一种自然冷却条件下的变流柜内热源部件的温升评估方法与流程

本发明涉及变流柜设计，特别涉及变流柜内电子器件温升评估，具体为一种自然冷却条件下的变流柜内热源部件的温升评估方法。

背景技术：

1、在变流柜内，安装有热源部件如电抗器、电容、接触器等类电子器件以及铜排，在其运行过程中，各个热源部件产生的损耗全部转变为热能而使其发热，故需在变流柜内设置冷却结构。变流柜内常见的冷却结构为自然冷却即通过空气加热后向上微流动的自然热性，通过在变流柜上部设有出风通风口、其下部设有进风出风口后形成烟囱效应，以此来实现变流柜内的热源部件的散热。

2、在热源部件开始运行时，其本身温度与周围空气温度相同，内部产生的热量散到空气中的很少，主要是使热源部件本身温度提高，所以这时热源部件温度升高很快。随着热源部件温度的提高，与周围空气温差增大，向空气散出的热量逐渐增多，相对来说使本身温度升高的热量则愈来愈少，热源部件温度上升速度就减慢，最后当热源部件达到一定温度时，热源部件与周围空气间的温差足以使热源部件发出的热量全部散到空气中去，此时热源部件的温度不再提高而达到了稳定状态，将此时热源部件与周围空气的温度差即热源部件相对环境的温升称为绝对温升。

3、在变流柜的设计初期，变流柜内热源部件的绝对温升是变流柜设计中的一个重点研究的评估对象。现有的自然冷却条件下的变流柜内热源部件的温升评估方法是通过有限元仿真方法进行反复评估验证直至设计出合格的变流柜，但该评估方法耗时较长且仿真分析设计优化无方向，从而导致变流柜设计效率降低。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有的自然冷却条件下的变流柜内热源部件的温升评估方法耗时较长且仿真分析设计优化无方向的问题，故提供了一种新的自然冷却条件下的变流柜内热源部件的温升评估方法。

2、本发明是采用如下技术方案实现的：

3、一种自然冷却条件下的变流柜内热源部件的温升评估方法，包括如下步骤：

4、1）计算变流柜内热源部件中的各个电子器件的损耗qn：

5、qn=(1/ηn-1)pn，其中ηn为电子器件的效率，pn为电子器件的总功率, n=1,2,……n；

6、2）计算变流柜内热源部件中的各个铜排的损耗q0n：

7、q0n=in2ρnln/sn，in为铜排的电流，ρn为铜排的电阻率，ln为铜排的长度，sn为铜排的高×宽，n=1,2,……n；

8、3）计算各个热源部件相对柜内空气的温升即各个热源部件的相对温升t：

9、t= q/(a×s)，其中，a为热源部件的散热系数，s为热源部件的散热总面积，q为变流柜内各个电子器件的损耗qn或变流柜内各个铜排的损耗q0n；

10、4）计算变流柜内所有热源部件的总损耗w：

11、w= q1+ q2+ q3+…qn+q01+q02+……q0n；

12、5）计算因烟囱效应引起的变流柜内的风量l:

13、l=a×h×δt×γ，其中，a表示烟囱横截面积；h为烟囱的高度，δt为烟囱内外的温差，γ为烟囱效应的修正系数；

14、6）计算变流柜内空气相对环境的温升θ：

15、θ=w/l/c，其中，c为空气比热；

16、7)计算各个热源部件相对环境的温升即各个热源部件的绝对温升y：

17、y=θ+t。

18、采用本发明的温升评估方法可以较快的采用上述方法对热源部件的温升进行初步评估，如发现温升不合适，可依据上述计算公式针对性地修改相应数据后再次进行评估，直至温升符合设计要求为止。

19、本发明所产生的有益效果如下：采用本发明的温升评估方法可有效提高评估效率，且使得评估设计优化有了理论依据，从而提高了变流柜内的设计效率。

技术特征：

1.一种自然冷却条件下的变流柜内热源部件的温升评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及变流柜设计技术领域，具体为一种自然冷却条件下的变流柜内热源部件的温升评估方法。为了解决现有的自然冷却条件下的变流柜内热源部件的温升评估方法耗时较长且仿真分析设计优化无方向的问题，故提供了一种新的自然冷却条件下的变流柜内热源部件的温升评估方法,包括如下步骤：1）计算变流柜内各个电子器件的损耗；2）计算变流柜内铜排的损耗；3）计算各个热源部件的相对温升；4）计算变流柜内所有热源部件的总损耗；5）计算因烟囱效应引起的变流柜内的风量；6）计算变流柜内空气相对环境的温升；7）计算各个热源部件的绝对温升Y。采用本发明的温升评估方法可有效提高评估效率，且使得评估设计优化有了理论依据。

技术研发人员：陈振强,徐从谦,杨璐,焦春霞,赵勇,刘立刚
受保护的技术使用者：中车永济电机有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7