大中型民用机场供配电现状浅析

支华丽

【摘 要】本文通过介绍国内大中型民用机场供配电系统的概况，从机场供配电系统运行管理与规划建设两个方面入手，分析了机场供配电系统现状存在的问题并提出了改进建议，以期全面提升机场的供配电水平。

【关键词】民用机场；供配电；供电运行；规划建设

【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

随着国民经济的快速发展，民航机场的客货吞吐量逐年增长。大中型机场占地面积达数千亩或更大，机场范围内的市政资源自成体系。通常机场内部设置有机场专用变电站，由机场所在地电网提供两路110kV独立电源。从110kV专用变电站直到用电末端均为机场供配电范围。供电对象中包括旅客航站楼、空管塔台、货运站、飞行区灯光站、驻场航空业务单位、旅客过夜用房等重要用电对象，其中部分负荷为一级负荷和特别重要负荷。机场供配电系统直接关系到机场安全运行和服务品质。本文通过对110kV专用变电站，航站楼供配电系统，以及机场供配电系统在规划建设时存在的问题逐一分析，提出改进现状问题的建议。

1 机场110kV专用变电站

1.1 机场110kV变电站概况

机场110kV专用机场变电站作为一般大中型机场的核心电站，是机场的电源，一般按供电部门的标准进行建设，有人值守运行。由机场方负责运行管理，通过和供电部门签订调度协议，接受电力调度部门的调度管理。一般将110kV母线上的开关划入调度管理范围，由调度负责下达操作指令。机场110kV变电站接线示意图如图1。

1.2 机场110kV变电站设备配置

为保证供电可靠性，保持机场周围环境美观节约用地，机场110kV变电站设置为全户内式。110kV侧设置GIS组合开关电器，单母线分段接线，母联开关热备份运行。户内油浸式变压器，采用Y/△接线，变压器高压侧中性点不接地运行。10kV侧由中置开关柜组成单母线分段运行，母联开关热备用运行，10kV母线设置无功补偿装置和消弧线圈装置。变电站配置综合自动化微机保护装置，除10kV保护装置分散安装于10kV开关柜，其它保护装置集中组屏安装于中控室，设置母线保护，变压器保护，调度自动化系统。设置综合自动化保护后台，配置完善的软硬件五防闭锁装置。

1.3 提升机场110kV变电站的运行水平的措施

机场110kV变电站设备及运行管理技术成熟，运行稳定，除正常的停送电操作外平时的操作情况较少。建立完善的应急预案非常重要，提高特殊情况下的供电应急保障能力。根据本站的具体情况编制典型操作票，通过反复的推演建立本站典型操作票，当遇到紧急情况时，按典型操作票迅速处理故障保障供电。定期开展业务学习培训，对照竣工资料掌握站内的一、二次接线，利用备用设备进行模拟操作，提高运行人员对设备的熟悉程度。

2 航站楼供配电系统

2.1 机场航站楼供配电系统概况

航站楼是直接面对旅客的场所，是重要的电力用户。保障供电是提高旅客服务质量的基本保证。大中型机场的航站楼是建筑面积达到数十万平米的庞大单体建筑，一座建筑面积15万平米左右的航站楼平均负荷为3.5MW，从机场110kV站成组接入多路10kV供电线路，平均每4万平米设置一座10/0.4kV变电站，在楼内分布设置，每座变电站设两台变压器，低压母线分段运行，变压器同时使用互为热备用，变电站运行负载一般较低，通常可以由一台变压器带起全站大部分负荷。楼内设置有柴油发电机作为备用电源，可以采用低压油机分散设置在楼内配电室，也可集中设置10kV高压柴油发电机。由于楼内低压供电回路数量众多，设置有可靠的电力监控系统，监控每个开关的运行状态。

2.2 航站楼供配电系统运行的建议

航站楼对供电可靠性要求高，根据运行经验适宜采用放射式低压供电网络。运行中结合竣工资料建立每个供电回路的信息台账，包括每条回路的起点柜号、开关规格、电缆规格、终点箱编号，安放位置等信息。

楼内特别重要负荷，如信息机房服务器、离港系统、安检信息系统等特别重要负荷不允许停电，应通过集中UPS机房独立配电来支持设备的稳定运行。为了避免有计划的操作停电，将400V低压母线合环操作，应该谨慎使用。某些品牌的断路器虽然配置了同期合环的检测装置，通过检测两路电源的相位、幅值和频率来判断合环条件是否具备，但并不能判断合环后的电磁环流和负荷转移电流。合环操作可能会导致进线开关过流。允许合环的同时要严格判断合环的条件，会使得低压柜的二次接线变得复杂。由于失去了通常“两进线一母联”情况下的“三合二”闭锁，操作不慎则存在反送电的风险。

