CN109245030B - 直流断路器全桥子模块的电容容值确定方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直流断路器全桥子模块的电容容值确定方法及系统，根据主流通支路上的机械开关的最大可关断峰值电流等参数计算得到主流通支路上的全桥子模块的电容容值的取值范围；根据转移支路闭锁后电容暂态电压建立的最大时间等参数计算转移支路上的全桥子模块的电容容值的最大值；根据转移支路关断时刻转移支路上的最大电流等参数计算转移支路上的全桥子模块的电容容值的最小值；然后根据最大值和最小值得到取值范围。该确定方法基于全桥直流断路器的运行机理及关键设备参数选择，计算过程简单，计算结果可靠准确，避免了多约束条件下的动态电路微分方程求解问题，能够高效的满足全桥直流断路器电容详细参数的设计要求。

Description

直流断路器全桥子模块的电容容值确定方法及系统

技术领域

本发明涉及直流断路器全桥子模块的电容容值确定方法及系统，属于级联全桥直流断路器中电容的参数设计领域。

背景技术

柔性直流输电技术由于其在控制灵活性、环境保护、绿色能源并网和提高电能质量等方面优良特性，目前在异步电网互联输电、分布式能源接入、城市供电、孤岛供电等领域等均有工程化应用。但是由于柔性直流输电无法清除直流侧故障的固有缺陷，使得柔性直流电网在缺乏直流断路器的情况下运行，将无法选择性实现故障隔离，存在“局部故障，全网停运”停运重大安全问题，直流电网运行的可靠和经济性很难得以保障。

特别是柔性直流输电线路在发生直流侧双极短路工况下，直流电流快速上升，电流上升率达到6.67kA/1ms，如若不采取有效措施限制该短路电流的上升，将导致换流阀设备的损坏。因此，直流断路器分断大电流的动作速度要足够快。

申请公布号为CN103280763A的中国专利申请文件中公开了一种级联全桥直流断路器，由机械开关和电力电子器件混合组成。如图1所示，为现有的、也可以理解为上述专利申请文件中级联全桥直流断路器的拓扑结构图，图2为图1中的全桥子模块拓扑结构，全桥子模块也称为H桥模块。如图1所示，级联全桥直流断路器由主流通支路、转移支路及耗能支路(限压装置)并联构成，其中主流通支路主要包括高速机械开关及级联全桥式电子开关，级联全桥式电子开关由若干个串并联设置的全桥子模块构成；转移支路包括若干个级联设置的全桥子模块。该直流断路器正常运行由高速机械开关及主支路电子开关通流，故障时将故障电流转移至转移回路流通，最后由转移支路电力电子开关分断故障电流。

故障时高速机械开关关断峰值电流、主流通支路电流换流至转移支路过程中功率器件过压及换流完成时间、转移支路关断故障电流时功率器件过压及暂态电压建立时间、支路中串联全桥子模块之间的均压问题均受到主流通支路及转移支路中全桥子模块中的电容器的影响。所以，电容器对整个直流断路器的正常运行起到很重要的作用。但是，目前电容器容值的确定方式为凭借操作人员的工作经验，这种方式获得的电容器的取值范围很不准确。容值选取的不当会对系统造成很大的影响，比如会造成功率器件由于过流或者过压而损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种直流断路器全桥子模块的电容容值确定方法，用以解决传统的电容容值确定方法不准确的问题。本发明同时提供一种直流断路器全桥子模块的电容容值确定系统。

为实现上述目的，本发明包括以下技术方案。

一种直流断路器全桥子模块的电容容值确定方法，主流通支路上功率器件部分由M条支路并联构成，每条支路上串设有N个全桥子模块；转移支路上功率器件部分由Q条支路并联构成，每条支路上串设有P个全桥子模块，M≥1，N≥1，P≥1，Q≥1，所述确定方法包括主流通支路上的全桥子模块的电容容值计算过程和/或转移支路上的全桥子模块的电容容值计算过程：

