大型民用机场配电网规划浅析

冯孟超

摘 要 本文对大型民用机场的用电需求和负荷特性进行了简要分析，并以分析结果为主要依据，提出了大型民用机场配电网设计的方案，最后对电网构建中所需硬件设备的选择进行了相应的说明。

关键词 民用机场；配电网；规划建设

中图分类号 V351 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）161-0093-02

随着我国经济的不断发展，国内大型民用机场的数量在逐年增加，由于大型机场用电具有稳定性要求高、负荷等级多等特点，因此使得其配电网的建设与通用城市电网的设计相比具有特殊性，这也是机场配电网建设的难点所在。本文的主要目的在于运用经典配电网规划设计原则和理论，并结合已有的经验和实例，对针对民用机场配电网进行规划和设计进行简要分析。

1 机场用电需求分析与负荷特性分析

1.1 机场用电的特殊性分析

机场的情况特殊，其用电主要具有以下特点：1）用电需求量大。大型民用机场由于面积巨大，通常在十几平方公里左右，用电负荷包括空管导航、助航灯光等飞行、航站等大量设备，因此其总用电需求相对较大；2）对电网的可靠性要求高。由于涉及到飞机的起飞与降落及机场的安全运营，任何情况下的断电都可能会造成巨大的直接或间接损失，因此在机场电网规划的过程中首要任务便是保证电网的高可靠性。

1.2 负荷分布情况分析

机场的用电负荷主要分布在以下区域：1）航管以及雷达导航区，该区域由于要用到大量的电气设备，并且总的面积相对较小，因此该区负荷分布的密度较大；2）航站楼，航站楼是为旅客办理候机、行李托运以及登机等服务的主要场所，该区域的用电主要用于照明、通讯以及保障通风系统的正常运行，负荷总量大；3）飞行区，飞行区的用电主要体现在机位用电以及助航灯光上，该区域对电网的可靠性有着极高的要求。

1.3 负荷等级的划分

负荷等级的划分是电网规划中的一项重要工作，其会对后续的电网规划设计工作产生重要影响。机场负荷的划分方案的确定应该充分考虑以下3个方面的内容：1）通用性原则，参照城市电网中负荷等级划分的方式将负荷进行明确的归类，从而使得其能够为电网的设计提供更多的参考价值；2）充分考虑机场自身的特殊性，例如飞机维修等负荷性质很难参照通用分级找到对应划分，但对应其实际在航空飞行地面保障中的具体作用，应化为一类负荷，另外，例如公寓类负荷，按通用分级至多划分为三级负荷，但是机场内用户飞行员居住的公寓，由于特殊性，应定义为二级负荷；3）根据区域的功能对负荷的等级进行划分，在此过程中应该遵循整体优先、局部优化的原则。

2 大型民用机场配电网总体设计

2.1 网络架构设计

网络架构设计的主要工作便是根据机场的实际需求选择适合的网络结构。网络结构选择的依据是电压的等级，大部分机场10kV等级电网都是采用辐射状网络结构，该型网络结构具有布局简易明了、操作维护简单以及可靠性高的优点。网络结构的确定是一切工作的基础，只有在确定了配电网络的结构之后，后续的完善工作才能如期进行。

2.2 总降压站设计

降压站的设计包括如下内容：1）设计降压站与电网电源的连接电路，即三路外电源中有两路可来自上游同一变电站，另一路为来自另外一座220kV变电站的110kV电源；2）110kV侧采用扩大内桥接线方式，正常运行方式为3台主变为分列运行；3）10kV母线采用单母线分段接线，共3段，设置10kV母线联络开关；4）确定接地方式，即110kV侧采用直接接地的方式，10kV系统采用经消弧线圈接地的方式。

2.3 10kV开闭站设计

开闭站是供电网中至关重要的一环，开闭站的设计主要考虑以下因素：1）开闭站应该尽量位于负荷中心或者是地域中心区域；2）由于开闭站要布置大量的走线，因此，其还应该为了进出线方便的地段。本次开闭站的设计主要完成了如下工作：1）将变电站设置在机场各区域负荷中心；2）采用单母线带联络开关的分段运行方式；3）将来自于110KV总降压站的两路不同10KV母线的馈线作为电源使用；4）预留充足的馈线开关柜。

3 硬件设备的选择

3.1 110kV变电站设备的选择

110kV变电站设备的选择主要要完成以下工作：1）确定变电站的接线方式，选择扩大内桥接线的方式，采用了SF6全封闭组合电器，10kV高压配电柜选择的是合资品牌的KYN28A-12（Z）型；2）变压器的选择主要参照的变压器的容量，保证所选变压器的实际容量应该要大于电网的最大需求量，并且要保证其中的一台出现故障之时，余下的变压器能满足N-1的运行方式，此处选择了3台国产变压器。

3.2 电缆规格以及铺设方式的选择

电缆规格选择的主要依据是机场不同地区的实际可靠性需求以及该区域的环境条件。10kV以上均用电力电缆供电，其中10kV等级的一般使用聚乙烯护套电力电缆。而电缆的铺设方式更多考虑的是电压的等级，通常情况下110kV电源电缆均是采用电力隧道内敷设方式，10kV的电缆线通常采用直埋的铺设方式，只有在部分特殊情况下才会采用管井或者是过路穿管等铺设方式。

3.3 继电保护装置的选择

继电保护装置的选择主要考虑的是其动作的准确性，故只有选择与实际电网相匹配的保护装置才能发挥其应有的作用。机场电网由于可靠性要求较高。110kV变电站主变保护选择差动保护、主变本体重瓦斯保护、有载调压箱重瓦斯、主变本体轻瓦斯等；110kV侧后备保护；10kV侧后备保护；过负荷保护；10kV保护选择馈线保护采用三相三段式相间速断、过流保护，配备三相一次重合闸功能及小电流接地选线功能；分段保护，设复合电压闭锁的过流后加速保护；110kV备自投、10kV备自投。10kV变电站的继电保护方式及信号装置的设置，进线采用过流、速断、零序保护、合环微机保护；母联采用过流、速断、零序保护、合环微机保护；变压器采用高温、超温、速断、过流和零序保护。

4 结论

大型民用机场配电网的规划与设计是一项相当繁琐、考虑关联因素多的工作，只有做好配电网络总体设计以及网络规划，才能更好的提高电网供电可靠性，为机场的正常运营提供有力的保障。

参考文献

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