（1、信阳供电公司 河南信阳 464000； 2、信阳供电公司 河南信阳 464000）
摘要:变电站配备有综自后台机、五防机、调控系统、故障录波等计算机。这些计算机负责“四遥”、监控和操作，常年不得关机，计算机在长期运行过程中会出现硬件故障，造成监控系统异常甚至瘫痪，影响了调度通讯及倒闸操作，给电力系统的正常运行带来了安全隐患……
关键词:变电站 计算机 风道 液冷 安全
1.问题的提出
1.1 后台机常年与保护装置、网络信息柜、远动信息柜进行大量的数据运算和信息交换，CPU、硬盘常年处于满负荷工作状态。造成了CPU、硬盘、主板等硬件，发热量较大。
1.2 计算机通常放置在公司统一配置的木质柜内，散热效果不好。
1.3 服务器类计算机，打开机箱发现，多为风冷散热器，虽然散热片较大，但由于长期高温，造成风扇内的润滑油被风干。经研究发现，2年以上未关机的计算机，风扇多数停转或慢转，转速在1000转以内，而标准为3000转，散热效果不好。
1.4 品牌计算机的机箱为传统ATX结构，结构单一，无风道设计，防尘效果不好，影响机箱内热量的排出。
2.技术方案及原理
2.1技术方案
现有的机箱和散热系统不符合变电站的现场运行条件，如果我们能研究出一种能够改善计算机散热的新方法，就可以大大降低计算机的故障率，有效提高运行设备安全系数，为企业增效。
2.2 理论依据
1）机箱：变电站的后台机、五防机均为品牌计算机，机箱为传统的ATX结构，无风道设计，防尘效果不好，电源上置，影响机箱内热量的排出。使用两年以上的计算机，在高温及灰尘的影响下，散热性能降低，容易造成计算机内部电子元件击穿或烧毁。
2）散热器：变电站计算机，内部多为风冷散热器，虽然散热片较大，但由于长期高温，造成风扇内的润滑油被风干。长期使用未关机的计算机，风扇多数停转或慢转，转速在1000转以内,而标准为3000转，可见散热效果不好。
3.实施步骤
3.1分析
3.1.1 电源上置机箱
电源在上置机箱里渊源不断吸收机箱的废热，而废热对电源内部电子元件使用寿命和电源工作稳定性造成极大威胁，其危害等同于被动吸烟。殊不知，电脑75%以上故障是由电源直接或间接引起。显然，这种设计不科学。
3.1.2走线凌乱，不利于散热的排尘
大量电源线和数据线散落在机箱内部，对机箱内的空气流通形成阻碍，降低机箱风道的效率，还有可能阻碍外部吸入的冷空气无法到达高热区域，个别区域由于长期积热而加速老化。过于布线上的凌乱和硬盘架的阻隔，随时泛起风道的闭固轮回，而电源和显卡之间也泛起了热风上下活动的死轮回。
3.1.3 变电站的计算机在高温及灰尘的影响下，机箱内部风扇运转不正常，机箱内部温度过高，通常造成计算机内部电子元件击穿或烧毁。
3.1.4 计算机液冷散热是利用液体的比热容比较大，流动的液体可以更快、更好带走热量、起到降温效果的特点设计出来的，把系统部件的热量带走，从而达成更好的散热效果。与变电站油浸风冷的主变的原理相同。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一直用在高端的计算机上，而这一次，我们运维人员要把它用在变电站内！
3.1.5 达成共识：设计一款适合于变电站的计算机散热系统
3.2 设计
很多朋友认为，要快速排出机箱内的热空气，多加几个机箱风扇就可以了，这是个认识的误区，实际上，过多的机箱风扇，或者风扇安装不当，可能会导致机箱内空气流动紊乱，反而降低了散热效果。电源上置机箱属于常见的前进后出式水平风道系统，一般就是前置+后置风扇的设计。在这里面电源风扇也充当了后置风扇的一部分。通过对比，我们会发现，电源下置的机箱，电源采用了独立风道。而电源下置的机箱多了一个进风口，这样冷空气就会充分进入，对机箱的散热起到了一定的辅助作用。
