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一种换流阀用饱和电抗器电气性能设计方法，其特征在于包括以下步骤：(1)设定饱和电抗器的电气模型；饱和电抗器的电气性能设计目标为确定饱和电抗器的电气参数，包括考虑饱和电抗器的电气特性，分别确定饱和电抗器的5项参数要求：线圈电阻、空心电感、铁心电感、铁损电阻和端间电容，对饱和电抗器的铁心电感、铁损电阻考虑其非线性；在铁心励磁电流低的情况下，铁心电感和铁损电阻均为恒定值，随着铁心励磁电流增大，铁心电感和铁损电阻由于铁心的工作状态进入非线性区域而呈现衰减的趋势；(2)确定晶闸管的安全工作区；晶闸管的电气特性是基于其稳态下、暂态下的安全工作边界来确定，晶闸管在换流阀中的工作状态分为：正向阻态、开通、通态、关断和反向阻态，概括为阻态、开通、通态和关断四类情况；所述阻态，是晶闸管的电压耐受能力，在晶闸管的这种状态下，流过晶闸管的电流较小；所述开通，是开通初期晶闸管的电流耐受能力，在晶闸管的这种状态下，晶闸管的电压从高至低；所述通态，是晶闸管的通态电流承受能力，在晶闸管的这种状态下，晶闸管的压降很低；所述关断，是晶闸管的耐受反向过冲的电压能力；饱和电抗器在换流阀中发挥保护晶闸管的作用体现在晶闸管的阻态、开通和关断三种情况中；(3)确定换流阀内分析工况；饱和电抗器在换流阀中需要发挥电气作用的工况为：操作、雷电、陡波冲击，非周期触发、最大暂态运行触发工况、大角度运行触发工况、周期触发、低电压触发工况；(4)保护晶闸管耐受电流的分析；当晶闸管处于开通状态时，饱和电抗器发挥保护其耐受电流的特性；晶闸管在开通状态时需要确保流过晶闸管的阶跃电流在其限值之内；随着时间延伸，电流变化率分为两个阶段，开通初期电流变化率较低，随后有个转折，晶闸管可以承受的电流变化率可以适当增大；饱和电抗器的电气特性也应确保晶闸管的电流变化率在不同时间段都在其限值之内；另外，饱和电抗器也应确保晶闸管开通电流的第一个峰值在其限值之内；而且对于晶闸管开通电流的第一个波谷值，饱和电抗器也应确保在其限值之内；需分析的工况有非周期触发、最大暂态运行触发工况、大角度运行触发工况、周期触发、低电压触发工况；设计过程为：根据求解各工况对应的晶闸管开通时电路的微分方程，获得晶闸管的开通电流波形；将电流波形中的各参数，包括阶跃电流、电流变化率、电流峰值和电流波谷值，分别与晶闸管的限值相比较，获得饱和电抗器的5项参数要求； (5)保护晶闸管耐受电压的分析；当晶闸管处于阻态和关断状态时，饱和电抗器发挥保护其耐受电压的特性；晶闸管两端承受的电压变化率小于一定门槛时，晶闸管可以承受较高的电压；当电压变化率超过该门槛时，晶闸管能够承受的电压会降低，两者之间的对应定量关系随着晶闸管型号的不同有所不同，趋势上相同；需要分析的工况有操作、雷电和陡波冲击；设计过程为：根据求解各工况对应的晶闸管阻态和关断状态下电路的微分方程，获得晶闸管上的电压波形；提取电压波形中的电压与电压变化率，分别与晶闸管的限值相比较，获得饱和电抗器的5项参数要求；(6)循环迭代进行步骤(4)‑(5)；由于晶闸管的电气参数不同，导致步骤(4)和(5)获得的饱和电抗器5项参数的要求不同，因此应取步骤(4)和(5)两项结果的交集，迭代分析，直至饱和电抗器的各项参数均能满足保护晶闸管的作用，以确定饱和电抗器的设计结果。 |
