电力工程师论文发表浅析航站楼供配电设计

　　摘要：介绍该支线机场的供配电系统设计，包括负荷等级、供电电源、变电所位置、中低压配电系统、低压配电方式、应急电源、防雷接地、导线选择方面内容。

　　关键词：支线机场,负荷等级,供配电系统,应急电源,电缆选择

　　一、常德机场概况

　　湖南常德机场位于湖南省常德市，本机场属于改扩建项目，将新建一个航站楼，建成后机场航站楼将成为常德市重要交通建筑。本航站楼设计高度32米，建筑总面积为19748平方米，含以下6个主功能区：出发送客厅、出港手续厅、安全检查区、候机区、到达厅、行李分拣区。机场航站楼立面图如下：

　　二、供配电系统

　　1、用电负荷等级

　　航站楼内各类检查设备及消防安全设备是必须保障供电的负荷，这部分负荷属一级负荷中特别重要的负荷;照明等为一级负荷;插座、扶梯、行李转盘动力等属于二级负荷;一般的空调负荷为三级负荷。

　　2、供电电源

　　根据一级负荷的等级要求，航站楼在一层靠外墙位置设置一个10/0.4kV变电所，变电所采用双回路独立进线保障，电压采用10kV电压等级。两路进线为独立电源，分别引自机场10kV开闭所的不同10kV母线段。线路采用电缆沿场内 管沟敷设。

　　考虑到航站楼供电的可靠性，本期配备柴油发电机作为备用电源，当两回路市电均失电时，要求柴油发电机在15s内启动并投入运行。

　　3、电力负荷计算

　　负荷计算表：

　　4、配电系统

　　航站楼新变电所10kV母线系统采用单母线分段接线，设置母联开关，手动合闸，配电采用10kV中置铠装真空断路器柜。

　　本工程航站楼动力照明用电计算负荷为1090kVA，根据负荷采用容量为1250kVA变压器两台，两台变压器分列运行，单台运行负载率87%，变压器采用SCB11干式变压器，设置在变配电室内。两台变压器分列运行，正常运行下各带部分负荷，当一台变压器故障或电源失电，低压系统母联开关合闸，由另一台变压器带一级、二级负荷运行。

　　各类检查设备、消防设备、应急照明等一级用电负荷中特别重要的负荷，另外配置一台柴油发电机作为备用电源，容量为400kVA。当两回路市电均失电时，重要负荷转由油机系统供电;市电恢复时，转由市电供电。重要负荷的配电箱采用双电源末端切换，主备电源转换采用成套ATS转换开关实现电源转换。

　　低压系统采用放射式供电方式。

　　弱电工艺设备，另选择UPS电源作为后备电源，以保障弱电设备的连续供电要求。

　　5、设备选型及控制要求

　　(1)10kV配电设备采用中置铠装真空断路器柜。

　　(2)继电保护及信号装置的设置：变压器10kV侧单相接地信号装置、温度保护及信号装置。

　　(3)低压柜采用抽屉式。低压主进、联络断路器设过载长延时、短路短延时、接地保护脱扣器，其它低压断路器设过载长延时、短路短延时脱扣器。在火灾时，要求断掉非消防电源。

　　(4)要求所有低压开关脱扣器额定电流与开关的框架电流相同，且脱扣电流可调，整定电流见系统图，要求脱扣动作时间可调。

　　(5)在系统低压侧设置功率因数集中自动补偿装置，电容器组采用自动循环投切方式，要求补偿后的功率因数不小于0.9，并要求荧光灯、气体放电灯单灯就地补偿，使功率因数不小于0.95。

　　(6)高低压柜二次接线应采用耐火导线。

　　(7)高压柜采用下进、下出的接线方式;低压开关柜采用上进、下出的接线方式。

　　6、电力监控系统

　　为了保证航站楼配电系统的可靠运行、提高供配电系统运行管理水平、降低运行成本、减少故障恢复时间及运行维护人员，机场设配电综合自动化系统。

　　本工程计算机监控系统范围主要包括变电所10kV高压保护测控单元、400V网络电力仪表、电力变压器、柴油发电机等智能电气设备。

　　在航站楼变电所内设置一面前置通讯屏，两套后台监控系统。前置通讯屏实现对变电所内高低压系统及其他智能设备的所有遥测、遥信、电度、保护事件等信号的收集。

　　考虑今后系统的扩展，监控系统及通讯网络上均需预留了一定的接口和空间，为以后新建设备及其他系统的接入做好充分准备。

　　7、漏电火灾报警系统

　　(1)网络组成

　　 航站楼内漏电火灾报警系统(即电气火灾报警系统)管理层采用TCP/IP协议，将电气漏电火灾报警系统主机接入电力监控管理系统，系统控制层设置区域报警主机，剩余电流互感器(模块)采用标准接口(如RS485、RS232等)通过系统现场总线，接入区域报警主机。各漏电火灾报警系统区域报警主机通过通讯线连接至电气漏电火灾报警系统主机。漏电火灾报警系统除纳入消防系统实时监控外，还需纳入电力监控系统进行日常管理与维护。

