民用機場電氣節(jié)能設(shè)計探微

駱全軍

（民航新時代機場設(shè)計研究院有限公司廣州分公司）

民用機場電氣節(jié)能設(shè)計探微

駱全軍

（民航新時代機場設(shè)計研究院有限公司廣州分公司）

隨著現(xiàn)代化社會發(fā)展水平的不斷提升以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，我國的機場建設(shè)速度不斷加快。此外，隨著國家節(jié)能減排改革的日益深化，民用機場的電氣設(shè)計不僅要保證安全性以及可靠性，還必須要充分考慮到電氣設(shè)計的節(jié)能性。本文就民用機場的電氣節(jié)能設(shè)計展開詳細(xì)論述。

民用機場；電氣設(shè)計；節(jié)能

目前，為了在一定程度上更好的貫徹落實我國的節(jié)能減排工作部署，我國的民航業(yè)已經(jīng)提出了相應(yīng)的綠色民航理念以及建設(shè)綠色民用機場的理念。在民用機場電氣的設(shè)計工作中，不僅要高度重視電氣設(shè)計的可靠性以及安全性，還應(yīng)用綜合考慮設(shè)計的節(jié)能性。使其在工程建設(shè)以及后期營運工作中可以有效降低機場的運行成本以及建設(shè)成本。

1　民用機場在用電負(fù)荷上的特點分析

1.1民用機場的一級負(fù)荷比重大

從專業(yè)化角度出發(fā)，民用機場的候機樓用電、機場賓館用電、旅客過夜用房用電、站坪照明用電以及機務(wù)用電都屬于一級負(fù)荷，而且航空管制用電、導(dǎo)航用電、通信用電、氣象檢測用電、助航燈光系統(tǒng)用電、導(dǎo)航臺站用電、邊防用電、海關(guān)安全檢查用電、機場航班預(yù)報用電以及三級以上機場油庫都是一級負(fù)荷中非常重要的負(fù)荷[1]。此外，機場針對空管設(shè)施中用電負(fù)荷必須要求不間斷的供電，在助航燈光系統(tǒng)基礎(chǔ)供電方面，必須要求恢復(fù)供電實際切換時間不能夠超過15s，而對于機場跑道中線燈的系統(tǒng)，必須不能超過1s?？傊裼脵C場項目之中的一級負(fù)荷所占比重相對越大，且對于相應(yīng)的供電可靠性與安全性要求也相對較高，民用機場供配電系統(tǒng)在建設(shè)成本上越來越大。

1.2民用機場的遠(yuǎn)距離負(fù)荷相對較多

一般情況下，民用機場的飛行區(qū)域內(nèi)部用電負(fù)荷包括助航燈光系統(tǒng)以及導(dǎo)航臺站，其中助航燈光系統(tǒng)在供電回路長度方面大約在8～10km之間，所使用到的恒流調(diào)光器可以自動調(diào)節(jié)其輸出電流情況，使其穩(wěn)定在相應(yīng)要求電流值上。民用機場飛行區(qū)內(nèi)部的導(dǎo)航臺例如航向臺以及下滑臺通常情況下都會位于機場飛行區(qū)域跑道的兩端，但是指點標(biāo)臺以及測距儀臺往往會處在跑道延長線上，且距離跑道的盡頭大約有1.8～2km，以上臺站都屬于一級負(fù)荷當(dāng)中非常關(guān)鍵的負(fù)荷，而且距離航站區(qū)內(nèi)部的變配電站相對較遠(yuǎn)，實際供電距離在3～6km之間[2]。

