晶闸管级是组成高压直流换流阀的最小结构单元,晶闸管控制单元(TCU)是晶闸管级的关键元件。研究晶闸管级TCU的保护特性对于改进TCU保护逻辑功能设计以及晶闸管换流阀精细化仿真建模具有重要意义。本文以此为出发点,搭建了晶闸管级TCU保护特性的实验研究平台,研究了晶闸管级在断态和反向恢复期内不同时刻承受高幅值、高陡度侵入电压时TCU的保护特性。实验结果表明,断态下TCU的保护阈值在侵入低陡度电压时基本保持不变,而侵入高陡度电压时随陡度升高而降低;反向恢复期内TCU的保护阈值与电压侵入的时刻无关而随侵入电压陡度的升高而增大。在此基础上建立了一种考虑TCU保护功能的晶闸管级仿真宏模型,仿真结果表明此模型不仅能够反映晶闸管的基本动、静态特性,也能准确反映TCU保护特性,仿真结果与实验结果相吻合。