[发明专利]分析直流电力系统的变频器内熔断器对于短路电流的响应能力的仿真建模分析方法

权利要求书

1.一种分析直流电力系统的变频器内熔断器对于短路电流的响应能力的仿真建模分析方法，具体如下；

1).建立柜体模型，以建立单个柜体为例，将其中变频器建模成的电容C_M1及其等效直流电阻R_ESRc串联的模型，变频器的输入及输出侧分别连接的两组直流母线的熔断器，每组直流母线的熔断器包括并列设置的两个熔断器单体，将熔断器单体建模成电阻，变频器的输入及输出侧到熔断器之间的电缆或铜排都标记为CO1；两组熔断器到直流母排之间的电缆或铜排都标记为CO2；直流母线上的铜排标记为CO3，由正负两组组成；单个电缆或铜排CO1和CO2简化成电阻与电感串联的模型，单个铜排CO3简化成电阻与电感串联的模型，并将铜排CO3的电容简化成设置在正负直流母线之间的等效电容C_int；通过计算得出柜体模型的具体参数；具体计算如下：

(a)通过熔断器的稳态直流功耗和额定电流计算出等效直流电阻，见如下公式：其中：P_{V Fuse}是熔断器的稳态直流功耗；是熔断器的稳态直流电流的平方；R_Fuse是稳态直流电阻；

在短路状态时，仿真模型中熔断器的等效短路电阻R_SCFuse采用对熔断器进行短路测试并采集熔断器的实际熔断波形后进行曲线拟合的方式来建模；

(b)计算电缆或铜排简化成的电阻与直流电感的数值R_co1,R_co2,R_co3,L_co1,L_co2,L_co3,计算铜排CO3的等效电容C_int；所述计算铜排简化成的直流电感的数值L_co1,L_co2,L_co3的计算公式是：其中：真空磁导率μ₀，是常数4π×10^-7；正负铜排之间的平均间距a；单位m；单相铜排宽度b，如果是多条铜排，用宽度叠加计算；单位m；铜排高度h；单位m；单相铜排长度l，单位m；

2)、建立柜体简化电路模型，将正负两根直流母线间除电容C_M1及其等效直流电阻R_ESRc外的电阻等效成一个电阻Ra，将正负两根直流母线间除电容C_M1及其等效直流电阻R_ESRc外的电感等效成一个电感La；将正负两根直流母线上的电阻等效成一个电阻Rb,将正负两根直流母线上的电感等效成一个电感Lb,得到简化模型，其中：

3)、建立系统电路模型，参照上述步骤建立C-PP系统包含所有的柜体的整体电路模型；

4)、使用MATLAB模拟计算，得出某一柜体内变频器直流短路时各个柜体内变频器中熔断器的I²T；

故障回路熔断器的电流和时间的累积迅速达到其熔断I²T，故障回路切除；若在故障回路切除时，其它所有非故障回路熔断器的电流和时间的累积没有超过对应熔断器的弧前I²T，即表明非故障回路没有受到影响；若在故障回路切除时，有非故障回路熔断器的电流和时间的累积超过对应熔断器的弧前I²T，则需将该位置的熔断器更换为弧前I²T更大的熔断器。

2.如权利要求1所述的分析直流电力系统的变频器内熔断器对于短路电流的响应能力的仿真建模分析方法，其特征在于：所述计算电缆或铜排简化成的电阻的数值R_co1,R_co2,R_co3具体计算公式是：其中：电阻值R，单位Ω；电阻率ρ，单位：Ωm²/m；电缆或者铜排的长度l，单位：M；电缆或者铜排的截面积A，单位：m²。