所述主流通支路上的全桥子模块的电容容值计算过程包括：根据主流通支路上的机械开关的最大可关断峰值电流，短路电流上升率，功率器件在大电流下的阻值以及功率器件的反并联二极管在大电流下的阻值计算得到主流通支路上的全桥子模块的电容容值的最大值，并得到取值范围；

所述转移支路上的全桥子模块的电容容值计算过程包括：根据转移支路闭锁后电容暂态电压建立的最大时间，转移支路关断时刻转移支路上的最大电流以及耗能支路在对应操作冲击电流下的残压计算转移支路上的全桥子模块的电容容值的最大值；根据转移支路关断时刻转移支路上的最大电流，转移支路中的某一条支路上任两个全桥子模块的导通所用时间的时间差的最大允许值以及转移支路中的某一条支路上任两个全桥子模块的电容电压的压差的最大允许值计算转移支路上的全桥子模块的电容容值的最小值；根据最大值和最小值得到取值范围。

该确定方法基于全桥直流断路器的运行机理及关键设备参数选择，只需要根据全桥直流断路器中相关组成部分的运行参数，便能够计算得到主流通支路上的全桥子模块所需的电容容值的取值范围和/或转移支路上的全桥子模块所需的电容容值的取值范围，计算过程简单，计算结果可靠准确，避免了多约束条件下的动态电路微分方程求解问题，能够高效的满足全桥直流断路器电容详细参数的设计要求。

进一步地，所述主流通支路上的全桥子模块的电容容值的最大值C_{1_max}的计算公式为：

C_{1_max}＝(I_b×N)/(k×M×P×(R_g+R_d))

所述主流通支路上的全桥子模块的电容容值的取值范围为：(0，C_{1_max}]；

所述转移支路上的全桥子模块的电容容值的最大值C_{2_max}的计算公式为：

C_{2_max}＝(P×t₄×I_t)/u₂₀

所述转移支路上的全桥子模块的电容容值的最小值C_{2_min}的计算公式为：

C_{2_min}＝I_t×Δt/Δu

所述转移支路上的全桥子模块的电容容值的取值范围为：[C_{2_min}，C_{2_max}]；

其中，I_b为主流通支路上的机械开关的最大可关断峰值电流，k为短路电流上升率，R_g为功率器件在大电流下的阻值，R_d为功率器件的反并联二极管在大电流下的阻值，t₄为转移支路闭锁后电容暂态电压建立的最大时间，I_t为转移支路关断时刻转移支路上的最大电流，△t为转移支路中的某一条支路上任两个全桥子模块的导通所用时间的时间差的最大允许值，△u为转移支路中的某一条支路上任两个全桥子模块的电容电压的压差的最大允许值，u₂₀为耗能支路在对应操作冲击电流下的残压。

进一步地，Q＝1。

进一步地，u₂₀为耗能支路在20kA操作冲击电流下的残压。

进一步地，所述大电流为大于或者等于10kA的电流值。

一种直流断路器全桥子模块的电容容值确定系统，主流通支路上功率器件部分由M条支路并联构成，每条支路上串设有N个全桥子模块；转移支路上功率器件部分由Q条支路并联构成，每条支路上串设有P个全桥子模块，M≥1，N≥1，P≥1，Q≥1；所述确定系统包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器中运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现的控制过程包括主流通支路上的全桥子模块的电容容值计算过程和/或转移支路上的全桥子模块的电容容值计算过程：

所述主流通支路上的全桥子模块的电容容值计算过程包括：根据主流通支路上的机械开关的最大可关断峰值电流，短路电流上升率，功率器件在大电流下的阻值以及功率器件的反并联二极管在大电流下的阻值计算得到主流通支路上的全桥子模块的电容容值的最大值，并得到取值范围；

