基于晴天太阳辐射模型的电力户外机柜热估算与仿真.pdf

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基于晴天太阳辐射模型的电力户外机柜热估算与仿真.pdf

第37卷 第9期 华电技术 V01.37 No.9 2015年 9月 HuadianTechnology Sep.2015 基于晴天太阳辐射模型的电力户外 机柜热估算与仿真 俞春林 ,童星星 (南京国电南 自电网分公司,南京 210003) 摘 要:随着智能变电站建设的进一步发展,大量的智能设备就地安装于户外机柜内。由于户外机柜的防护等级要求较 高,其内部空间相对密闭,内部环境温度易受内部设备热耗及外部太阳辐射的影响。通过对南京某地区晴天太阳辐射模 型的研究,计算户外机柜太阳辐射得热量,并据此结果结合ICEPAK软件的仿真,设计合理的通风散热方式,为柜内智能 设备可靠运行提供保障。 关键词:户外机柜;热设计 ;太阳辐照;隔热 ;ICEPAK软件 ;热耗计算 中图分类号:TM203 文献标志码 :B 文章编号:1674—1951(2015)09—0072—03 。 引言 L1 ( 。地球赤道平面与太阳和地 目前 ,我国智能电网建设进一步深化,国家电网 球中心的连线之间的夹角,其计算公式为 要求的 “一次设备智能化”进程中要求将光电互感 = 23.45sin[360。×(284+n)÷365], (1) 器、变压器、电抗器、断路器及高压开关等宿主设备 式中:n为积Ft,日期在年 内的顺序号,例如 1月 1 智能化,包括合并单元、智能终端、保护及测控装置 日其积 日为 1,平年 12月31日的积 日为365,闰年 等设备在内的智能组件需安装于宿主设备旁,承担 则为366。 与宿主设备相关的测量、控制和监测等功能。这就 (2)太阳时角 ∞。对于特定纬度 y的观测点, 要求设计一种能为上述智能组件提供可靠运行环境 反映了从Ft出到Et落时分太阳的天顶角在 1d中的 的新型智能户外机柜。 变化。24小时变化 360。,每小时l5。。 设计新型户外机柜时,除了要考虑规定功能、防 (3)太阳高度角 。对于地球上的某个地点,太 护等级等要求外,还要考虑热设计需求。在户外环 阳高度角是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹 境中,机柜不仅要导出内部设备散发的热量,同时还 角,其计算公式为 要有效隔阻太阳辐射。影响机柜的辐射主要来 自于 sinOd=sin6sinT+cos8COS COStO。 (2) 太阳直射辐射、大气长波辐射、地面发射辐射及长波 (4)太阳方位角 。太阳方位角即太阳所在的 辐射。夏季,安装在低纬度地区的户外机柜的太阳 方位,指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线 辐射得热量主要来 自于太阳直射辐射,占95%以 的夹角,其计算公式为 上,故在估算过程中可忽略其他辐射方式的影响。 sin =sinotcos6/cos 。 (3) 国内外已有不少太阳辐射理论模型的研究,提出了 (5)柜面太阳方位角 。其计算公式为 晴天太阳辐射模型、半正弦模型、时间序列逐时模型 s=Ot—A, (4) 等。结合国内外研究现状,本文以晴天太阳辐射模 本例模拟最严酷 的太阳辐射情况,设柜面朝南, 型为基础开展相关估算。 A=0。

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