保护研究

5．1 直流侧过电压产生原因

5．2 直流侧过电压的保护措施

5．3 BOD触发旁通晶闸管阀的工作原理

5．4 直流侧MOV选型

5．5 结论

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 工作展望

参考文献2100433B

《超大电流变流器过电压分析及保护方案优化设计/电气工程系列丛书》提出了晶闸管换相过电压RC阻尼电路系统化设计方法，通过建立晶闸管关断暂态模型、开通暂态模型及换相过电压模型，围绕限制过电压的峰值、限制过电压的上升率、减少换相功耗、满足晶闸管开通电流应力要求这4个目标，对换相过电压RC阻尼电路参数进行优化设计。

其次，《超大电流变流器过电压分析及保护方案优化设计/电气工程系列丛书》还对变流器操作过电压保护进行了深入分析，建立了分闸过电压暂态分析模型，完成了该过压保护方案的优化设计。另外，针对变流系统的特点，通过建立变流器空载合闸静电耦合过电压暂态模型，保护方案的优化设计较传统保护方案更加全面准确，具有较好的工程应用价值。

再次，根据系统行业标准阐述变流器雷击过电压保护器件的选型。

最后，针对直流侧过电压能量巨大的特点，提出了一种将金属非线性氧化物电阻、旁通、机械短路开关三者相结合的过电压保护策略。

开展电力系统过电压测量及分析对保障电网安全可靠运行具有重要意义。本书根据近年来采用的过电压监测新思维、新方法，结合现场大量实测数据，特别是中国特高压直流输电工程调试和运行期间的过电压试验，运用数字仿真、实体动模等分析手段，对各种过电压的形成机理和监测分析方法进行详细阐述，并基于树形结构的特征量提取方法，详细介绍了过电压的Z 新传感器及测试技术，以及过电压波形模式识别技术。

全书共分八章，包括电力系统过电压机理、过电压在线监测系统传感器研究、过电压监测系统采集与传输分析系统、雷电波入侵电力系统波过程研究及暂态响应特性分析、特高压直流输电系统现场典型试验及波形分析、过电压数字仿真计算、输电线路过电压实体动模测量分析、电力系统过电压模式识别及分析。

1905年，Tafel报道了在各种各样的电化学反应中电极表面的过电压的相似模式。该模式揭示了电极表面的过电压与电流的近似对数比例关系：

式中：

当电流密度为零时，并不是燃料电池内没有发生反应，而是正、逆反应趋于平衡，此时的电流密度就称为交换电流密度。交换电流密度高，说明在燃料电池电极上发生的反应剧烈，反应过电压小。研究发现，活化主要发生在阴极侧，阳极产生的电压很小 。

前言

1 电力系统过电压机理

1.1 电力系统电磁暂态概述

1.2 电力系统过电压分类

2 过电压在线监测系统传感器研究

2.1 套管末屏电压传感器

2.2 无间隙金属氧化物避雷器电压传感器

2.3 输电线路耦合电容电压传感器

2.4 变电站过电压全波形光学在线监测技术

3 过电压监测系统采集与传输分析系统

3.1 过电压在线监测系统概述

3.2 过电压在线监测系统结构

3.3 过电压监测系统采集装置

3.4 过电压信号传输系统

3.5 过电压波形分析系统

3.6 过电压波形远传终端分析系统

3.7 过电压在线测量案例分析

3.8 过电压统计分析

4 雷电波入侵电力系统波过程研究及暂态响应特性分析

4.1 雷电波入侵电力系统研究现状

4.2 复杂情况下的波过程

4.3 电力设备雷击过电压形成过程

4.4 变电站雷电入侵波仿真研究

4.5 变电站雷电入侵波的影响因素研究

4.6 变电站雷电入侵波的典型波形

4.7 雷击过电压在电网传播过程中的响应特性测量研究

4.8 雷电入侵波与变压器的绝缘水平的关系特性

4.9 雷电定位测量系统

5 特高压直流输电系统现场典型试验及波形分析

5.1 特高压直流输电系统典型试验波形采集及分析

5.2 特高压直流输电系统现场典型试验

6 过电压数字仿真计算

6.1 过电压数字仿真计算软件

6.2 操作过电压计算

6.3 工频过电压计算

6.4 大气过电压计算

6.5 铁磁谐振过电压计算

6.6 特快速暂态过电压计算

6.7 特高压直流输电系统的暂态计算

7 输电线路过电压实体动模测量分析

7.1 输电线路过电压实体动模概述

7.2 输电线路雷电通道模型建模方法

7.3 输电线路雷电通道模型软件仿真验证

7.4 动模实验台测试系统

8 电力系统过电压模式识别及分析

8.1 暂态过电压识别系统特征值选取

8.2 时域特征值提取

8.3 小波变换分析

8.4 奇异值分解理论

8.5 分类器特征值选择

8.6 基于SVM的暂态过电压识别系统的实现

8.7 数据预处理

8.8 参数选择及优化

8.9 现场波形参数的提取及修正研究

参考文献

索引 2100433B