所述转移支路上的全桥子模块的电容容值计算过程包括：根据转移支路闭锁后电容暂态电压建立的最大时间，转移支路关断时刻转移支路上的最大电流以及耗能支路在对应操作冲击电流下的残压计算转移支路上的全桥子模块的电容容值的最大值；根据转移支路关断时刻转移支路上的最大电流，转移支路中的某一条支路上任两个全桥子模块的导通所用时间的时间差的最大允许值以及转移支路中的某一条支路上任两个全桥子模块的电容电压的压差的最大允许值计算转移支路上的全桥子模块的电容容值的最小值；根据最大值和最小值得到取值范围。

进一步地，所述主流通支路上的全桥子模块的电容容值的最大值C_{1_max}的计算公式为：

C_{1_max}＝(I_b×N)/(k×M×P×(R_g+R_d))

所述主流通支路上的全桥子模块的电容容值的取值范围为：(0，C_{1_max}]；

所述转移支路上的全桥子模块的电容容值的最大值C_{2_max}的计算公式为：

C_{2_max}＝(P×t₄×I_t)/u₂₀

所述转移支路上的全桥子模块的电容容值的最小值C_{2_min}的计算公式为：

C_{2_min}＝I_t×Δt/Δu

所述转移支路上的全桥子模块的电容容值的取值范围为：[C_{2_min}，C_{2_max}]；

其中，I_b为主流通支路上的机械开关的最大可关断峰值电流，k为短路电流上升率，R_g为功率器件在大电流下的阻值，R_d为功率器件的反并联二极管在大电流下的阻值，t₄为转移支路闭锁后电容暂态电压建立的最大时间，I_t为转移支路关断时刻转移支路上的最大电流，△t为转移支路中的某一条支路上任两个全桥子模块的导通所用时间的时间差的最大允许值，△u为转移支路中的某一条支路上任两个全桥子模块的电容电压的压差的最大允许值，u₂₀为耗能支路在对应操作冲击电流下的残压。

进一步地，Q＝1。

进一步地，u₂₀为耗能支路在20kA操作冲击电流下的残压。

进一步地，所述大电流为大于或者等于10kA的电流值。

附图说明

图1是级联全桥直流断路器的拓扑结构示意图；

图2是全桥子模块拓扑结构示意图；

图3是串联结构级联电子开关等效示意图；

图4是并联结构级联电子开关等效示意图。

具体实施方式

直流断路器全桥子模块的电容容值确定方法实施例

本发明提供的直流断路器电容容值确定方法的对象是这样一种直流断路器，包括主流通支路(由高速机械开关与功率器件部分组成)、转移支路(包括功率器件部分)及耗能支路(限压装置)，其中，设定主流通支路上功率器件部分由M条支路并联构成，每条支路上串设有N个全桥子模块；设定转移支路上功率器件部分由Q条支路并联构成，每条支路上串设有P个全桥子模块，M≥1，N≥1，P≥1，Q≥1，这四个设定值均根据实际情况进行确定。通常情况下，转移支路上只有一条支路，如图1所示，所以，本实施例中，Q＝1。因此，本发明提供的直流断路器电容容值确定方法的对象为图1所示的直流断路器。

级联全桥直流断路器的主流通支路和转移支路中均涉及全桥子模块，所以，本发明提供的电容器容值的参数求解原则的设定需区分主流通支路电容器与转移支路电容器。那么，本发明提供的直流断路器电容容值确定方法包括主流通支路上的全桥子模块的电容容值计算过程和/或转移支路上的全桥子模块的电容容值计算过程，也就是说，确定方法可以包括上述两种计算过程的其中一种，也可以同时包括，作为一个具体的实施方式，该确定方法同时包括主流通支路上的全桥子模块的电容容值计算过程和转移支路上的全桥子模块的电容容值计算过程。相应地，级联全桥直流断路器电容参数主要包括主流通支路全桥电容器参数设计与转移支路全桥电容器参数设计。

