变电站户外机柜的热仿真分析

　　对以上五种情况进行热分析，计算出内部机箱表面温度与平均流体温度的差别，从而得到最佳的设计方案，如图3～图7所示。

　　从分析数据及两种分布图可以看出以下几点。

　　(1)方案1中箱体内部空气的流动靠自身重力驱动，流速缓慢，热交换较慢。从流场及温度场的分布图看出内部温度不同层的温差较大，装置局部有过热现象，不利于装置的散热，不符合正常运行要求，只能靠加装防护层、内循环风机或开孔通风解决局部过热的问题。

　　(2)方案2从内部温度场分布图的颜色对比看，内部空气温度较为平均，机箱表面温度在正常应用条件之间，符合运行要求。

　　(3)方案3与方案2相比，内部平均温度下降4°左右，符合运行要求。

　　(4)方案 4 与方案 2 相比，风机在机箱下部的散热效果较好，平均温度比方案2更低，其结果符合运行要求。

　　(5)方案5与以上不与外界通风的方案相比，箱体开通风孔后的散热效果最好，其结果符合运行要求。但开通风孔增加了箱体对灰尘及雨雪的防护难度。

　　七、结论

　　本文以变电站内户外机柜为例，对户外机柜热设计过程 中的设计要素和设计方案进行仿真比较。从以上方案分析的 数据可以看出：

　　(1)开通风孔与无通风孔两种情况都能满足当前内部元件正常运行的温度要求，但考虑到防护要求，结构设计时，柜体不用开通风孔。

　　(2)单层与双层结构都能满足元器件正常运行，考虑到成本需求，柜体应设计为单层结构。

　　(3)当机箱强制对流散热时，把风机安装在装置下部效果最好。

　　从以上热分析可以得出户外机柜的结构设计方案为：单层结构、箱体不开孔、内部增加强制对流风机，就可满足此系统的散热需求。