【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于多物理场仿真与电子科学，具体涉及基于多物理场仿真的继电保护设备元器件劣化分析方法。
技术介绍
1、继电保护设备(以下称保护设备或保护)是电网调度通信领域关键设备之一，是保障电网安全稳定运行的第一道防线。元器件过热运行或受电磁干扰会严重影响继电保护设备的可靠性。
2、通常，在研发阶段主要凭借设计经验、整机的高低温测试及电磁兼容试验保证设备的可靠性。因为在前期缺乏定量的仿真分析方法，尽管单个板卡(或箱体内的插件)满足设计要求，但并不能保证整机的可靠性满足测试标准的要求。一旦发生设计缺陷导致整机检测不合格，重新设计不但费时费力，还会进一步增加投入成本。
3、近些年来，随着国产芯片在保护设备中全面应用，设备发热问题逐渐显现。另一方面，可靠性测试中发现的电磁兼容问题也明显增多，加剧了开展继电保护设备元器件劣化分析的必要性。
技术实现思路
1、针对以上问题，本专利技术提供基于多物理场仿真的继电保护设备元器件劣化分析方法，以解决现有技术中继电保护设备在整机检测中暴露的发热问题及电磁兼容问题明显增多的问题。
2、本专利技术提供一种基于多物理场仿真的继电保护设备元器件劣化分析方法，包括：
3、执行针对所述继电保护设备元器件的电磁场仿真分析，确定电磁场仿真结果；
4、执行针对所述继电保护设备元器件的热仿真分析，确定热仿真结果；
5、综合所述电磁场仿真结果、所述热仿真结果，针对所述继电保护设备元器件进行优化设计。>
6、进一步地，所述继电保护设备包括箱体、设置于箱体的多个插件，每个所述插件设置多个元器件。
7、进一步地，所述执行针对所述继电保护设备元器件的电磁场仿真分析，包括：
8、获取继电保护设备电磁场仿真有限元模型；
9、所述继电保护设备电磁场仿真有限元模型根据所述继电保护设备的结构特征和仿真需求对所述继电保护设备的真型物理结构模型进行修复得到；
10、所述继电保护设备电磁场仿真有限元模型包括箱体电磁场子模型、多个插件电磁场子模型。
11、进一步地，还包括：
12、获取所述继电保护设备的电磁环境；
13、所述电磁环境包括：箱体的材料类型、各插件的材料类型；箱体的相对介电常数及相对磁导率、各插件的相对介电常数及相对磁导率；射频辐射电磁场和/或高空电磁脉冲。
14、进一步地，还包括：
15、改变所述继电保护设备电磁场仿真有限元模型的电磁环境，得到不同运行工况下所述继电保护设备的内部电磁场分布情况，所述内部电磁场分布情况包括：各插件在不同极化方向下的电磁场分布情况、各插件在不同入射角下的电磁场分布情况。
16、进一步地，还包括：
17、检查各插件子模型的电路参数及电源/地属性网络，设置仿真端口数量；
18、计算平面波不同入射角度和/或不同极化时各插件上产生的感应电压，所述感应电压包括各仿真端口的端口感应电压。
19、进一步地，所述多个插件包括cpu板；
20、所述cpu板设置rs-485串口、rs-232串口、phy芯片网口及cpu芯片；
21、根据计算的cpu板产生的感应电压，获取的所述rs-485串口、rs-232串口、phy芯片及cpu芯片分别可靠运行的额定电压及允许波动的电压上限值和/或电压下限值，确定计算得到的所述rs-485串口、rs-232串口、phy芯片网口及cpu芯片的端口感应电压是否超标；
22、所述电磁场仿真结果包括所述多个插件分别设置的至少一个元器件的端口感应电压是否超标。
23、进一步地，所述执行针对所述继电保护设备元器件的热仿真分析，包括：
24、获取继电保护设备热仿真有限元模型；
25、所述继电保护设备热仿真有限元模型根据所述继电保护设备的结构特征和仿真需求对所述继电保护设备的真型物理结构模型进行修复得到；
26、所述继电保护设备热仿真有限元模型包括箱体热子模型、多个插件热子模型。
27、进一步地，还包括：
28、改变所述继电保护设备热仿真有限元模型的运行环境，得到不同工况下各插件设置的各元器件温度分布情况；
29、其中，所述运行环境包括：设备运行的环境温度、海拔、元器件功耗及各插件的导热系数；
30、其中，所述各元器件温度分布情况包括：元器件温度随环境温度的变化曲线、元器件温度随海拔的变化曲线及元器件温度在不同散热条件下的变化曲线。
31、进一步地，还包括：
32、确定各元器件可靠运行预期设计温度；
33、根据各器件的温度分布情况、所述元器件可靠运行预期设计温度，基于阿伦尼乌斯方程，计算各器件的寿命分布规律和/或绘制各元器件寿命加速衰减比曲线；
34、根据不同工况下各插件设置的各元器件温度分布情况，判断各元器件是否存在过热运行或寿命未达预期的情况。
35、本专利技术提出的基于多物理场仿真的保护设备元器件劣化分析方法，能够通过仿真手段提前发现设备的设计缺陷并进行优化设计，从而提升设备的整体可靠性。
36、下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明。
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1.一种基于多物理场仿真的继电保护设备元器件劣化分析方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于多物理场仿真的继电保护设备元器件劣化分析方法，其特征在于，
3.如权利要求2所述的基于多物理场仿真的继电保护设备元器件劣化分析方法，其特征在于，
4.如权利要求3所述的基于多物理场仿真的继电保护设备元器件劣化分析方法，其特征在于，还包括：
5.如权利要求4所述的基于多物理场仿真的继电保护设备元器件劣化分析方法，其特征在于，还包括：
6.如权利要求5所述的基于多物理场仿真的继电保护设备元器件劣化分析方法，其特征在于，还包括：
7.如权利要求6所述的基于多物理场仿真的继电保护设备元器件劣化分析方法，其特征在于，
8.如权利要求2所述的基于多物理场仿真的继电保护设备元器件劣化分析方法，其特征在于，
9.如权利要求8所述的基于多物理场仿真的继电保护设备元器件劣化分析方法，其特征在于，还包括：
10.如权利要求9所述的基于多物理场仿真的继电保护设备元器件劣化分析方法，其特征在于，还
...【技术特征摘要】
1.一种基于多物理场仿真的继电保护设备元器件劣化分析方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于多物理场仿真的继电保护设备元器件劣化分析方法，其特征在于，
3.如权利要求2所述的基于多物理场仿真的继电保护设备元器件劣化分析方法，其特征在于，
4.如权利要求3所述的基于多物理场仿真的继电保护设备元器件劣化分析方法，其特征在于，还包括：
5.如权利要求4所述的基于多物理场仿真的继电保护设备元器件劣化分析方法，其特征在于，还包括：
6...
【专利技术属性】
技术研发人员：金龙，周泽昕，詹荣荣，杨国生，孟江雯，刘龙浩，张坤俊，刘亚东，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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