3.2制做
采用CAD软件制作结构图纸，并准确标注尺寸。成员市场走访和查询有关资料，选择了一家报价较为合理的厂家进行了机箱的加工。
3.3 安装
将计算机硬件从原机箱内拆除并安装至新机箱
3.4 将计算机风冷散热器更换为液冷
3.5 对样机进行压力测试
经过小组测试，无漏液，降温效果好，防尘，并有观查孔，正常运行3个月，在使用期间未出现过安全事故。
4.应用
4.1效果验证
对策实施后，我们对变电站计算机2016年8月1日～8月7日连续一周进行了跟踪测温，统计如下：CPU 18度，硬盘19度，电源19度，各硬盘温度均正常。
4.2 活动前后的计算机内部对比
改造后的计算机机箱从内部结构到选用的散热器都进行了更新，尤其是风道系统的改变，让计算机的内部空间变得合理，加装的防尘网使其内部安全系数大大提高。液冷散热器的使用，使计算机在任何条件下都能低温运行，计算机使用寿命得到提高。
4.3效果检查
4.3.1技术效益
液冷散热系统的使用给运维人员的日常工作提供了方便，基本实现了计算机的免维护。加装的侧透面板便于运维人员的巡视检查，及时发现计算机内部故障；加装的防尘网，可以定期清理灰尘；加装的LED液晶面板让系统一目了然。LED灯光风扇，方便了运维人员夜间巡视。液冷散热器的使用，使计算机在任何条件下都能低温运行，计算机使用寿命得到提高。
4.3.2 经济效益
直接经济效益：沙港变电站损坏的变电站计算机中有4台是因为温度过高造成的。经改造后，2016年此类故障消失，按照沙港变电站每年减少后台机损坏4台，每台后台机2万5千元计算，4台价格为4×2500=100000元，减去升级改造费用4×1500＝6000元，一年共可以节省设备费用94000元。
无形经济效益：信阳供电公司变电运维专业下属8个运维班，全部推广后，一年共可以节省94000×8=752000元，这还不包括去边远变电站重启后台和软件系统故障重装所花费的人工和车辆费用。
4.3.3安全效益
我们对变电运维专业2015年温度较高的4个月和2016年温度较高的4个月发的计算机类故障进行了统计，更换液冷系统后，变电站计算机类故障同比下降60%，因高温引起的死机和监控系统通讯中断的故障大大减少。运维人员在设备巡视和维护中提高了工作效率，降低了计算机的损坏率。采用液冷散热系统的计算机，降低计算机的损坏率，为电网公司节省了更换设备和维修设备的资金。
5.成果创新点
5.1机箱从内部结构到选用的散热器都进行了升级，尤其是风道系统的改变，让计算机的内部空间变得合理。
5.2 加装的侧透面板可以检查计算机的运行情况，方便运维人员的日常巡视检查。
5.3 加装的防尘网，运维人员可以定期清理，使其内部安全系数大大提高。
5.4 液冷散热器的使用，使计算机在任何条件下都能低温运行，计算机使用寿命得到提高。
5.5 加装的LED液晶面板、LED风扇，可以看到系统的运行时间，CPU温度、风扇转速等信息。打开LED灯光开关，方便运维人员夜间巡视。
6. 结束语
我们将改造后的变电站计算机散热系统报请国家知识产权局，申请实用新型专利，我们将此次成果推广应用到沙港变电站得到应用，在报请供电公司批准后预计2017年将在220KV以上变电站推广。
参考文献
[1]孙鹏，张大国，汪发明，孟碧波等.《智能变电站调试与运行维护》.中国电力出版社.2014年11月出版.
[2]杨成兴，赵建保，周凤珍等.《电力系统IT应用1000问》.中国电力出版社.2010年10月出版.
论文作者:张耀午,孙俊伟
论文发表刊物:《电力设备》2016年第19期
论文发表时间:2016/12/12
标签：计算机论文; 机箱论文; 变电站论文; 风扇论文; 风道论文; 电源论文; 散热器论文; 《电力设备》2016年第19期论文;