[发明专利]一种兆瓦级户外PCS柜

说明书

本发明涉及一种兆瓦级户外PCS柜，属于风冷机户外柜设计技术领域。柜体中包括相互隔离的一个密闭的主防护区域和一个开放的次防护区域；次防护区域包括设于柜体上部与外界连通的上进风室；与上进风室相邻设有热交换器；热交换器分别与主防护区域和次防护区域连通。通过本发明可以有效的平衡防护与散热之间的矛盾，以高性价比实现高防护等级要求下的高功率散热；本发明中关键敏感器件全部置于高防护封闭区域内，易于实现温湿度的控制，可应对极端户外气候条件；通过对热交换器结构和安装位置的特殊设计，巧妙借用主散热风扇提供的大风量，既节省了外循环风扇的数量又提升了热交换器的换热能力。

技术领域

本发明涉及一种兆瓦级户外PCS(Power Conversion System，储能变流器)柜，属于风冷机户外柜设计技术领域。

背景技术

大功率兆瓦级PCS内部器件的防护和散热效果是影响设备可靠运行的重要因素。对于强风冷，防护和散热又是一对矛盾体，高防护反制散热性能、增加散热成本，而散热通风顺畅亦会反制防护等级，尤其是户外应用场景上述矛盾更为突出。现有的PCS机柜设计布局，有相对低防护等级的完全开放式散热设计，有高防护等级的全封闭设计，也有封闭与开放的组合形式。全开放式设计，亦有最低防护等级要求(通常不小于IP43)。首先，高防护高阻力会给散热风扇选型带来很大困难，亦会大幅增加制造成本；其次，开放式结构无法有效控制内部空间湿度；完全封闭式设计，虽环境适应性明显改善，但其内部主要热量需依靠一个或多个热交换器扩散至外环境，高换热能力的热交换器将会存在体积大、成本高等问题，工程实现上也有诸多限制。鉴于以上两种方案的局限，本技术领域亟需一种高效的组合方案，区别于现有的开放与封闭结合形式，以高性价比平衡、解决大容量户外PCS机柜防护和散热之间的矛盾，进而提升风冷散热应用的极限。

发明内容

本发明的目的是为解决大容量户外PCS机柜防护和散热之间的矛盾，进而提升风冷散热应用极限的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种兆瓦级户外PCS柜，柜体设有上进风结构和下出风结构；柜体中包括相互隔离的一个密闭的主防护区域和一个开放的次防护区域；次防护区域包括设于柜体上部与外界连通的上进风室；与上进风室相邻设有热交换器；所述热交换器分别与主防护区域和次防护区域连通。

优选地，所述次防护区域包括自柜体上部向下部依次连通的上进风室、热交换器、风扇风腔、模组散热器风道、电抗器风腔和出风口；风扇风腔中设有主散热离心风扇。

优选地，所述主防护区域包括依次连通的热交换器、直流电容风腔、主防护部分区域一和主防护部分区域二；主防护区域中设有辅助离心风扇。

优选地，与所述热交换器相邻设有辅助离心风扇；从辅助离心风扇发出的风依次经热交换器、直流电容风腔、主防护部分区域一和主防护部分区域二回流至辅助离心风扇。

优选地，所述辅助离心风扇和直流电容风腔之间还设有控制元件区域；从辅助离心风扇发出的风依次经热交换器、直流电容风腔和控制元件区域回流至辅助离心风扇。

优选地，所述上进风室包括依次连接的顶面、设有百叶窗的侧面和底面；所述顶面与水平面设有夹角；底面上设有用于安装热交换器的通孔，通孔四周设有由底面垂直于底面向上的增高围板；侧面的百叶窗设有与底面平行的开口；顶面上朝向底面设有垂直于底面的进风隔板，进风隔板与百叶窗的开口平行。

优选地，所述热交换器中设有分隔开的竖直流道和水平流道；竖直流道连通次防护区域，水平流道连通主防护区域。

优选地，所述热交换器下方设有主散热离心风扇，主散热离心风扇的四周设有风扇风腔；主散热离心风扇与热交换器之间设有风扇导风圈，风扇导风圈与热交换器底面间预留一定间隙；与主散热离心风扇的出风口相对应的风扇风腔底部设有通风口；风扇风腔的底部与主散热离心风扇之间设有用于藏风的空间；所述通风口边缘的水平高度高于风扇风腔底部其他部分的水平高度。