本实施例中，主流通支路中全桥子模块和转移支路中全桥子模块中的功率器件均为IGBT，且每个IGBT导通压降为V_ce，大电流下电阻为R_g；IGBT的反并联二极管导通压降为V_f，大电流下电阻为R_d；全桥子模块的电容容值设定为C，等效寄生电感为L。设定主流通支路电容器为C₁，转移支路电容器为C₂。一般情况下，功率器件在大电流下的阻值以及功率器件的反并联二极管在大电流下的阻值中的“大电流”是指大于或者等于10kA的电流值，即大于或者等于10kA的电流就可以称为大电流。

决定级联全桥直流断路器电容参数选取的原则主要包括支路中全桥子模块功率器件电压峰值、主流通支路与转移支路之间完成换流所需时间、高速机械开关可关断电流能力、直流断路器分断最大峰值电流及转移支路暂态电压建立时间等。

因此，主流通支路电容容值参数求解的约束条件包括：主流通支路中需要满足高速机械开关的可关断峰值电流能力I_m≤I_b、主流通支路中功率器件的承压V_cem≤V_ce1、主流通支路与转移支路间完成换流所需时间t_m≤t₂。那么相应地，I_b为主流通支路上的机械开关的最大可关断峰值电流，V_ce1为主流通支路中功率器件的最大承压，t₂为主流通支路与转移支路间完成换流所需的最长时间。

转移支路电容容值参数求解的约束条件包括：转移支路中需要满足转移支路中功率器件的承压V_cea≤V_ce2、转移支路闭锁后电容暂态电压建立时间t_a≤t₄、转移支路需关断峰值电流I_a≤I_t、P个全桥子模块中最大电容电压和最小电容电压的压差u₁≤Δu。那么相应地，V_ce2为转移支路中功率器件的最大承压，t₄为转移支路闭锁后电容暂态电压建立的最大时间，I_t为转移支路需关断最大峰值电流，即转移支路关断时刻转移支路上的最大电流，u₁为转移支路上的P个全桥子模块中最大电容电压与最小电容电压的压差，△u为压差的最大允许值，即转移支路上的P个全桥子模块中最大电容电压与最小电容电压的压差的最大允许值，也就是转移支路上的任两个全桥子模块电容电压的压差的最大允许值。

那么，主流通支路上的全桥子模块的电容容值包括以下计算过程：

根据主流通支路上的机械开关的最大可关断峰值电流I_b，短路电流上升率k，功率器件在大电流下的阻值R_g以及功率器件的反并联二极管在大电流下的阻值R_d计算得到主流通支路上的全桥子模块的电容容值的最大值C_{1_max}，根据该最大值就能够得到主流通支路上的全桥子模块的电容容值的取值范围，为(0，C_{1_max}]。

转移支路上的全桥子模块的电容容值包括以下计算过程：

根据转移支路闭锁后电容暂态电压建立的最大时间t₄，转移支路关断时刻转移支路上的最大电流I_t以及耗能支路在对应操作冲击电流下的残压u₂₀计算转移支路上的全桥子模块的电容容值的最大值C_{2_max}；根据转移支路关断时刻转移支路上的最大电流I_t，转移支路中的任两个全桥子模块的导通所用时间的时间差的最大允许值△t以及转移支路中任两个全桥子模块的电容电压的压差的最大允许值△u计算转移支路上的全桥子模块的电容容值的最小值C_{2_min}；然后根据得到的容值最大值C_{2_max}和容值最小值C_{2_min}确定转移支路上的全桥子模块的电容容值的取值范围，为[C_{2_min}，C_{2_max}]。其中，转移支路中的每个全桥子模块在导通时均有一个导通所用时间，那么，△t就是转移支路中的最大导通所用时间与最小导通所用时间的时间差的最大允许值，也就是转移支路中的任两个全桥子模块的导通所用时间的时间差的最大允许值。

