變電站戶外機柜的熱仿真分析

　　整個機柜外殼尺寸為1000mm×600mm×550mm。內部裝有2個6U 半寬機箱，2個1U全寬 機箱，2個風機對2個半寬機箱進行強制風冷，機柜內部靠下的空間安裝1個風機進行空氣的強制對流，機箱上下排列。為使仿真結果更加準確，根據每塊印制板上不同散熱模塊進行細分，對2個半寬機箱的內部元件布置進行仿真建模處理。印制板設定為絕熱材料。機箱內部元件熱量主要靠對流與輻射傳遞給空氣及殼體，熱量再通過戶外機柜外殼與外界進行熱交換。考慮到風機會影響內部流體分布，結構設計時在風機與機箱間加裝導流罩。系統整體模型見圖1。

　　四、設定仿真結構方案

　　戶外機柜在熱設計時應滿足的要求及需考慮的問題。

　　(1)應滿足設備可靠性的要求。

　　(2)應滿足設備預期工作的熱環境要求。

　　(3)應符合相關標準、規范要求。

　　(4)應對冷卻方法進行權衡分析，使設備在壽命周期內費用最低，可靠性最高。

　　(5)應提高設備的可維修行性。

　　(6)應考慮太陽輻射給設備帶來的熱問題。

　　(7)應防止各種微粒的沉積，以免增大設備熱阻，降低冷卻效果。

　　(8)應盡量防止工作周期、功率、熱環境變化引起的熱瞬變，使溫度波動減小到最少。

　　根據熱設計的要求及需考慮的問題，戶外環境、內部空間及裝置確定后，能夠影響整個系統散熱的因素只有結構方案，即外殼加不加遮陽板、內外氣體有無強制對流、密閉空間內部有無風機等。

　　根據以上所述，確定五種方案進行分析。

　　(1)單層結構，不通風，不加風機，機箱自然散熱。

　　(2)單層結構，不通風，散熱風機在機箱上部。

　　(3)雙層結構，不通風，散熱風機在機箱上部。

　　(4)單層結構，不通風，散熱風機在機箱下部。

　　(5)單層結構，有通風，散熱風機在機箱下部。

　　五、設定參數

　　此次分析的環境參數如表1所示。2U半寬裝置內部的單板分布如圖2所示，參數設置如表2所示。