一种从供、用电两侧提高停车楼进、出口运行可靠性的供配电系统改造方案的探讨

刘畅 ，姜雪晶 ，金鑫 ，沈健

（1北京新机场建设指挥部，北京102602；2北京首都国际机场股份有限公司，北京100621）

1 引言

随着我国民航业的高速发展，每日有近30万旅客抵、离国内某大型国际枢纽机场。之前曾由于各种原因造成停车楼进、出口通道供电中断，例如：老鼠钻进配电箱汇流排引起短路从而导致上游馈线跳闸、单路供电电缆故障、出口生活用电故障导致上游线路越级跳闸等，都造成全部进口或者出口供电中断，恢复供电时间一般大于30min，甚至长达数小时，一定程度上影响了进、出口的运行效率，同时也给停车楼的经营收益造成一定损失。为提高停车楼进、出口的运行可靠性，降低因此类问题引发的不良影响，对停车楼进、出口供配电系统[1]的改造势在必行。

以往的改造方案主要是从电源侧着手，通过增加双电源互投设备[2]提高供电可靠性[3]。但互投设备以下仍为单路供电，当下游设备发生故障时，仍可能会导致供电中断，严重时影响全部进、出口运行，供电恢复时间依旧较长，无法从根本上解决因长时间供电中断对进、出口运行造成的影响。

针对上述改造方案的不足，本文提出一种从供、用电两侧同时提高停车楼进、出口运行可靠性的改造方案。本文第一部分对停车楼进、出口供配电系统的现状进行分析，第二部分介绍了仅从电源侧提高供电可靠性的改造方案，最后，提出了一种从供、用电两侧进行改造的方案。

2 停车楼进、出口供配电系统现状

通过对现场的调研，进、出口供配电系统设计大致相同，不同之处在于出口通道用电侧除了包括生产用电设备，还有生活用电设备（空调、接线板等收费员使用的用电设备）。为了简单起见，下文均以进口为例进行说明，对于出口与进口差异之处，再进行补充说明。

图1 停车楼进口供配电系统现状

如图1所示，进口通道电源是从B#变电站401母线1GB13-2抽屉（主用）和402母线2GB24-2抽屉（备用）引到位于配电小间GA17内配电柜BJ1-AZE中的互投设备，再从该互投设备至现场弱电机房GL01的总配电柜，停车楼进口15路生产设备电源分别引自总配电柜下游的入口配电柜内的独立开关。对于停车楼出口，相应配电柜不仅为15路通道的生产设备提供电力供应，同时也接入了出口所需的生活用电设备，生活用电设备故障可能会导致越级跳闸，从而对生产设备的运行产生影响。

现有供配电系统可防止因ATS1上游任意一路电源故障对运行产生的影响。但当电缆01及其下游设备发生故障，均有可能造成弱电机房GL01内总配电柜断电，导致停车楼全部进口供电中断。

3 仅从电源侧加强进、出口供电可靠性的改造方案

从B#变电站402母线2GB23-5抽屉引一路出线至弱电机房GL01，记为电缆02，在电缆01、电缆02之间加装一套双电源互投设备，记为ATS2，方案具体如图2所示。

上述改造方案通过在弱电机房GL01内加装互投设备，当电缆01因故障断电时，ATS2可自动切换到电缆02侧，由402母线直接为总配电柜供电，避免了电缆01断电造成全部进口供电中断。

图2 从电源侧加强进、出口供电可靠性的改造方案

但是，这种改造方案存在如下问题：①ATS2下游仍只有一条电缆，记为电缆03，没有改变末端为单路供电的现状，只是在一定程度上缩短了单路供电线路的长度，若电缆03因故障断电仍会导致全部进口供电中断；②虽然增加了双电源互投设备ATS2，但电缆02和ATS1的备用侧均引自402母线，意味着ATS2的两个电源可能同时为402母线，并不是真正意义上的“双电源”，且系统中有两个双电源互投设备，增加了供配电系统的复杂程度，故障时无法快速恢复供电；③对于出口来说，未能将生产、生活用电设备分离，仍无法从根本上避免生活用电设备对生产用电设备运行产生的影响。

一种相近的改造方案是不增加另一套双电源互投设备，而是将ATS1下移到弱电机房GL01内。同理，这种方案只是缩短了单路供电线路的长度，并没有从本质上改变末端为单路供电的现状，也就无法避免现有供电方案存在的问题。