为了提高数目众多的全桥子模块级联模型的仿真效率，对全桥级联结构的支路采用等效处理的方式，根据级联全桥直流断路器中全桥子模块的工作方式，把主流通支路上的M*N个全桥子模块等效为单个全桥子模块。直流断路器中全桥子模块有2种工作状态：导通状态和闭锁状态。则每条串联支路等效后的全桥IGBT导通压降为N*V_ce，导通电阻为N*R_g；反并联二极管导通压降为N*V_f，导通电阻为N*R_d，等效后的电容容值为C/N，如图3所示，其中IGBT器件等效为由可控电压源与可变电阻串联组成，反并联二极管等效为由可控电压源与可变电阻串联组成。进而，M条串联支路等效后的全桥IGBT导通压降为N*V_ce，导通电阻为N*R_g/M；反并联二极管导通压降为N*V_f，导通电阻为N*R_d/M，等效后的电容容值C/N*M，如图4所示。转移支路也按照上述等效原则进行等效处理。

另外，主流通支路中全桥子模块的IGBT电子开关组件中等效寄生电感为L1＝N*L/M，转移支路中全桥子模块的IGBT电子开关组件中等效寄生电感设定为L2＝P*L。

因此，直流断路器准确等效模型应能够充分反映直流断路器动作特性，等效建模内容包括多级全桥子模块等效、多级功率器件特性等效、多级电容器等效以及多级寄生电感等效。

根据上述主流通支路中电容容值的计算过程，并结合主流通支路中需要满足高速机械开关的可关断峰值电流能力I_m≤I_b，本实施例给出电容容值的最大值C_{1_max}的计算公式：

C_{1_max}＝(I_b×N)/(k×M×P×(R_g+R_d))

那么，

C₁≤(I_b×N)/(k×M×P×(R_g+R_d))

根据上述转移支路中电容容值的计算过程，并结合转移支路闭锁后电容暂态电压建立时间t_a≤t₄，P个全桥子模块电容电压压差u₁≤Δu，本实施例给出电容容值的最大值C_{2_max}以及最小值C_{2_min}的计算公式：

C_{2_max}＝(P×t₄×I_t)/u₂₀

C_{2_min}＝I_t×Δt/Δu

那么，

I_t×Δt/Δu≤C₂≤(P×t₄×I_t)/u₂₀

其中，u₂₀进一步为耗能支路在20kA操作冲击电流下的残压。

上述计算公式中的各个参数均为已知值。

在得到电容容值的取值范围后，根据实际情况在取值范围内选择具体的数值。本实施例中，首先得到电容容值选取的大致区间，再通过仿真软件实现直流断路器准确等效模型及其运行环境系统模型的建立及设计原则的设定，由仿真软件基于所提出的设计原则求解出级联全桥直流断路器电容参数的最优设计值。作为一个具体的实施方式，在PSCAD/EMTDC等仿真软件中建立级联全桥直流断路器仿真模型，利用PSCAD中Multiple Run元件实现的多重运行，可以同时使主流通支路电容容值和转移支路电容容值在区间内按照一定步长变化，并通过.out文件存储主流通支路与转移支路间完成换流所需时间t_m，开关器件端电压V_ce的值。然后，根据系统对于t_m以及V_ce的要求，选取对应的C₁和C₂。

以500kV直流断路器设计为例，直流系统短路电流为20kA/3ms(即k＝20kA/3ms)，I_b大于一定数值，这里取I_b＝35A，V_ce1≤3.6kV，V_ce2≤3.6kV，u₂₀≤800kV，t_a≤100us(那么，t₄＝100us)，u₁≤200V(那么，△u＝200V)，Δt＝1.5us，I_t＝20kA，t_m≤200us(那么，t₂＝200us)，R_g＝0.667mohms，V_ce0＝1.6V，R_d＝0.25mohms，V_f＝2.3V，L＝800nH，主流通支路中全桥子模块采用2并6串，转移支路中全桥子模块采用360级串联组成。

