大中型民用機(jī)場供配電現(xiàn)狀淺析

支華麗

【摘 要】本文通過介紹國內(nèi)大中型民用機(jī)場供配電系統(tǒng)的概況，從機(jī)場供配電系統(tǒng)運行管理與規(guī)劃建設(shè)兩個方面入手，分析了機(jī)場供配電系統(tǒng)現(xiàn)狀存在的問題并提出了改進(jìn)建議，以期全面提升機(jī)場的供配電水平。

【關(guān)鍵詞】民用機(jī)場；供配電；供電運行；規(guī)劃建設(shè)

【Abstract】Through the introduction of domestic civil airport for the general situation of the power supply， select operation and construction as two aspects， analyzes the airport for distribution system existing problems and puts forward the suggestions for improvement， in order to improve the level of power supply.

【Key words】Civilian airport； Power supply Operation； Planning and construction

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，民航機(jī)場的客貨吞吐量逐年增長。大中型機(jī)場占地面積達(dá)數(shù)千畝或更大，機(jī)場范圍內(nèi)的市政資源自成體系。通常機(jī)場內(nèi)部設(shè)置有機(jī)場專用變電站，由機(jī)場所在地電網(wǎng)提供兩路110kV獨立電源。從110kV專用變電站直到用電末端均為機(jī)場供配電范圍。供電對象中包括旅客航站樓、空管塔臺、貨運站、飛行區(qū)燈光站、駐場航空業(yè)務(wù)單位、旅客過夜用房等重要用電對象，其中部分負(fù)荷為一級負(fù)荷和特別重要負(fù)荷。機(jī)場供配電系統(tǒng)直接關(guān)系到機(jī)場安全運行和服務(wù)品質(zhì)。本文通過對110kV專用變電站，航站樓供配電系統(tǒng)，以及機(jī)場供配電系統(tǒng)在規(guī)劃建設(shè)時存在的問題逐一分析，提出改進(jìn)現(xiàn)狀問題的建議。

1 機(jī)場110kV專用變電站

1.1 機(jī)場110kV變電站概況

機(jī)場110kV專用機(jī)場變電站作為一般大中型機(jī)場的核心電站，是機(jī)場的電源，一般按供電部門的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，有人值守運行。由機(jī)場方負(fù)責(zé)運行管理，通過和供電部門簽訂調(diào)度協(xié)議，接受電力調(diào)度部門的調(diào)度管理。一般將110kV母線上的開關(guān)劃入調(diào)度管理范圍，由調(diào)度負(fù)責(zé)下達(dá)操作指令。機(jī)場110kV變電站接線示意圖如圖1。

1.2 機(jī)場110kV變電站設(shè)備配置

為保證供電可靠性，保持機(jī)場周圍環(huán)境美觀節(jié)約用地，機(jī)場110kV變電站設(shè)置為全戶內(nèi)式。110kV側(cè)設(shè)置GIS組合開關(guān)電器，單母線分段接線，母聯(lián)開關(guān)熱備份運行。戶內(nèi)油浸式變壓器，采用Y/△接線，變壓器高壓側(cè)中性點不接地運行。10kV側(cè)由中置開關(guān)柜組成單母線分段運行，母聯(lián)開關(guān)熱備用運行，10kV母線設(shè)置無功補(bǔ)償裝置和消弧線圈裝置。變電站配置綜合自動化微機(jī)保護(hù)裝置，除10kV保護(hù)裝置分散安裝于10kV開關(guān)柜，其它保護(hù)裝置集中組屏安裝于中控室，設(shè)置母線保護(hù)，變壓器保護(hù)，調(diào)度自動化系統(tǒng)。設(shè)置綜合自動化保護(hù)后臺，配置完善的軟硬件五防閉鎖裝置。

1.3 提升機(jī)場110kV變電站的運行水平的措施

機(jī)場110kV變電站設(shè)備及運行管理技術(shù)成熟，運行穩(wěn)定，除正常的停送電操作外平時的操作情況較少。建立完善的應(yīng)急預(yù)案非常重要，提高特殊情況下的供電應(yīng)急保障能力。根據(jù)本站的具體情況編制典型操作票，通過反復(fù)的推演建立本站典型操作票，當(dāng)遇到緊急情況時，按典型操作票迅速處理故障保障供電。定期開展業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)培訓(xùn)，對照竣工資料掌握站內(nèi)的一、二次接線，利用備用設(shè)備進(jìn)行模擬操作，提高運行人員對設(shè)備的熟悉程度。