2　民用機場節(jié)能化的電氣設(shè)計

2.1民用機場供配電相關(guān)系統(tǒng)的節(jié)能

從無功補償角度出發(fā)，民用機場所存在的照明燈具、通風(fēng)機、鍋爐以及水泵等設(shè)備都屬于感性負(fù)荷，在實際運行過程中，將會使相應(yīng)的供電電源電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于電壓，而且該系統(tǒng)的無功功率也相對較大，會在一定程度上引起電能浪費，所以，在供配電設(shè)計期間，可以通過科學(xué)選擇電動機、照明燈具啟動器以及變壓器容量大小來有效降低其線路的感抗，從根本上提升自然功率因數(shù)。如果自然功率因數(shù)相對較低，則需要應(yīng)用并聯(lián)的電容器為無功補償?shù)臋C械裝置，適合在民用機場的變配電站低壓側(cè)合理設(shè)置專業(yè)化的電容器組，進(jìn)而實施集中補償。民用機場是用電單位之一，其接入點功率的因數(shù)通常情況下不能夠在0.90之下，當(dāng)電容器進(jìn)行分組投切的時候不應(yīng)該產(chǎn)生相應(yīng)的諧振，還必須要充分滿足該系統(tǒng)與設(shè)備的實際電壓波動限值，從而避免過補償。為了有效控制上述情況，需要裝設(shè)相應(yīng)的自動化投切裝置。從諧波治理角度出發(fā)，民用機場所使用到的應(yīng)急電源EPS、熒光燈、不間斷性的電源UPS、恒流調(diào)光器以及空調(diào)設(shè)備都屬于非線性的用電負(fù)荷，在實際使用過程中往往會出現(xiàn)大量諧波[3]。因此，要采取有效措施抑制諧波，例如廣州的白云機場為了在一定程度上防止無功補償期間系統(tǒng)以及電容器組之間出現(xiàn)并聯(lián)諧振現(xiàn)象，進(jìn)而造成諧波放大。白云機場在電氣設(shè)計過程中盡可能使用攜帶有消諧功能的專業(yè)化無功補償裝置，還在機場電容器組中合理串聯(lián)相應(yīng)的電抗器，從而達(dá)到抑制諧波放大的效果，其電抗器的電抗率具體選擇情況，見表1。

表1　串聯(lián)電抗器的實際電抗率選擇情況

從布線以及材料選擇方面出發(fā)，需要嚴(yán)格按照民用機場的實際機場負(fù)荷容量情況、具體供電距離情況以及實際分布情況，將機場中心的變配電站科學(xué)設(shè)置在民用機場的負(fù)荷中心，從而最大限度縮短供電半徑，進(jìn)而有效減少線路的損耗。當(dāng)機場低壓線路敷設(shè)過程中，要盡可能選擇直線避免彎路。例如，近年來鋁合金材質(zhì)的電纜已經(jīng)在民用建筑工程施工建設(shè)中得到了相對廣泛的應(yīng)用，一般情況下，同等電氣性能前提下，鋁合金材質(zhì)的電纜重量可以降低到銅芯電纜大約一半左右。而且其截面大約是銅芯電纜的1.1～1.25倍之間，實際價格卻比銅芯電纜低30～50%之間[4]。

2.2民用機場相關(guān)建筑設(shè)備的節(jié)能技術(shù)以及計量管理

現(xiàn)階段，民用機場在建筑設(shè)備的節(jié)能技術(shù)分類方面主要可以劃分為照明系統(tǒng)的節(jié)能控制、采暖系統(tǒng)節(jié)能控制、熱水供應(yīng)系統(tǒng)節(jié)能控制、變配電系統(tǒng)節(jié)能控制、通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能控制、給排水系統(tǒng)節(jié)能控制以及其他的設(shè)施節(jié)能控制包括太陽能發(fā)電系統(tǒng)以及電動化的遮陽簾系統(tǒng)技術(shù)等。根據(jù)國家對于公共建筑的能耗規(guī)定，在公共建筑施工建設(shè)過程中，應(yīng)該加裝相應(yīng)的用電分項計量設(shè)施裝置以及能耗監(jiān)測控制系統(tǒng)。在廣州花都機場中就配備了相應(yīng)的能耗監(jiān)測系統(tǒng)，這個專業(yè)化的監(jiān)測系統(tǒng)，主要是以先進(jìn)的計算機設(shè)備、通信設(shè)備以及測控單元作為工具，從而在一定程度上為機場的公共建筑實際數(shù)據(jù)采集工作、遠(yuǎn)程控制管理以及開關(guān)狀態(tài)的監(jiān)測等提供基礎(chǔ)性平臺，能夠與機場的檢測設(shè)備以及控制設(shè)備有效構(gòu)成相對復(fù)雜的任意全方位監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是利用分層分布形式的計算機網(wǎng)絡(luò)，具體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1

