民用机场电气节能设计探微

骆全军

（民航新时代机场设计研究院有限公司广州分公司）

民用机场电气节能设计探微

骆全军

（民航新时代机场设计研究院有限公司广州分公司）

随着现代化社会发展水平的不断提升以及科学技术的进步发展，我国的机场建设速度不断加快。此外，随着国家节能减排改革的日益深化，民用机场的电气设计不仅要保证安全性以及可靠性，还必须要充分考虑到电气设计的节能性。本文就民用机场的电气节能设计展开详细论述。

民用机场；电气设计；节能

目前，为了在一定程度上更好的贯彻落实我国的节能减排工作部署，我国的民航业已经提出了相应的绿色民航理念以及建设绿色民用机场的理念。在民用机场电气的设计工作中，不仅要高度重视电气设计的可靠性以及安全性，还应用综合考虑设计的节能性。使其在工程建设以及后期营运工作中可以有效降低机场的运行成本以及建设成本。

1　民用机场在用电负荷上的特点分析

1.1民用机场的一级负荷比重大

从专业化角度出发，民用机场的候机楼用电、机场宾馆用电、旅客过夜用房用电、站坪照明用电以及机务用电都属于一级负荷，而且航空管制用电、导航用电、通信用电、气象检测用电、助航灯光系统用电、导航台站用电、边防用电、海关安全检查用电、机场航班预报用电以及三级以上机场油库都是一级负荷中非常重要的负荷[1]。此外，机场针对空管设施中用电负荷必须要求不间断的供电，在助航灯光系统基础供电方面，必须要求恢复供电实际切换时间不能够超过15s，而对于机场跑道中线灯的系统，必须不能超过1s。总之，民用机场项目之中的一级负荷所占比重相对越大，且对于相应的供电可靠性与安全性要求也相对较高，民用机场供配电系统在建设成本上越来越大。

1.2民用机场的远距离负荷相对较多

一般情况下，民用机场的飞行区域内部用电负荷包括助航灯光系统以及导航台站，其中助航灯光系统在供电回路长度方面大约在8～10km之间，所使用到的恒流调光器可以自动调节其输出电流情况，使其稳定在相应要求电流值上。民用机场飞行区内部的导航台例如航向台以及下滑台通常情况下都会位于机场飞行区域跑道的两端，但是指点标台以及测距仪台往往会处在跑道延长线上，且距离跑道的尽头大约有1.8～2km，以上台站都属于一级负荷当中非常关键的负荷，而且距离航站区内部的变配电站相对较远，实际供电距离在3～6km之间[2]。

2　民用机场节能化的电气设计

2.1民用机场供配电相关系统的节能

从无功补偿角度出发，民用机场所存在的照明灯具、通风机、锅炉以及水泵等设备都属于感性负荷，在实际运行过程中，将会使相应的供电电源电流远远滞后于电压，而且该系统的无功功率也相对较大，会在一定程度上引起电能浪费，所以，在供配电设计期间，可以通过科学选择电动机、照明灯具启动器以及变压器容量大小来有效降低其线路的感抗，从根本上提升自然功率因数。如果自然功率因数相对较低，则需要应用并联的电容器为无功补偿的机械装置，适合在民用机场的变配电站低压侧合理设置专业化的电容器组，进而实施集中补偿。民用机场是用电单位之一，其接入点功率的因数通常情况下不能够在0.90之下，当电容器进行分组投切的时候不应该产生相应的谐振，还必须要充分满足该系统与设备的实际电压波动限值，从而避免过补偿。为了有效控制上述情况，需要装设相应的自动化投切装置。从谐波治理角度出发，民用机场所使用到的应急电源EPS、荧光灯、不间断性的电源UPS、恒流调光器以及空调设备都属于非线性的用电负荷，在实际使用过程中往往会出现大量谐波[3]。因此，要采取有效措施抑制谐波，例如广州的白云机场为了在一定程度上防止无功补偿期间系统以及电容器组之间出现并联谐振现象，进而造成谐波放大。白云机场在电气设计过程中尽可能使用携带有消谐功能的专业化无功补偿装置，还在机场电容器组中合理串联相应的电抗器，从而达到抑制谐波放大的效果，其电抗器的电抗率具体选择情况，见表1。

表1　串联电抗器的实际电抗率选择情况

从布线以及材料选择方面出发，需要严格按照民用机场的实际机场负荷容量情况、具体供电距离情况以及实际分布情况，将机场中心的变配电站科学设置在民用机场的负荷中心，从而最大限度缩短供电半径，进而有效减少线路的损耗。当机场低压线路敷设过程中，要尽可能选择直线避免弯路。例如，近年来铝合金材质的电缆已经在民用建筑工程施工建设中得到了相对广泛的应用，一般情况下，同等电气性能前提下，铝合金材质的电缆重量可以降低到铜芯电缆大约一半左右。而且其截面大约是铜芯电缆的1.1～1.25倍之间，实际价格却比铜芯电缆低30～50%之间[4]。