将上述具体参数代入到计算公式中能够得到主流通支路中的电容容值的取值范围大约为(0，50uF)，转移支路中电容容值的取值范围为[150uF，900uF]。

利用PSCAD的多重运行功能，设置主流通支路电容容值在区间(0，50uF)中按照5uF步长递增，如表1所示。

表1

利用PSCAD的多重运行功能，转移支路电容容值在区间[150uF，900uF]内按照50uF步长递增，如表2所示。

表2

则根据仿真结果以及判定条件V_ce1≤3.6kV、t_m≤200us及V_ce2≤3.6kV，选取对应的C₁＝15uF，C₂＝300uF。

由仿真软件判断以上获得的数据是否满足上文中涉及的所有限制条件，若全部满足，则所求解电容值符合设计要求。

因此，本发明提供的确定方法基于级联全桥直流断路器的运行机理及关键设备参数选择，提出了级联全桥直流断路器电容容值参数选取的原则，通过建立直流断路器准确等效模型及其运行环境系统模型，由仿真软件基于所提出设计原则求解出级联全桥直流断路器电容参数的最优设计值。采用本发明所提出的确定方法，只需要设定级联全桥直流断路器各设备运行的设计原则，便能够在仿真软件中快速求解出级联全桥直流断路器电容容值的详细设计参数，而避免了多约束条件下的动态电路微分方程求解问题，能够高效的满足级联全桥直流断路器电容容值的设计要求。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

直流断路器全桥子模块的电容容值确定系统实施例

该确定系统包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器中运行的计算机程序，处理器在执行计算机程序时实现的控制过程包括主流通支路上的全桥子模块的电容容值计算过程和/或转移支路上的全桥子模块的电容容值计算过程。也就是说，该确定系统的发明点在于电容容值的计算过程，而且，该确定系统所适用的直流断路器也与上述方法实施例中所涉及的直流断路器相同。由于上述方法实施例已对确定方法进行了详细地描述，这里就不再具体说明。

Claims (6)

1.一种直流断路器全桥子模块的电容容值确定方法，主流通支路上功率器件部分由M条支路并联构成，每条支路上串设有N个全桥子模块；转移支路上功率器件部分由Q条支路并联构成，每条支路上串设有P个全桥子模块，M≥1，N≥1，P≥1，Q≥1，其特征在于，所述确定方法包括主流通支路上的全桥子模块的电容容值计算过程和/或转移支路上的全桥子模块的电容容值计算过程：

所述主流通支路上的全桥子模块的电容容值计算过程包括：根据主流通支路上的机械开关的最大可关断峰值电流，短路电流上升率，功率器件在大电流下的阻值以及功率器件的反并联二极管在大电流下的阻值计算得到主流通支路上的全桥子模块的电容容值的最大值，并得到取值范围；

所述转移支路上的全桥子模块的电容容值计算过程包括：根据转移支路闭锁后电容暂态电压建立的最大时间，转移支路关断时刻转移支路上的最大电流以及耗能支路在对应操作冲击电流下的残压计算转移支路上的全桥子模块的电容容值的最大值；根据转移支路关断时刻转移支路上的最大电流，转移支路中的某一条支路上任两个全桥子模块的导通所用时间的时间差的最大允许值以及转移支路中的某一条支路上任两个全桥子模块的电容电压的压差的最大允许值计算转移支路上的全桥子模块的电容容值的最小值；根据最大值和最小值得到取值范围；

所述主流通支路上的全桥子模块的电容容值的最大值C_{1_max}的计算公式为：

C_{1_max}＝(I_b×N)/(k×M×P×(R_g+R_d))

所述主流通支路上的全桥子模块的电容容值的取值范围为：(0，C_{1_max}]；

所述转移支路上的全桥子模块的电容容值的最大值C_{2_max}的计算公式为：

C_{2_max}＝(P×t₄×I_t)/u₂₀

所述转移支路上的全桥子模块的电容容值的最小值C_{2_min}的计算公式为：

C_{2_min}＝I_t×Δt/Δu

所述转移支路上的全桥子模块的电容容值的取值范围为：[C_{2_min}，C_{2_max}]；

其中，I_b为主流通支路上的机械开关的最大可关断峰值电流，k为短路电流上升率，R_g为功率器件在大电流下的阻值，R_d为功率器件的反并联二极管在大电流下的阻值，t₄为转移支路闭锁后电容暂态电压建立的最大时间，I_t为转移支路关断时刻转移支路上的最大电流，△t为转移支路中的某一条支路上任两个全桥子模块的导通所用时间的时间差的最大允许值，△u为转移支路中的某一条支路上任两个全桥子模块的电容电压的压差的最大允许值，u₂₀为耗能支路在对应操作冲击电流下的残压；

