大型民用機(jī)場(chǎng)配電網(wǎng)規(guī)劃淺析

馮孟超

摘 要 本文對(duì)大型民用機(jī)場(chǎng)的用電需求和負(fù)荷特性進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并以分析結(jié)果為主要依據(jù)，提出了大型民用機(jī)場(chǎng)配電網(wǎng)設(shè)計(jì)的方案，最后對(duì)電網(wǎng)構(gòu)建中所需硬件設(shè)備的選擇進(jìn)行了相應(yīng)的說明。

關(guān)鍵詞 民用機(jī)場(chǎng)；配電網(wǎng)；規(guī)劃建設(shè)

中圖分類號(hào) V351 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2016）161-0093-02

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)大型民用機(jī)場(chǎng)的數(shù)量在逐年增加，由于大型機(jī)場(chǎng)用電具有穩(wěn)定性要求高、負(fù)荷等級(jí)多等特點(diǎn)，因此使得其配電網(wǎng)的建設(shè)與通用城市電網(wǎng)的設(shè)計(jì)相比具有特殊性，這也是機(jī)場(chǎng)配電網(wǎng)建設(shè)的難點(diǎn)所在。本文的主要目的在于運(yùn)用經(jīng)典配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)原則和理論，并結(jié)合已有的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)例，對(duì)針對(duì)民用機(jī)場(chǎng)配電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

1 機(jī)場(chǎng)用電需求分析與負(fù)荷特性分析

1.1 機(jī)場(chǎng)用電的特殊性分析

機(jī)場(chǎng)的情況特殊，其用電主要具有以下特點(diǎn)：1）用電需求量大。大型民用機(jī)場(chǎng)由于面積巨大，通常在十幾平方公里左右，用電負(fù)荷包括空管導(dǎo)航、助航燈光等飛行、航站等大量設(shè)備，因此其總用電需求相對(duì)較大；2）對(duì)電網(wǎng)的可靠性要求高。由于涉及到飛機(jī)的起飛與降落及機(jī)場(chǎng)的安全運(yùn)營(yíng)，任何情況下的斷電都可能會(huì)造成巨大的直接或間接損失，因此在機(jī)場(chǎng)電網(wǎng)規(guī)劃的過程中首要任務(wù)便是保證電網(wǎng)的高可靠性。

1.2 負(fù)荷分布情況分析

機(jī)場(chǎng)的用電負(fù)荷主要分布在以下區(qū)域：1）航管以及雷達(dá)導(dǎo)航區(qū)，該區(qū)域由于要用到大量的電氣設(shè)備，并且總的面積相對(duì)較小，因此該區(qū)負(fù)荷分布的密度較大；2）航站樓，航站樓是為旅客辦理候機(jī)、行李托運(yùn)以及登機(jī)等服務(wù)的主要場(chǎng)所，該區(qū)域的用電主要用于照明、通訊以及保障通風(fēng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，負(fù)荷總量大；3）飛行區(qū)，飛行區(qū)的用電主要體現(xiàn)在機(jī)位用電以及助航燈光上，該區(qū)域?qū)﹄娋W(wǎng)的可靠性有著極高的要求。

1.3 負(fù)荷等級(jí)的劃分

負(fù)荷等級(jí)的劃分是電網(wǎng)規(guī)劃中的一項(xiàng)重要工作，其會(huì)對(duì)后續(xù)的電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作產(chǎn)生重要影響。機(jī)場(chǎng)負(fù)荷的劃分方案的確定應(yīng)該充分考慮以下3個(gè)方面的內(nèi)容：1）通用性原則，參照城市電網(wǎng)中負(fù)荷等級(jí)劃分的方式將負(fù)荷進(jìn)行明確的歸類，從而使得其能夠?yàn)殡娋W(wǎng)的設(shè)計(jì)提供更多的參考價(jià)值；2）充分考慮機(jī)場(chǎng)自身的特殊性，例如飛機(jī)維修等負(fù)荷性質(zhì)很難參照通用分級(jí)找到對(duì)應(yīng)劃分，但對(duì)應(yīng)其實(shí)際在航空飛行地面保障中的具體作用，應(yīng)化為一類負(fù)荷，另外，例如公寓類負(fù)荷，按通用分級(jí)至多劃分為三級(jí)負(fù)荷，但是機(jī)場(chǎng)內(nèi)用戶飛行員居住的公寓，由于特殊性，應(yīng)定義為二級(jí)負(fù)荷；3）根據(jù)區(qū)域的功能對(duì)負(fù)荷的等級(jí)進(jìn)行劃分，在此過程中應(yīng)該遵循整體優(yōu)先、局部?jī)?yōu)化的原則。

2 大型民用機(jī)場(chǎng)配電網(wǎng)總體設(shè)計(jì)

2.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)的主要工作便是根據(jù)機(jī)場(chǎng)的實(shí)際需求選擇適合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)選擇的依據(jù)是電壓的等級(jí)，大部分機(jī)場(chǎng)10kV等級(jí)電網(wǎng)都是采用輻射狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有布局簡(jiǎn)易明了、操作維護(hù)簡(jiǎn)單以及可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的確定是一切工作的基礎(chǔ)，只有在確定了配電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)之后，后續(xù)的完善工作才能如期進(jìn)行。