3 机场供配电系统的规划建设

3.1 10kV供电管网

10kV配电网络是大中型机场供电的主干网络，考虑到机场环境的美观，机场供电线路主要采用电缆线路。敷设通道主要为混凝土包封管群、砖砌电缆沟，结合用地规划沿场内道路布置。大型综合管廊越来越多在市政工程中开始建设，也被引入到大中型机场的改扩建中，综合管廊使得机场供电配网络路由更加安全，更能适应场内供配电网络的长远期发展。规划建设阶段应对电缆管群断面的孔数以及电缆沟的断面尺寸做好需求分析，使其适应长远发展避免后期反复动土开挖，又能为其它市政管线节约宝贵的用地空间。

3.2 10kV开闭所

10kV开闭所作为10kV电源的分配站，其作用是将10kV电源进行多支路分配。作为110kV变电站的下级开闭所分别从110kV变电站不同10kV母线引接两路10kV电源，所内设两段10kV母线，母联开关分段运行。开闭所的供电对象一般为总用电容量较小的一级用电负荷、仅需要单回路供电的负荷、自身故障率较高的负荷（如施工用电、架空线路）等。10kV供电线路供电容量一般不大于8000kw1，开闭所每段母线分配的支路数不超过10回。开闭所应布置在负荷中心，减少供电线路的长度，降低线路损耗和建设投资。

3.3 负荷计算与设备的选择

随着机场改扩建工程的步伐不断加快，设计单位因需兼顾考虑远期预留，受部分设计条件不明确等因素制约在负荷计算取值时取大不取小。造成变压器、柴油发电机、电缆等设备容量、载流量选择偏大。增加了工程投资，变压器长期低负载运行增大了功率损耗。例如，某年旅客吞吐量接近2000万的航站楼行李分拣系统采用400V供电，每相截面为300mm2的电缆，实际运行时最大负荷电流仅500 A左右。规划设计阶段应对不同的供电对象采取更加合理负荷计算方法。使设备的选择更适合运行使用的需求。

3.4 供电计量系统

相对于供电部门机场就是一个用电单位，供电部门对机场的用电总计量装置安装在110kV变电站高压进线侧，用于机场和供电部门的商业核算。机场内部很多单体建筑引入10kV电源供电，设计10kV配电系统时往往会配置计量柜，例如某机场灯光变电站供电电源为10kV，上级引自机场110kV变电站，灯光站内高压系统设置10kV高压计量柜。这种情况下，灯光站内设置的计量装置是多余的（如图2）。因为灯光站的用电属于机场内部用电，不需要商业计量。通常在机场110kV变电站和开闭所的每条10kV出线均设计有商业计量装置，用于对机场外单位的商业计量和机场内部考核计量。在单体建筑的内部设置10kV计量装置，相当于在10kV供电线路的始末两端均设置了计量装置。把计量关口设置在110kV变电站和开闭所的出线处，可以计入线路的损耗，计量更合理公正。避免单体建筑内设置不必要的高压计量柜，可以节约工程投资，也节约了高压配电室的建筑面积。

3.5 简化机场配电网络结构

大中型民用机场经过多次改扩建后，场内可能会出现35kV和110kV供电电压等级并存，多座机场110kV变电站共同为机场供电等情况。场内配电网络结构也变得更加复杂。例如，场内双电源交叉从不同变电站引接；已经有两路市电电源的变电站再引接第三路市电作为备用；开闭所设置不合理配电级数设置过多等。供配电网络结构复杂，运行维护复杂，容易发生误操作。一座具有独立双电源的变电站（上级电源从不同变压器引接）正常运行时两个回路是独立的，供电可靠性能够得到保障，因此从简化供电网络结构的角度分析，建议用户的接线方式采用图3的接线方式。用户为了追求双电源的独立性，要求电源取自不同的变电站（如图4），交叉供电，增加了机场供电网络的复杂性，一个用户和上级两个变电站有电气联系，不利于运维管理。同时用户可能离某个上级站较近，从较远的上级站引接电源增加了供电线路的投资。

民用机场日益发展设施设备日新月异，从运行和建设两个方面同时供配电系统能在复杂中追求简单，对供配电水平的提高不无裨益。

【参考文献】

[1]李海峰.10kV专线用户理论线损计算误差分析[J].建筑电气，2016，总第220期：39.

[责任编辑：杨玉洁]