(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210651702.0 (22)申请日 2022.06.10 (71)申请人 广西电网有限责任公司电力科 学研 究院 地址 530023 广西壮 族自治区南宁市民主 路6-2号 (72)发明人 李锐　苏毅　易辰颖　韩方源　 芦宇峰　张磊　陈梁远　饶夏锦　 潘绍明　黄炜　 (74)专利代理 机构 南宁东智知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 45117 专利代理师 黎华艳 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/18(2006.01)G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种固态断路器分合闸线圈的总漏磁计算 方法 (57)摘要 本发明属于电气设备故障诊断技术领域， 具 体涉及一种固态断路器分合闸线圈的总漏磁计 算方法， 包括步骤： 建立磁芯元件的热模 型， 考虑 温度影响因素， 计算固态断路器分合闸线圈的磁 芯漏磁损耗； 计算固态断路器分合闸线圈的绕组 涡流漏磁损耗； 计算固态断路器分合闸线圈的原 副边绕组 内漏磁损耗； 计算固态断路器 分合闸线 圈的原副边绕组层间漏磁损耗； 计算固态断路器 分合闸线圈的总漏磁损耗， 具体为磁芯漏磁损 耗、 绕组涡流漏磁损耗、 原副边绕组 内漏磁损耗、 原副边绕组层间漏磁损耗之和。 本发 明在计算磁 芯损耗时考虑了温度影 响因素， 建立磁 芯元件的 热模型， 把磁 芯损耗计算方法和磁性元件的热模 型结合起来， 能准确地计算磁性元件的漏磁损 耗。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115017710 A 2022.09.06 CN 115017710 A 1.一种固态断路器分合闸线圈的总漏磁 计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1， 建立磁芯元件的热模型， 考虑温度影响因素， 计算固态断路器分合闸线圈的磁 芯漏磁损耗 Wcore； 步骤S2， 计算固态断路器分合闸线圈的绕组涡流漏磁损耗 WW； 步骤S3， 计算固态断路器分合闸线圈的原副边绕组内漏磁损耗 Wi； 步骤S4， 计算固态断路器分合闸线圈的原副边绕组层间漏磁损耗 Wc； 步骤S5， 计算固态断路器分合闸线圈的总漏磁损耗W， 具体为磁芯漏磁损耗、 绕组涡流 漏磁损耗、 原副边绕组内漏磁损耗、 原副边绕组层间漏磁损耗之和， 即W ＝Wcore+WW+Wi+Wc。 2.根据权利要求1所述的一种固态断路器分合 闸线圈的总漏磁计算方法， 其特征在于， 所述步骤S1中 固态断路器分合闸线圈的磁芯漏磁损耗 Wcore的计算方法如下： 其中， T为磁化周期， k1为表征磁性材料的直流偏置特性常数， B为磁芯磁通， ΔB为磁通 变化量， α 、 β 为频率对磁芯漏磁损耗的影响系数， 由生产厂家提供。 3.根据权利要求2所述的一种固态断路器分合 闸线圈的总漏磁计算方法， 其特征在于， 所述磁性材 料的直流偏置特性常数k1的计算方式如下： 其中， K为温度， δ 为非正弦激励角。 4.根据权利要求1所述的一种固态断路器分合 闸线圈的总漏磁计算方法， 其特征在于， 所述步骤S 2中固态断路器分合闸线圈的绕组涡流漏磁损耗WW包括集肤效应漏磁损耗Ws和邻 近效应漏磁损耗 Wp， 计算方法如下： 根据Dowell模型的思想,将圆导体等效替换为矩形导体,绕组导体的平均电流密度关 系为： 其中， Jw为圆导体的平均电流密度， Jd为矩形导体的平均电流密度； 单匝圆导体单位深度集 肤效应漏磁损耗的表达式可以表示 为： 其中， D为绕组导体宽度， y为直角坐标系的y轴， hy为导体沿y轴上的宽度， σ 为导体的电 导率； 圆导体的邻近效应漏磁损耗可以表示 为： 分合闸线圈绕组同一绕组层， N匝圆导体单位长度的绕组涡流漏磁损耗WW通过以下方式 计算： Ww＝N(Ws+Wp)。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115017710 A 25.根据权利要求4所述的一种固态断路器分合 闸线圈的总漏磁计算方法， 其特征在于， 所述导体沿y轴上的宽度hy的计算方式如下： 6.根据权利要求1所述的一种固态断路器分合 闸线圈的总漏磁计算方法， 其特征在于， 所述步骤S3中 固态断路器分合闸线圈的原副边绕组内漏磁损耗 Wi的计算方式如下： 基于Dowell一维电磁场模型， 得到原副边绕组内磁场强度大小H1随距离x的分布， 具体 如下： 其中， m为绕组层数， I1为线圈绕组导体电流， n为非正 弦激励频次， r为磁场透入深度， ha 为磁芯长度； 则固态断路器分合闸线圈的原副边绕组内漏磁损耗 Wi为： Wi＝u0∫H1dV1； 其中， u0为真空磁导 率， V1为原副边绕组体积。 7.根据权利要求1所述的一种固态断路器分合 闸线圈的总漏磁计算方法， 其特征在于， 所述固态断路器分合闸线圈的原副边绕组层间漏磁损耗 Wc的计算方式如下： 绕组层间场强大小与电流大小和绕组层数有关， 绕组层间场强大小H2为： m为绕组层数， I1为线圈绕组导体电流， ha为磁芯长度； 原副边绕组层间漏磁损耗 Wc为： Wc＝u0∫H2dV1； 其中， u0为真空磁导 率， V1为原副边绕组体积。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115017710 A 3