2.3科學(xué)選擇照明度標(biāo)準(zhǔn)，降低能耗

民用機場通常情況下都會建設(shè)在地勢相對平坦以及開闊的區(qū)域，而且相應(yīng)建筑物在采光條件上都相對較好，機場的候機樓主要采用鋼結(jié)構(gòu)以及大空間結(jié)構(gòu)。所以在照明設(shè)計方面應(yīng)該充分利用機場的天然光，積極引入綠色照明理念，科學(xué)選擇機場的照度標(biāo)準(zhǔn)。民用機場電氣設(shè)計過程中，應(yīng)該在滿足作業(yè)面視覺基礎(chǔ)要求以及照明質(zhì)量的基礎(chǔ)上，盡量減少照明光能損失，從而盡可能利用光能，減少照明能耗。此外，除了設(shè)置智能化的照明控制系統(tǒng)之外，還應(yīng)該按照民用機場不同場所的實際照明要求以及照明特點情況，采取相應(yīng)的分區(qū)以及分時照明控制方式?？梢圆捎貌煌愋凸?jié)電開關(guān)包括定時開關(guān)、光控開關(guān)以及接近式開關(guān)等。針對走廊區(qū)域、樓梯間部分以及電梯間位置的照明需要采用定時控制方式、集中控制方式或者是聲光控制方式，若機場具備BA系統(tǒng)，還應(yīng)該將其納入到專業(yè)化的BA系統(tǒng)中實施集中管理[5]。

2.4促進(jìn)節(jié)能光源的大力應(yīng)用

在民用機場的具體設(shè)計過程中，在照明功率密度充分滿足規(guī)范化要求的前提下，應(yīng)該有效控制其單位面積內(nèi)的燈具實際安裝功率，可以采用節(jié)能的燈具與附件。針對室內(nèi)照明，需要采用直管熒光燈，并選擇細(xì)管徑型也就是小于等于26mm的燈具，如果條件允許的話，可以合理選用直管的稀土三基色形式的熒光燈，從而實現(xiàn)顯色性好、光效高以及壽命長的具體照明節(jié)能要求。針對室外照明，可以科學(xué)選用發(fā)光二極管的LED光源，但是現(xiàn)階段由于跑道引導(dǎo)的燈光系統(tǒng)因素，機場的跑道邊燈以及跑道中線燈仍舊利用鹵素?zé)?。此外，在民用機場的電氣設(shè)計工作中，不僅要合理選用高效的節(jié)能等，還應(yīng)用盡量選擇能耗相對較低且性能相對較好的附件例如電子變壓器、電子鎮(zhèn)流器以及電子觸發(fā)器等設(shè)施。在公共建筑的場所內(nèi)部，可以選擇攜帶有無功補償?shù)臒晒鉄艟?。若是緊湊型的熒光燈可以優(yōu)先選擇電子鎮(zhèn)流器，如果是氣體放電燈則可以優(yōu)先選擇電子觸發(fā)器。

3　結(jié)語

總而言之，民用機場的節(jié)能電氣設(shè)計工作是一項專業(yè)性以及復(fù)雜性都相對較強的工作，涉及的內(nèi)容相對較多，直接關(guān)系到民用機場的能量消耗。因此，在民用機場電氣設(shè)計工作中，要高度重視節(jié)能性原則，最大限度降低能耗。具體來說，可以通過民用機場供配電相關(guān)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計、節(jié)能技術(shù)應(yīng)用、計量管理、科學(xué)選擇照明度標(biāo)準(zhǔn)以及促進(jìn)節(jié)能光源的大力應(yīng)用等措施，從根本上提升民用機場的電氣設(shè)計節(jié)能水平。

[1]陳軍.民用機場電氣節(jié)能設(shè)計[J].建筑電氣，2012，10：33～36.

[2]陳軍.民用運輸機場綠色照明設(shè)計[J].現(xiàn)代建筑電氣，2012，11：34～38.

[3]何花.揭陽潮汕民用機場航站樓及配套工程節(jié)能設(shè)計[J].制冷，2014，04：56～60.

[4]郭曉巖.民用機場航站樓智能化系統(tǒng)設(shè)計[J].智能建筑電氣技術(shù)，2010，06：22～25.

[5]任緒秋.機場航站樓供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計簡析[J].建筑電氣，2013，05：80～84.

TM92

A

1673-0038（2015）42-0224-02

2015-10-5

駱全軍（1988-），男，助理工程師，本科，主要從事電氣設(shè)計工作。