　　在航站楼首层消防中心内设置1台电气漏电火灾报警系统主机。电气漏电火灾报警系统制造商有义务向电力监控管理系统、消防系统提供信息接口的编码表。

　　(2)系统性能要求

　　系统设备应保证全年365天不间断运行，主要设备平均无故障时间不小于50000小时。

　　系统集保护、测量、控制、报警、远传等功能为一体，控制技术与网络技术相结合，实现数据共享、自动化管理，无人或少人职守。

　　电气漏电火灾报警系统的相关设备应满足GB 50045-95(2005年版)、GB 50016-2006及GB14287-2005的相关要求。

　　电气漏电火灾报警系统允许用户独立使用。故障报告信息将被送往维护管理人员。

　　电气漏电火灾报警系统网络及设备由承包商负责提供、安装及调试。电气漏电火灾报警系统主机以TCP/IP协议与电气设备监控管理系统、消防系统连接，配置10/100/1000M自适应网卡(RJ45口)，支持IPv6。

　　8、智能消防应急照明和疏散指示系统

　　1.本工程按GB17945-2010要求采用中央电池供电集中控制型智能消防应急照明和疏散指示e-bus系统。系统由监控主机(站);(直流)电池主/分站; 安全电压类集中电源集中控制型标志灯/照明灯及通信模块等组成。

　　2.系统基本功能要求：

　　(1)日常管理OFF/ON程序采用二次编程;

　　(2)监控主站系统自动对下层设备及灯进行实时监测，发生故障时可发出声光报警;声故障可手动消除，光故障必须排除故障后解除.

　　(3)系统自动执行每24小时一次的功能性测试计划程序;每三个月一次的放电性测试计划程序提示;由此保证在灾难发生前系统及每一个灯均处于完好状态.

　　(4)强迫点灯：火灾信号输入，全系统灯均进入强迫点亮状态.

　　3.消防联动用如下方式实现：采用干结点由FAS系统按将着火信号提供给e-bus系统;

　　4.本系统作为安全系统,中央监控主站设于消防中心机房内.为了确保e-bus内系统的稳定性,免受计算机病毒及恶意攻击对系统的损害,除接受经专门的编程的FAS系统，防火分区一个着火点信号输入信号及对应返回信号外,其它均采用非开放的运行模式(内系统自行管理,对外只是单向传送信息).

　　三、电气照明设计

　　1、航站楼以大空间和办公室为主。大空间主要采用荧光筒灯，照度要求为200lx;办公室以嵌入式荧光灯灯盘为主，照度要求300lx;工作场所采用吊装或吸顶的的荧光灯为主，照度根据规范要求为100lx-300lx;卫生间以吸顶荧光灯为主，照度要求不低于100lx;对于售票、海关、各类检查工作区依照装修增加局部荧光照明，照度要求500lx。

　　设计中设置应急照明灯具，应急照明灯平时按普通灯具使用，当失电时，转由EPS电源供电。后续油机保障。自锁负载反馈性控制模块内部采用的是机械自锁继电器，机械自锁继电器和普通继电器的区别在于机械自锁继电器依靠60ms电脉冲驱动，平时闭合或者断开期间不需要施加电流。对于应急照明回路来说，在EPS系统4-7ms切换瞬间，传统继电器模块内部单片机会重新启动(60ms)，导致灯具熄灭，但是如果使用机械自锁继电器，单片机重新启动瞬间，继电器触点状态保持恒定，这样就能保持灯具保持原有状态不变。照明、插座分别由不同的支路供电。除应急照明和消防线路采用耐火导线穿钢管敷设外，其它采用阻燃导线穿钢管敷设。

　　出口指示灯、疏散指示灯、疏散照明灯等可由智能照明控制系统控制，在人员密集场所不低于疏散照明照度要求5lx,在火警时强制点亮。灯具的选择应符合美观要求并通过消防许可。卫生间灯具要满足防水防雾，室外灯具要满足防水防尘要求。

