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申请/专利权人：武汉大学

摘要：本发明涉及直流输电技术，具体涉及含阳极饱和电抗器的换流阀开通过程电压与电流确定方法，包括：将三相交流电压源由直流电压源替代，电容作星形‑三角形变换，将两个电源电压组合为一个电源，完成对晶闸管换流阀开通暂态过程电路的简化；考虑晶闸管的制造公差，设置不同的开通延迟时间值，建立晶闸管换流阀开通暂态过程等效模型；对阳极饱和电抗器与阀避雷器进行非线性建模，阳极饱和电抗器等效模型由非线性电阻与非线性电感并联组成；确定晶闸管的电压和电流、过电压倍数及电流变化率大小。该方法考虑了晶闸管由于制造公差导致的不同开通时间，以及阳极饱和电抗器对开通过程的影响，能够更为准确地获得该过程中晶闸管两端的电压及流经的电流。

主权项：1.含阳极饱和电抗器的换流阀开通过程电压与电流确定方法，该方法采用简化的晶闸管换流阀开通暂态过程电路来实现，其特征在于：所述简化的晶闸管换流阀开通暂态过程电路包括等效电压源U0，换流变压器漏感Lt，杂散电容Cs，阀避雷器Ra，阳极饱和电抗器SR以及晶闸管换流阀模块T；等效电压源U0与换流变压器漏感Lt串联，形成等效电压源-换流变压器漏感串联支路；杂散电容Cs、阀避雷器Ra与等效电压源-换流变压器漏感串联支路并联；晶闸管换流阀模块T与阳极饱和电抗器SR串联，形成晶闸管换流阀-阳极饱和电抗器串联支路；晶闸管换流阀-阳极饱和电抗器串联支路与等效电压源-换流变压器漏感串联支路并联；该确定方法包括以下步骤：步骤1、得到简化的晶闸管换流阀开通暂态过程电路；步骤2、考虑晶闸管的制造公差，设置不同的开通延迟时间值，建立晶闸管换流阀开通暂态过程等效模型；步骤2.1、用导通状态下的晶闸管数量关于门脉冲启动后时间的函数曲线，作晶闸管开关函数，并将其用有限的步数近似，其中每一步表示一组晶闸管，并定义该组开启的时间；步骤2.2、将晶闸管根据不同的开通延迟时间分为若干组，第i组晶闸管由一个在tdi处闭合的开关与一个电压源vit串联表示，其中，vit表示为： 其中，v0i表示开通前第i组晶闸管两端承受的电压，td表示晶闸管导通延迟时间，tr表示上升时间，系数δ表示为： 对于特定类型晶闸管，上升时间的差异通常较小，系数δ可通过具有代表性的tr值选取；将所有建立的晶闸管组串联，得到考虑晶闸管不同的开通延迟时间值下的电路模型；步骤2.3、晶闸管换流阀开通暂态过程等效模型包括晶闸管换流阀模块T、晶闸管换流阀元件Ti、均压电容Cj、阻尼电阻Rdvi、阻尼电容Cdvi和晶闸管Tvi；晶闸管换流阀模块T由若干晶闸管换流阀元件Ti串联后，再与均压电容Cj并联构成；阻尼电阻Rdvi与阻尼电容Cdvi串联后，并联于晶闸管Tvi两端，构成晶闸管换流阀Ti；其中，阻尼电阻Rdvi值为所有构成晶闸管换流阀Ti的若干晶闸管换流阀阻尼电阻值之和，阻尼电容Cdvi值的倒数为所有构成晶闸管换流阀Ti的若干晶闸管换流阀阻尼电容值的倒数之和；步骤3、对阳极饱和电抗器SR与阀避雷器Ra进行非线性建模，阳极饱和电抗器等效模型由非线性电阻Re与非线性电感Lm并联组成；步骤3的实现包括：步骤3.1、非线性电感Lm可表示为： 步骤3.2、非线性电阻Re表示为： 其中，Lmt与Ret分别表示阳极饱和电抗器未饱和情况下的主磁通电感和铁芯损耗等效电阻，ILt与IRt分别表示阳极饱和电抗器主磁通电感和铁芯损耗等效电阻对应的拐点电流，aL与aR分别表示阳极饱和电抗器主磁通电感和铁芯损耗等效电阻的衰减系数，i表示流经对应支路的电流；步骤3.3、避雷器的非线性U-I特性由以下形式的三个指数函数组合而成： 其中，比例系数ki与幂系数ai为避雷器本体属性，Uref与Iref分别表示避雷器的参考电压与参考电流，U与I分别表示避雷器两端的电压与流经避雷器的电流；步骤4、仿真监测示波器波形，确定晶闸管的电压和电流，并确定过电压倍数及电流变化率大小。

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