变电站户外机柜的热仿真分析

　　整个机柜外壳尺寸为1000mm×600mm×550mm。内部装有2个6U 半宽机箱，2个1U全宽 机箱，2个风机对2个半宽机箱进行强制风冷，机柜内部靠下的空间安装1个风机进行空气的强制对流，机箱上下排列。为使仿真结果更加准确，根据每块印制板上不同散热模块进行细分，对2个半宽机箱的内部元件布置进行仿真建模处理。印制板设定为绝热材料。机箱内部元件热量主要靠对流与辐射传递给空气及壳体，热量再通过户外机柜外壳与外界进行热交换。考虑到风机会影响内部流体分布，结构设计时在风机与机箱间加装导流罩。系统整体模型见图1。

　　四、设定仿真结构方案

　　户外机柜在热设计时应满足的要求及需考虑的问题。

　　(1)应满足设备可靠性的要求。

　　(2)应满足设备预期工作的热环境要求。

　　(3)应符合相关标准、规范要求。

　　(4)应对冷却方法进行权衡分析，使设备在寿命周期内费用最低，可靠性最高。

　　(5)应提高设备的可维修行性。

　　(6)应考虑太阳辐射给设备带来的热问题。

　　(7)应防止各种微粒的沉积，以免增大设备热阻，降低冷却效果。

　　(8)应尽量防止工作周期、功率、热环境变化引起的热瞬变，使温度波动减小到最少。

　　根据热设计的要求及需考虑的问题，户外环境、内部空间及装置确定后，能够影响整个系统散热的因素只有结构方案，即外壳加不加遮阳板、内外气体有无强制对流、密闭空间内部有无风机等。

　　根据以上所述，确定五种方案进行分析。

　　(1)单层结构，不通风，不加风机，机箱自然散热。

　　(2)单层结构，不通风，散热风机在机箱上部。

　　(3)双层结构，不通风，散热风机在机箱上部。

　　(4)单层结构，不通风，散热风机在机箱下部。

　　(5)单层结构，有通风，散热风机在机箱下部。

　　五、设定参数

　　此次分析的环境参数如表1所示。2U半宽装置内部的单板分布如图2所示，参数设置如表2所示。