大型民用機場配電網規劃淺析

馮孟超

摘 要 本文對大型民用機場的用電需求和負荷特性進行了簡要分析，并以分析結果為主要依據，提出了大型民用機場配電網設計的方案，最后對電網構建中所需硬件設備的選擇進行了相應的說明。

關鍵詞 民用機場；配電網；規劃建設

中圖分類號 V351 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）161-0093-02

隨著我國經濟的不斷發展，國內大型民用機場的數量在逐年增加，由于大型機場用電具有穩定性要求高、負荷等級多等特點，因此使得其配電網的建設與通用城市電網的設計相比具有特殊性，這也是機場配電網建設的難點所在。本文的主要目的在于運用經典配電網規劃設計原則和理論，并結合已有的經驗和實例，對針對民用機場配電網進行規劃和設計進行簡要分析。

1 機場用電需求分析與負荷特性分析

1.1 機場用電的特殊性分析

機場的情況特殊，其用電主要具有以下特點：1）用電需求量大。大型民用機場由于面積巨大，通常在十幾平方公里左右，用電負荷包括空管導航、助航燈光等飛行、航站等大量設備，因此其總用電需求相對較大；2）對電網的可靠性要求高。由于涉及到飛機的起飛與降落及機場的安全運營，任何情況下的斷電都可能會造成巨大的直接或間接損失，因此在機場電網規劃的過程中首要任務便是保證電網的高可靠性。

1.2 負荷分布情況分析

機場的用電負荷主要分布在以下區域：1）航管以及雷達導航區，該區域由于要用到大量的電氣設備，并且總的面積相對較小，因此該區負荷分布的密度較大；2）航站樓，航站樓是為旅客辦理候機、行李托運以及登機等服務的主要場所，該區域的用電主要用于照明、通訊以及保障通風系統的正常運行，負荷總量大；3）飛行區，飛行區的用電主要體現在機位用電以及助航燈光上，該區域對電網的可靠性有著極高的要求。

1.3 負荷等級的劃分

負荷等級的劃分是電網規劃中的一項重要工作，其會對后續的電網規劃設計工作產生重要影響。機場負荷的劃分方案的確定應該充分考慮以下3個方面的內容：1）通用性原則，參照城市電網中負荷等級劃分的方式將負荷進行明確的歸類，從而使得其能夠為電網的設計提供更多的參考價值；2）充分考慮機場自身的特殊性，例如飛機維修等負荷性質很難參照通用分級找到對應劃分，但對應其實際在航空飛行地面保障中的具體作用，應化為一類負荷，另外，例如公寓類負荷，按通用分級至多劃分為三級負荷，但是機場內用戶飛行員居住的公寓，由于特殊性，應定義為二級負荷；3）根據區域的功能對負荷的等級進行劃分，在此過程中應該遵循整體優先、局部優化的原則。

2 大型民用機場配電網總體設計

2.1 網絡架構設計

網絡架構設計的主要工作便是根據機場的實際需求選擇適合的網絡結構。網絡結構選擇的依據是電壓的等級，大部分機場10kV等級電網都是采用輻射狀網絡結構，該型網絡結構具有布局簡易明了、操作維護簡單以及可靠性高的優點。網絡結構的確定是一切工作的基礎，只有在確定了配電網絡的結構之后，后續的完善工作才能如期進行。

2.2 總降壓站設計

降壓站的設計包括如下內容：1）設計降壓站與電網電源的連接電路，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側采用擴大內橋接線方式，正常運行方式為3臺主變為分列運行；3）10kV母線采用單母線分段接線，共3段，設置10kV母線聯絡開關；4）確定接地方式，即110kV側采用直接接地的方式，10kV系統采用經消弧線圈接地的方式。

2.3 10kV開閉站設計

開閉站是供電網中至關重要的一環，開閉站的設計主要考慮以下因素：1）開閉站應該盡量位于負荷中心或者是地域中心區域；2）由于開閉站要布置大量的走線，因此，其還應該為了進出線方便的地段。本次開閉站的設計主要完成了如下工作：1）將變電站設置在機場各區域負荷中心；2）采用單母線帶聯絡開關的分段運行方式；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）預留充足的饋線開關柜。

3 硬件設備的選擇

3.1 110kV變電站設備的選擇

110kV變電站設備的選擇主要要完成以下工作：1）確定變電站的接線方式，選擇擴大內橋接線的方式，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際容量應該要大于電網的最大需求量，并且要保證其中的一臺出現故障之時，余下的變壓器能滿足N-1的運行方式，此處選擇了3臺國產變壓器。

3.2 電纜規格以及鋪設方式的選擇

電纜規格選擇的主要依據是機場不同地區的實際可靠性需求以及該區域的環境條件。10kV以上均用電力電纜供電，其中10kV等級的一般使用聚乙烯護套電力電纜。而電纜的鋪設方式更多考慮的是電壓的等級，通常情況下110kV電源電纜均是采用電力隧道內敷設方式，10kV的電纜線通常采用直埋的鋪設方式，只有在部分特殊情況下才會采用管井或者是過路穿管等鋪設方式。

3.3 繼電保護裝置的選擇

繼電保護裝置的選擇主要考慮的是其動作的準確性，故只有選擇與實際電網相匹配的保護裝置才能發揮其應有的作用。機場電網由于可靠性要求較高。110kV變電站主變保護選擇差動保護、主變本體重瓦斯保護、有載調壓箱重瓦斯、主變本體輕瓦斯等；110kV側后備保護；10kV側后備保護；過負荷保護；10kV保護選擇饋線保護采用三相三段式相間速斷、過流保護，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，設復合電壓閉鎖的過流后加速保護；110kV備自投、10kV備自投。10kV變電站的繼電保護方式及信號裝置的設置，進線采用過流、速斷、零序保護、合環微機保護；母聯采用過流、速斷、零序保護、合環微機保護；變壓器采用高溫、超溫、速斷、過流和零序保護。

4 結論

大型民用機場配電網的規劃與設計是一項相當繁瑣、考慮關聯因素多的工作，只有做好配電網絡總體設計以及網絡規劃，才能更好的提高電網供電可靠性，為機場的正常運營提供有力的保障。

參考文獻

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