[发明专利]混合式直流断路器中串联多断口机械开关的均压仿真方法

摘要

本发明涉及直流电网设备保护技术，具体涉及混合式直流断路器中串联多断口机械开关的均压仿真方法，通过有限元场仿真准确计算装设均压组件后串联多断口机械开关的电压分配及分布电容参数，基于场仿真结果提取阻容电路模型，仿真获取均压组件的参数取值范围，并详细说明了各均压元件参数的确定依据，可解决目前直流串联多断口机械开关均压中仿真确定均压元件参数缺乏具体依据的问题。该方法可用于混合式高压直流断路器用串联多断口机械开关均压设计，通过路仿真进行均压设计，仿真结果可靠性强、准确性高。能显著提高各断口电压分配均压程度。成本低廉；对所使用的软件没有限制，通用程度更高。

主权项

1.混合式直流断路器中串联多断口机械开关的均压仿真方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1、建立三维模型；根据混合式直流断路器中串联多断口机械开关的实际结构尺寸和设计方案来构建三维模型；步骤2、进行有限元电场仿真；将步骤1中三维模型导入有限元软件，剖分网格形成有限元模型，加载电压进行电场及电位分布计算，求解各断口的电压分配特性，同时提取三维仿真模型的分布电容参数，建立简化分布电容模型；步骤3、进行电路仿真；根据步骤2建立的简化分布电容模型，添加各断口绝缘电阻，构建串联多断口机械开关的电路模型，加载开断过程中机械开关承担的电压波形进行仿真；步骤4、均压仿真；以步骤3电路模型为基础，在各个断口并联均压组件，基于控制变量法，先设为一定值，分别改变均压电阻、均压电容及限流电阻参数进行仿真，求解参数均压系数、元件通流、耐压、电阻功率，根据所求参数对比应用场景的需求及元件限值逐步选定均压组件的取值；步骤5、均压效果及完全性校验；对步骤4选定的均压组件进行仿真，验证其是否满足均压系数达标同时元件安全性在允许范围内的要求；若不满足，则相应微调均压组件参数，并重新进行步骤5，直至达到要求。