所述大电流为大于或者等于10kA的电流值。

2.根据权利要求1所述的直流断路器全桥子模块的电容容值确定方法，其特征在于，Q＝1。

3.根据权利要求1所述的直流断路器全桥子模块的电容容值确定方法，其特征在于，u₂₀为耗能支路在20kA操作冲击电流下的残压。

4.一种直流断路器全桥子模块的电容容值确定系统，主流通支路上功率器件部分由M条支路并联构成，每条支路上串设有N个全桥子模块；转移支路上功率器件部分由Q条支路并联构成，每条支路上串设有P个全桥子模块，M≥1，N≥1，P≥1，Q≥1；所述确定系统包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器中运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器在执行所述计算机程序时实现的控制过程包括主流通支路上的全桥子模块的电容容值计算过程和/或转移支路上的全桥子模块的电容容值计算过程：

所述主流通支路上的全桥子模块的电容容值计算过程包括：根据主流通支路上的机械开关的最大可关断峰值电流，短路电流上升率，功率器件在大电流下的阻值以及功率器件的反并联二极管在大电流下的阻值计算得到主流通支路上的全桥子模块的电容容值的最大值，并得到取值范围；

所述转移支路上的全桥子模块的电容容值计算过程包括：根据转移支路闭锁后电容暂态电压建立的最大时间，转移支路关断时刻转移支路上的最大电流以及耗能支路在对应操作冲击电流下的残压计算转移支路上的全桥子模块的电容容值的最大值；根据转移支路关断时刻转移支路上的最大电流，转移支路中的某一条支路上任两个全桥子模块的导通所用时间的时间差的最大允许值以及转移支路中的某一条支路上任两个全桥子模块的电容电压的压差的最大允许值计算转移支路上的全桥子模块的电容容值的最小值；根据最大值和最小值得到取值范围；

所述主流通支路上的全桥子模块的电容容值的最大值C_{1_max}的计算公式为：

C_{1_max}＝(I_b×N)/(k×M×P×(R_g+R_d))

所述主流通支路上的全桥子模块的电容容值的取值范围为：(0，C_{1_max}]；

所述转移支路上的全桥子模块的电容容值的最大值C_{2_max}的计算公式为：

C_{2_max}＝(P×t₄×I_t)/u₂₀

所述转移支路上的全桥子模块的电容容值的最小值C_{2_min}的计算公式为：

C_{2_min}＝I_t×Δt/Δu

所述转移支路上的全桥子模块的电容容值的取值范围为：[C_{2_min}，C_{2_max}]；

其中，I_b为主流通支路上的机械开关的最大可关断峰值电流，k为短路电流上升率，R_g为功率器件在大电流下的阻值，R_d为功率器件的反并联二极管在大电流下的阻值，t₄为转移支路闭锁后电容暂态电压建立的最大时间，I_t为转移支路关断时刻转移支路上的最大电流，△t为转移支路中的某一条支路上任两个全桥子模块的导通所用时间的时间差的最大允许值，△u为转移支路中的某一条支路上任两个全桥子模块的电容电压的压差的最大允许值，u₂₀为耗能支路在对应操作冲击电流下的残压；

所述大电流为大于或者等于10kA的电流值。

5.根据权利要求4所述的直流断路器全桥子模块的电容容值确定系统，其特征在于，Q＝1。

6.根据权利要求4所述的直流断路器全桥子模块的电容容值确定系统，其特征在于，u₂₀为耗能支路在20kA操作冲击电流下的残压。

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