2.2民用机场相关建筑设备的节能技术以及计量管理

现阶段，民用机场在建筑设备的节能技术分类方面主要可以划分为照明系统的节能控制、采暖系统节能控制、热水供应系统节能控制、变配电系统节能控制、通风系统节能控制、给排水系统节能控制以及其他的设施节能控制包括太阳能发电系统以及电动化的遮阳帘系统技术等。根据国家对于公共建筑的能耗规定，在公共建筑施工建设过程中，应该加装相应的用电分项计量设施装置以及能耗监测控制系统。在广州花都机场中就配备了相应的能耗监测系统，这个专业化的监测系统，主要是以先进的计算机设备、通信设备以及测控单元作为工具，从而在一定程度上为机场的公共建筑实际数据采集工作、远程控制管理以及开关状态的监测等提供基础性平台，能够与机场的检测设备以及控制设备有效构成相对复杂的任意全方位监控系统。该系统主要是利用分层分布形式的计算机网络，具体网络结构如图1所示。

图1

2.3科学选择照明度标准，降低能耗

民用机场通常情况下都会建设在地势相对平坦以及开阔的区域，而且相应建筑物在采光条件上都相对较好，机场的候机楼主要采用钢结构以及大空间结构。所以在照明设计方面应该充分利用机场的天然光，积极引入绿色照明理念，科学选择机场的照度标准。民用机场电气设计过程中，应该在满足作业面视觉基础要求以及照明质量的基础上，尽量减少照明光能损失，从而尽可能利用光能，减少照明能耗。此外，除了设置智能化的照明控制系统之外，还应该按照民用机场不同场所的实际照明要求以及照明特点情况，采取相应的分区以及分时照明控制方式。可以采用不同类型节电开关包括定时开关、光控开关以及接近式开关等。针对走廊区域、楼梯间部分以及电梯间位置的照明需要采用定时控制方式、集中控制方式或者是声光控制方式，若机场具备BA系统，还应该将其纳入到专业化的BA系统中实施集中管理[5]。

2.4促进节能光源的大力应用

在民用机场的具体设计过程中，在照明功率密度充分满足规范化要求的前提下，应该有效控制其单位面积内的灯具实际安装功率，可以采用节能的灯具与附件。针对室内照明，需要采用直管荧光灯，并选择细管径型也就是小于等于26mm的灯具，如果条件允许的话，可以合理选用直管的稀土三基色形式的荧光灯，从而实现显色性好、光效高以及寿命长的具体照明节能要求。针对室外照明，可以科学选用发光二极管的LED光源，但是现阶段由于跑道引导的灯光系统因素，机场的跑道边灯以及跑道中线灯仍旧利用卤素灯。此外，在民用机场的电气设计工作中，不仅要合理选用高效的节能等，还应用尽量选择能耗相对较低且性能相对较好的附件例如电子变压器、电子镇流器以及电子触发器等设施。在公共建筑的场所内部，可以选择携带有无功补偿的荧光灯具。若是紧凑型的荧光灯可以优先选择电子镇流器，如果是气体放电灯则可以优先选择电子触发器。

3　结语

总而言之，民用机场的节能电气设计工作是一项专业性以及复杂性都相对较强的工作，涉及的内容相对较多，直接关系到民用机场的能量消耗。因此，在民用机场电气设计工作中，要高度重视节能性原则，最大限度降低能耗。具体来说，可以通过民用机场供配电相关系统节能设计、节能技术应用、计量管理、科学选择照明度标准以及促进节能光源的大力应用等措施，从根本上提升民用机场的电气设计节能水平。

[1]陈军.民用机场电气节能设计[J].建筑电气，2012，10：33～36.

[2]陈军.民用运输机场绿色照明设计[J].现代建筑电气，2012，11：34～38.

[3]何花.揭阳潮汕民用机场航站楼及配套工程节能设计[J].制冷，2014，04：56～60.

[4]郭晓岩.民用机场航站楼智能化系统设计[J].智能建筑电气技术，2010，06：22～25.

[5]任绪秋.机场航站楼供配电系统节能设计简析[J].建筑电气，2013，05：80～84.

TM92

A

1673-0038（2015）42-0224-02

2015-10-5

骆全军（1988-），男，助理工程师，本科，主要从事电气设计工作。