2.2 總降壓站設(shè)計(jì)

降壓站的設(shè)計(jì)包括如下內(nèi)容：1）設(shè)計(jì)降壓站與電網(wǎng)電源的連接電路，即三路外電源中有兩路可來自上游同一變電站，另一路為來自另外一座220kV變電站的110kV電源；2）110kV側(cè)采用擴(kuò)大內(nèi)橋接線方式，正常運(yùn)行方式為3臺(tái)主變?yōu)榉至羞\(yùn)行；3）10kV母線采用單母線分段接線，共3段，設(shè)置10kV母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)；4）確定接地方式，即110kV側(cè)采用直接接地的方式，10kV系統(tǒng)采用經(jīng)消弧線圈接地的方式。

2.3 10kV開閉站設(shè)計(jì)

開閉站是供電網(wǎng)中至關(guān)重要的一環(huán)，開閉站的設(shè)計(jì)主要考慮以下因素：1）開閉站應(yīng)該盡量位于負(fù)荷中心或者是地域中心區(qū)域；2）由于開閉站要布置大量的走線，因此，其還應(yīng)該為了進(jìn)出線方便的地段。本次開閉站的設(shè)計(jì)主要完成了如下工作：1）將變電站設(shè)置在機(jī)場(chǎng)各區(qū)域負(fù)荷中心；2）采用單母線帶聯(lián)絡(luò)開關(guān)的分段運(yùn)行方式；3）將來自于110KV總降壓站的兩路不同10KV母線的饋線作為電源使用；4）預(yù)留充足的饋線開關(guān)柜。

3 硬件設(shè)備的選擇

3.1 110kV變電站設(shè)備的選擇

110kV變電站設(shè)備的選擇主要要完成以下工作：1）確定變電站的接線方式，選擇擴(kuò)大內(nèi)橋接線的方式，采用了SF6全封閉組合電器，10kV高壓配電柜選擇的是合資品牌的KYN28A-12（Z）型；2）變壓器的選擇主要參照的變壓器的容量，保證所選變壓器的實(shí)際容量應(yīng)該要大于電網(wǎng)的最大需求量，并且要保證其中的一臺(tái)出現(xiàn)故障之時(shí)，余下的變壓器能滿足N-1的運(yùn)行方式，此處選擇了3臺(tái)國(guó)產(chǎn)變壓器。

3.2 電纜規(guī)格以及鋪設(shè)方式的選擇

電纜規(guī)格選擇的主要依據(jù)是機(jī)場(chǎng)不同地區(qū)的實(shí)際可靠性需求以及該區(qū)域的環(huán)境條件。10kV以上均用電力電纜供電，其中10kV等級(jí)的一般使用聚乙烯護(hù)套電力電纜。而電纜的鋪設(shè)方式更多考慮的是電壓的等級(jí)，通常情況下110kV電源電纜均是采用電力隧道內(nèi)敷設(shè)方式，10kV的電纜線通常采用直埋的鋪設(shè)方式，只有在部分特殊情況下才會(huì)采用管井或者是過路穿管等鋪設(shè)方式。

3.3 繼電保護(hù)裝置的選擇

繼電保護(hù)裝置的選擇主要考慮的是其動(dòng)作的準(zhǔn)確性，故只有選擇與實(shí)際電網(wǎng)相匹配的保護(hù)裝置才能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。機(jī)場(chǎng)電網(wǎng)由于可靠性要求較高。110kV變電站主變保護(hù)選擇差動(dòng)保護(hù)、主變本體重瓦斯保護(hù)、有載調(diào)壓箱重瓦斯、主變本體輕瓦斯等；110kV側(cè)后備保護(hù)；10kV側(cè)后備保護(hù)；過負(fù)荷保護(hù)；10kV保護(hù)選擇饋線保護(hù)采用三相三段式相間速斷、過流保護(hù)，配備三相一次重合閘功能及小電流接地選線功能；分段保護(hù)，設(shè)復(fù)合電壓閉鎖的過流后加速保護(hù)；110kV備自投、10kV備自投。10kV變電站的繼電保護(hù)方式及信號(hào)裝置的設(shè)置，進(jìn)線采用過流、速斷、零序保護(hù)、合環(huán)微機(jī)保護(hù)；母聯(lián)采用過流、速斷、零序保護(hù)、合環(huán)微機(jī)保護(hù)；變壓器采用高溫、超溫、速斷、過流和零序保護(hù)。

4 結(jié)論

大型民用機(jī)場(chǎng)配電網(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)是一項(xiàng)相當(dāng)繁瑣、考慮關(guān)聯(lián)因素多的工作，只有做好配電網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計(jì)以及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，才能更好的提高電網(wǎng)供電可靠性，為機(jī)場(chǎng)的正常運(yùn)營(yíng)提供有力的保障。

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