2 航站樓供配電系統(tǒng)

2.1 機(jī)場航站樓供配電系統(tǒng)概況

航站樓是直接面對旅客的場所，是重要的電力用戶。保障供電是提高旅客服務(wù)質(zhì)量的基本保證。大中型機(jī)場的航站樓是建筑面積達(dá)到數(shù)十萬平米的龐大單體建筑，一座建筑面積15萬平米左右的航站樓平均負(fù)荷為3.5MW，從機(jī)場110kV站成組接入多路10kV供電線路，平均每4萬平米設(shè)置一座10/0.4kV變電站，在樓內(nèi)分布設(shè)置，每座變電站設(shè)兩臺變壓器，低壓母線分段運行，變壓器同時使用互為熱備用，變電站運行負(fù)載一般較低，通?？梢杂梢慌_變壓器帶起全站大部分負(fù)荷。樓內(nèi)設(shè)置有柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源，可以采用低壓油機(jī)分散設(shè)置在樓內(nèi)配電室，也可集中設(shè)置10kV高壓柴油發(fā)電機(jī)。由于樓內(nèi)低壓供電回路數(shù)量眾多，設(shè)置有可靠的電力監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控每個開關(guān)的運行狀態(tài)。

2.2 航站樓供配電系統(tǒng)運行的建議

航站樓對供電可靠性要求高，根據(jù)運行經(jīng)驗適宜采用放射式低壓供電網(wǎng)絡(luò)。運行中結(jié)合竣工資料建立每個供電回路的信息臺賬，包括每條回路的起點柜號、開關(guān)規(guī)格、電纜規(guī)格、終點箱編號，安放位置等信息。

樓內(nèi)特別重要負(fù)荷，如信息機(jī)房服務(wù)器、離港系統(tǒng)、安檢信息系統(tǒng)等特別重要負(fù)荷不允許停電，應(yīng)通過集中UPS機(jī)房獨立配電來支持設(shè)備的穩(wěn)定運行。為了避免有計劃的操作停電，將400V低壓母線合環(huán)操作，應(yīng)該謹(jǐn)慎使用。某些品牌的斷路器雖然配置了同期合環(huán)的檢測裝置，通過檢測兩路電源的相位、幅值和頻率來判斷合環(huán)條件是否具備，但并不能判斷合環(huán)后的電磁環(huán)流和負(fù)荷轉(zhuǎn)移電流。合環(huán)操作可能會導(dǎo)致進(jìn)線開關(guān)過流。允許合環(huán)的同時要嚴(yán)格判斷合環(huán)的條件，會使得低壓柜的二次接線變得復(fù)雜。由于失去了通?！皟蛇M(jìn)線一母聯(lián)”情況下的“三合二”閉鎖，操作不慎則存在反送電的風(fēng)險。

3 機(jī)場供配電系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)

3.1 10kV供電管網(wǎng)

10kV配電網(wǎng)絡(luò)是大中型機(jī)場供電的主干網(wǎng)絡(luò)，考慮到機(jī)場環(huán)境的美觀，機(jī)場供電線路主要采用電纜線路。敷設(shè)通道主要為混凝土包封管群、磚砌電纜溝，結(jié)合用地規(guī)劃沿場內(nèi)道路布置。大型綜合管廊越來越多在市政工程中開始建設(shè)，也被引入到大中型機(jī)場的改擴(kuò)建中，綜合管廊使得機(jī)場供電配網(wǎng)絡(luò)路由更加安全，更能適應(yīng)場內(nèi)供配電網(wǎng)絡(luò)的長遠(yuǎn)期發(fā)展。規(guī)劃建設(shè)階段應(yīng)對電纜管群斷面的孔數(shù)以及電纜溝的斷面尺寸做好需求分析，使其適應(yīng)長遠(yuǎn)發(fā)展避免后期反復(fù)動土開挖，又能為其它市政管線節(jié)約寶貴的用地空間。