4 从供、用电两侧提高进、出口运行可靠性的供配电系统改造方案

4.1 供配电系统改造的目的

①避免全部进、出口供电中断；

②在15分钟甚至更短时间内恢复供电；

③避免生活用电设备故障对生产用电设备造成的影响。

4.2 改造方案的介绍和分析

从B#变电站402母线2GB23-5抽屉直接引一条出线到弱电机房GL01内，记为电缆04，并新增1个配电箱，配电箱内设计1个主开关，4个分开关，分开关分别为1路常备应急开关，3路通道电源开关。进口改造方案具体如图3所示。

图3 从供、用电两侧提高进、出口运行可靠性的供配电系统改造方案

4.2.1 将15路通道电源一分为二，避免全部进口供电中断

该机场停车楼旅客进口通道分2种：长期停车和计时停车（分别含有ETC）通道。为了避免发生故障时全部进口供电中断，保障应急情况下旅客的不同需求，从弱电机房GL01内的入口机房配电柜分别挑选出1路长期停车、1路计时停车和1路ETC通道（应急状态共用）的核心设备电源（仅包括闸机、摄像头、收费系统等关键设备，不包括照明设备等），改接到新增配电箱内的3路通道开关上。

这样一来，当电缆01或者电缆04其中任一路因故障断电时，只会影响部分进口运行，不会造成全部进口供电中断。

4.2.2 增设1路常备应急开关，发生故障时可快速恢复供电

新增配电箱内预留1路常备应急开关，应急开关的容量应足够带另外12路通道运行。当电缆01所带的12路通道全部断电，仅需排查12路通道线路故障，即可临时在弱电机房GL01内使用短接线将新增配电箱中的应急开关与入口机房配电柜中12路进口电源的总开关连接起来。此时，B#变电站402母线通过电缆04暂时带全部15路进口通道运行，待故障排除后，再恢复至初始供电方式。若发生故障的是单独分出的3路通道，不仅影响范围小，而且由于接线方式简单，能较快对故障进行处理。另外，上述过程中使用短接线而不安装切换开关的原因是为了确保12路通道电源接入常备应急开关时，电缆01末端进线开关处于断开状态，防止因人为误操作而造成低压侧合环运行。

综上，通过在新增配电箱内设置应急开关，相当于增设了一路常备应急电源，缩短了供电恢复时间。

4.2.3 将生产、生活用电分开，杜绝生活用电对生产用电的影响

不同于进口只有闸机、摄像头等生产用电设备，出口还有空调、插线板等为收费员设置的生活用电设备。为了进一步提高运行可靠性，将出口的生活用电设备单独接到其它独立配电柜中的生活用电电源上，实现了生产、生活用电分开，从根本上杜绝因生活用电设备故障对生产用电设备供电造成的影响。

综上所述，本文所提改造方案从供电和用电两侧同时考虑，使进、出口的运行可靠性得到有效提升，表现在：①将15路通道一分为二，有效避免了进口或出口全部供电中断，同时缩小了检修范围，进而缩短了抢修时间；②通过增设1路常备应急开关，能够在发生故障时快速恢复供电；③将出口生产、生活用电设备彻底分开，从根本上杜绝了生活用电设备故障对生产用电设备造成的影响，进一步提高了出口的运行可靠性。

另外，相对于以往从电源侧提高供电可靠性的供配电系统改造方案需要全部停电（约2小时）进行改造，本方案只会短时间（约10分钟）影响3路进、出口运行。方案设计简单，经济性好，改造费用不足5万，真正实现了“花小钱，办大事”，从根本上改变了目前供配电系统存在的问题，对提高停车楼进、出口的运行可靠性具有实际意义。

5 结论

本文提出一种从供、用电两侧同时考虑提高停车楼进、出口运行可靠性的供配电系统改造方案，方案经济性好，便于实施，有效降低了供电中断对进、出口运行造成的不利影响。对于新建大型停车楼的进、出口供配电系统，为了进一步提高运行可靠性，从根本上避免进、出口全部供电中断，可使相邻通道分别通过两个独立的双电源互投设备供电。因此，该方案对大型停车楼进、出口供配电系统的设计也具有一定参考意义。