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密闭型智能汇控柜散热仿真分析.docx

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  • 卖家[上传人]:ji****81
  • 文档编号:233736660
  • 上传时间:2022-01-02
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    •     密闭型智能汇控柜散热仿真分析    宋兴华 谢春洋 殷帅兵摘 要:为避免避免柜内凝露及进尘问题,开发了密封型智能汇控柜可以通过CFD软件对智能汇控柜进行建模并仿真,得到了智能汇控柜内温度场及流体轨迹结果表明:密闭型柜体可以满足在环境温度为45℃情况下柜内温度控制的要求,柜内温升处于合理区间,对工程应用给出了指导意见关键词:智能汇控柜;仿真;温度场;流体轨迹:TM63 :A :1671-2064(2019)19-0062-021 概况智能GIS汇控柜是智能变电站的重要组成部分,能够实现变电站内智能GIS设备间信息共享和操作智能汇控柜内设智能控制装置,如开关模块、模拟模块、信号模块、操作模块等[1,2]可以实现对GIS设备的位置信号采集和监视、模拟量信号采集与显示、远方/就地控制、信号操作事件记录与上传、谐波分析、监测等功能旧式汇控柜采用呼吸器通风散热结构对柜内温度进行调节,但会出现凝露、风沙问题严重等情况[3,4],但如果采用空调进行降温会增加成本和整体的不可靠性,因此我司在保证柜内装置安全可靠的前提下,通过优化设计降低了单位面积的功耗,提出采用非空调方案进行温度控制的方案本文对采用自然散热和全密闭柜体进行了仿真分析,得出了两种方案的温度场及流体轨迹,肯定了全密封方案的效果。

      2 试验背景2.1 柜体概况汇控柜根据柜内功能和模块不同,采用不同柜型和排布方式,但柜内发热量主要集中在就地化模块装置上,本次仿真型号为110kv汇控柜和间隔汇控柜柜体边框采用双层结构,主要材质为不锈钢中间填充阻燃保温材料,传热系数约0.04w/m2·k柜体表面无开孔,无温控附件,柜体防护等级可达到IP55汇控柜类型及尺寸表如表1所示2.2 仿真条件仿真条件设置如下:(1)环境温度:户外环境为45℃2)太阳辐射:按照上海地区,夏至日下午3点钟光照强度设置光照强度约为:967w/m23)柜内各模块发热量及尺寸如表2所示3 仿真结果分析3.1 110KV汇控柜仿真分析图1为110kv汇控柜仿真分析结果图1(a)为柜内模块排布示意图,柜内模块采用双排分布,柜内其余部分为端子排、走线槽等,由于发热量较小,因此在柜内未体现图1(b)为柜内流体轨迹图,显示为热空气上升,冷空气下降的趋势由于柜体无通风孔,因此柜内空气与柜外环境无空气交换,柜内空气在温度影响下实现流动图1(c)为距前门0.2m处温度分布截面图,柜顶温度约为60℃,柜子中部温度约为57℃,柜子底部约为53.5℃图1(d)为距前门0.6m处温度分布截面图,柜顶温度约为62~65℃,柜子中部温度约为57℃,柜子底部约为53℃。

      可以看出由于热空气上升,柜内温度呈现上热下冷的现象,且越靠近发热模块的截面,平均温度越高3.2 间隔汇控柜图2为间隔汇控柜仿真分析结果图2(a)为各模块发热量设置及分布,间隔汇控柜内智能模块较少,排布较为均衡图2(b)为柜内流体轨迹图,显示为热空气上升,冷空气下降的趋势通风情况与110kv汇控柜相同图2(c)和图2(d)分别为距前门0.2m、0.4m处温度分布截面图,柜顶温度约为51.3℃,柜子中部温度约为49.5℃,柜子底部约为47.4℃可以看出由于热空气上升,柜内温度呈现上热下冷的现象,由于间隔汇控柜内发热量较小,柜体尺寸也较小,因此不同截面温度差异较小图2(e)为柜内流体轨迹图,显示为热空气上升,冷空气下降的趋势通风问题与110kv汇控柜相同4 结语(1)110kv汇控柜柜顶温度约为62~65℃,柜子中部温度约为57℃,柜子底部约为53℃2)间隔汇控柜柜顶温度约为51.3℃,柜子中部温度约为49.5℃,柜子底部约为47.4℃3)通过柜内控制模块优化设计,降低功耗,全密闭型智能汇控柜完全可以满足日常使用中的散热需求参考文献[1] 須雷,黄俊,赵希才.GIS智能化汇控柜在水电站中的应用[J].西北水电,2012(4):66-69.[2] 王家军.数字化变电站室外汇控柜温控方案探讨[J].贵州电力技术,2014,17(4):46-49.[3] 杜崇杰,范庆池.500kV HGIS汇控柜凝露原因分析及改进措施[J].河北电力技术,2009,28(6):6-7.[4] 方勇,祁文治,翟羽佳,等.330kV变电站汇控柜防尘防沙关键技术研究[J].河南科技,2018(1):50-53.  -全文完-。

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