3.2 10kV開閉所

10kV開閉所作為10kV電源的分配站，其作用是將10kV電源進(jìn)行多支路分配。作為110kV變電站的下級開閉所分別從110kV變電站不同10kV母線引接兩路10kV電源，所內(nèi)設(shè)兩段10kV母線，母聯(lián)開關(guān)分段運行。開閉所的供電對象一般為總用電容量較小的一級用電負(fù)荷、僅需要單回路供電的負(fù)荷、自身故障率較高的負(fù)荷（如施工用電、架空線路）等。10kV供電線路供電容量一般不大于8000kw1，開閉所每段母線分配的支路數(shù)不超過10回。開閉所應(yīng)布置在負(fù)荷中心，減少供電線路的長度，降低線路損耗和建設(shè)投資。

3.3 負(fù)荷計算與設(shè)備的選擇

隨著機(jī)場改擴(kuò)建工程的步伐不斷加快，設(shè)計單位因需兼顧考慮遠(yuǎn)期預(yù)留，受部分設(shè)計條件不明確等因素制約在負(fù)荷計算取值時取大不取小。造成變壓器、柴油發(fā)電機(jī)、電纜等設(shè)備容量、載流量選擇偏大。增加了工程投資，變壓器長期低負(fù)載運行增大了功率損耗。例如，某年旅客吞吐量接近2000萬的航站樓行李分揀系統(tǒng)采用400V供電，每相截面為300mm2的電纜，實際運行時最大負(fù)荷電流僅500 A左右。規(guī)劃設(shè)計階段應(yīng)對不同的供電對象采取更加合理負(fù)荷計算方法。使設(shè)備的選擇更適合運行使用的需求。

3.4 供電計量系統(tǒng)

相對于供電部門機(jī)場就是一個用電單位，供電部門對機(jī)場的用電總計量裝置安裝在110kV變電站高壓進(jìn)線側(cè)，用于機(jī)場和供電部門的商業(yè)核算。機(jī)場內(nèi)部很多單體建筑引入10kV電源供電，設(shè)計10kV配電系統(tǒng)時往往會配置計量柜，例如某機(jī)場燈光變電站供電電源為10kV，上級引自機(jī)場110kV變電站，燈光站內(nèi)高壓系統(tǒng)設(shè)置10kV高壓計量柜。這種情況下，燈光站內(nèi)設(shè)置的計量裝置是多余的（如圖2）。因為燈光站的用電屬于機(jī)場內(nèi)部用電，不需要商業(yè)計量。通常在機(jī)場110kV變電站和開閉所的每條10kV出線均設(shè)計有商業(yè)計量裝置，用于對機(jī)場外單位的商業(yè)計量和機(jī)場內(nèi)部考核計量。在單體建筑的內(nèi)部設(shè)置10kV計量裝置，相當(dāng)于在10kV供電線路的始末兩端均設(shè)置了計量裝置。把計量關(guān)口設(shè)置在110kV變電站和開閉所的出線處，可以計入線路的損耗，計量更合理公正。避免單體建筑內(nèi)設(shè)置不必要的高壓計量柜，可以節(jié)約工程投資，也節(jié)約了高壓配電室的建筑面積。

3.5 簡化機(jī)場配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

大中型民用機(jī)場經(jīng)過多次改擴(kuò)建后，場內(nèi)可能會出現(xiàn)35kV和110kV供電電壓等級并存，多座機(jī)場110kV變電站共同為機(jī)場供電等情況。場內(nèi)配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也變得更加復(fù)雜。例如，場內(nèi)雙電源交叉從不同變電站引接；已經(jīng)有兩路市電電源的變電站再引接第三路市電作為備用；開閉所設(shè)置不合理配電級數(shù)設(shè)置過多等。供配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運行維護(hù)復(fù)雜，容易發(fā)生誤操作。一座具有獨立雙電源的變電站（上級電源從不同變壓器引接）正常運行時兩個回路是獨立的，供電可靠性能夠得到保障，因此從簡化供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的角度分析，建議用戶的接線方式采用圖3的接線方式。用戶為了追求雙電源的獨立性，要求電源取自不同的變電站（如圖4），交叉供電，增加了機(jī)場供電網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，一個用戶和上級兩個變電站有電氣聯(lián)系，不利于運維管理。同時用戶可能離某個上級站較近，從較遠(yuǎn)的上級站引接電源增加了供電線路的投資。

民用機(jī)場日益發(fā)展設(shè)施設(shè)備日新月異，從運行和建設(shè)兩個方面同時供配電系統(tǒng)能在復(fù)雜中追求簡單，對供配電水平的提高不無裨益。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李海峰.10kV專線用戶理論線損計算誤差分析[J].建筑電氣，2016，總第220期：39.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]