基于Workbench顺序耦合的中压直流断路器热稳定性仿真分析

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.12.005

电器与能效管理技术 ›› 2023, Vol. 0 ›› Issue (12): 32-38.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.12.005

基于Workbench顺序耦合的中压直流断路器热稳定性仿真分析

黄添晶¹, 马子文¹, 孔凡良²

1.武汉船用电力推进装置研究所, 湖北武汉 430064
2.武汉长海电气科技开发有限公司, 湖北武汉 430064

收稿日期:2023-08-17 出版日期:2023-12-30 发布日期:2024-01-11
通讯作者: 马子文,孔凡良
作者简介:黄添晶(1999—),男,硕士研究生,研究方向为触头系统短时耐受仿真技术。

Simulation Analysis on Thermal Stability of Medium Voltage DC Circuit Breakers Based on Workbench Sequential Coupling

HUANG Tianjing¹, MA Ziwen¹, KONG Fanliang²

1. Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, Wuhan 430064, China
2. Wuhan Changhai Electrical Technology Development Co., Ltd., Wuhan 430064, China

Received:2023-08-17 Online:2023-12-30 Published:2024-01-11
Contact: MA Ziwen,KONG Fanliang

摘要/Abstract

摘要：

中压直流断路器是中压直流供配电系统的重要保护装置。基于Workbench建立了中压直流断路器热稳定性顺序耦合仿真模型,在70 kA/250 ms短路电流冲击下,对某型额定电流为6 000 A的中压直流断路器的瞬态温升进行了仿真分析。同时考虑短路电流产生的电动力对导电桥半径的影响,设计了通流过程中导电桥半径迭代变化的计算程序,为中压直流断路器热稳定能力设计提供更加准确的仿真依据。

关键词: 中压直流断路器, Workbench顺序耦合, 热稳定性, 导电桥半径

Abstract:

The medium voltage DC circuit breaker is an important protective device in the medium voltage DC power supply and distribution system. A sequential coupling simulation model for the thermal stability of the medium voltage DC circuit breaker is established based on the Workbench. The transient temperature rise of a certain type of medium voltage DC circuit breaker with a rated current of 6 000 A under 70 kA/250 ms short-circuit current impact is simulated and analyzed. At the same time, considering the influence of the electric force generated by short-circuit current on the radius of the conductive bridge, a calculation program for the iterative change of the radius of the conductive bridge during the current flow process is designed, which can provide a more accurate simulation basis for the design of the thermal stability ability of medium voltage DC circuit breakers.

Key words: medium voltage DC circuit breaker, Workbench sequential coupling, thermal stability, conductive bridge radius

中图分类号:

TM561

黄添晶, 马子文, 孔凡良. 基于Workbench顺序耦合的中压直流断路器热稳定性仿真分析[J]. 电器与能效管理技术, 2023, 0(12): 32-38.

HUANG Tianjing, MA Ziwen, KONG Fanliang. Simulation Analysis on Thermal Stability of Medium Voltage DC Circuit Breakers Based on Workbench Sequential Coupling[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2023, 0(12): 32-38.

图/表 17

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参考文献 25

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导体	产热功率/W	导体	产热功率/W

动触头	153.0	左上散热器1	0.23
静触头	49.51	右上散热器1	0.23
导电桥	13.37	左上散热器2	1.41
上铜排	57.36	右上散热器2	1.42
软连接	47.50	左下散热器	1.41
下铜排	41.55	右下散热器	1.41

导体	测试点温升/K			误差/%
导体	仿真值	试验值		误差/%
动触头	81.8	78.5	4.20
静触头	88.0	88.4	0.46
上铜排	44.6	43.7	0.96
软连接	69.1	72.8	3.01
下铜排	43.2	42.0	1.30
左上散热器1	51.9	53.5	1.55
左上散热器2	43.8	41.9	2.07
左下散热器	44.4	41.6	3.06

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Simulation Analysis on Thermal Stability of Medium Voltage DC Circuit Breakers Based on Workbench Sequential Coupling

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