　　四、设备安装要求

　　1、变压器按干式变压器设计，设强制风冷系统，并设有温度湿度监测及报警装置。接线为Dyn11。变压器应设防止电磁干扰的措施，保证变压器不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁干扰。

　　2、高压配电柜按五防柜设计，电缆下进、下出，柜下设电缆沟。

　　3、低压配电柜抽屉式设计，抽插式开关，母线为3+2。落地式安装，部分开关设失压脱扣器，延时0.5s。封闭铜母线槽上进线，电缆下出线，柜下设电缆沟。

　　4、各照明配电箱采用暗装，高度距地面1.4m;配电小间配电箱采用采用落地安装。

　　5、高压式及变配电室电缆沟宽0.8m;应急照明及保证动力回路采用耐火桥架，其他采用梯形桥架

　　安全出口屏蔽门、电动排烟窗在火灾信号输入时，需强制打开。

　　五、导线选择及线路敷设

　　高压电缆选用铠装交联聚乙烯电缆，线路沿机场管网或电缆沟敷设;

　　从变电所到各配电小间内的电缆电缆采用放射式配电方式，其电缆采用沿首层吊顶内桥架敷设;消防负荷采用专用耐火电缆桥架敷设。穿越防火分区时，需采用防火封堵措施。

　　从配电小间到各配电箱的电缆采用放射式配电方式，其电缆沿桥架敷设，进入配电箱时沿墙穿镀锌钢管暗敷。

　　镀锌钢管均采用热镀锌型。

　　消防线路采用暗敷设，需敷设在不燃烧体结构内，且保护层厚度不应低于30mm。

　　六、防雷及接地系统

　　1、航站楼年预计雷击次数计算值N为0.5455次/年，按照第二类防雷建筑物划分。

　　2、利用屋顶金属构架及屋面金属板作为防雷接闪器.并设置避雷针。屋面避雷针设计说明：本建筑物为二类防雷建筑物，在金属屋面上设置高压脉冲式提前放电避雷针，具有连续性接闪能力，无源，无放射性，304不锈钢材质，能持续、不间断维持其保护半径。安装要求：直接与建筑物的主体钢结构电气连通(引下线焊接面积须符合《建筑物防雷设计规范》的要求)，并能保证其稳固性。

　　3、利用建筑物柱作为引下线，当钢筋直径大于或等于16mm时,应将两根钢筋绑扎或焊接在一起.作为一组引下线,当钢筋直接大于或等于10mm且小于16mm时.应利用四根钢筋绑扎或焊接作为一组引下线.

　　4、本建筑防雷接地，设备工作接地及保护接地等共用一个接地网;利用地梁底部两侧各两根焊通的主筋作为接地线。基础竣工后即测量接地电阻，要求不大于1欧，否则需采取降阻措施。

　　5、建筑物相应部位混凝土柱内引下线钢筋焊接出-40x4镀锌扁钢做接地端子，高度0.5m，外墙上作标识及保护盒。

　　6、电力系统采用TN-S保护方式。变压器中性点接地，保护接地等共用防雷基础接地装置，变压器中性点、高、低压配电屏柜体等设备外壳用80x10镀锌扁钢直接与基础接地网连接。防雷工艺镀锌材料均选用热镀材料。具体做法请见99D501-1~4。

　　七、照明智能控制系统

　　本期航站楼照明配置照明智能控制系统，方便航站楼照明管理。照明智能控制系统主要包括：监控系统计算机、电源模块、开关控制模块、多功能智能面板及控制总线等。

　　1、设备执行标准：中国国家标准GB/Z20965-2007。

　　2、设备技术要求：

　　(1)监控计算机：双核2.5G/1G内存/250G内存/ DVD光驱/19寸液晶显示。

　　(2)电源模块：电源可相应为一条最多可带多个总线设备的线路提供总线电压，模块工作电压为AC230V/50Hz，模块输出电压为DC24V，每通道电流输出为16A。

　　(3)开关控制模块：带手动开关方便检修与调试，每个通道具有信号反馈、延时开/关、联锁、逻辑连接或优先级执行功能，具有场景功能及总线电源中断和恢复的通道参数设定功能。

　　(4)多功能智能面板：具有开关和场景功能，每组场景模式可设定多个设备控制组的状态;操作按键可设为成对按键或单一按键使用，各按键均有LED状态指示灯。

　　(5)控制总线：选用与监控系统相匹配的控制总线。

　　参考文献

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