保障机场供配电系统运行稳定性分析

保障机场供配电系统运行稳定性分析

周建平   张鹏

云南航空产业投资集团（云南机场集团）有限责任公司

云南省昆明市盘龙区    650000

摘  要：民用机场作为直面大量旅客的重要场所，其供配电系统运行稳定是保证机场正常运营的基础。近几年，机场因供电故障而造成经济损失的事例频频发生。本文针对此类问题对保障机场供配电系统稳定性进行了简要分析。

关键字：机场 供配电 稳定性

伴随着国民经济飞速发展，民航机场的客货吞吐量也稳步上升，但就目前来说，我国大多数机场的供配电系统是企业自主运营管理的，本身并不具备如同供电公司般专业的管理与维修能力，一旦发生突发性的电力故障，对机场的运行将造成巨大的影响，以及带来巨大的经济损失。为保证机场能正常运行，其供配电系统运行的稳定性尤为重要。

1、机场供配电系统

1.1机场供电系统

机场用电负荷等级根据相关规范标准《民用建筑电气设计规范》应为一级，机场供电系统由场外供电、场内供电与机场总变电站组成。为防止突发情况的发生，还有两个稳定独立外电源向机场供电，对于外部电源的要求是都应能承受机场全部负荷[1]。双电源可以来自两个发电厂也可以一个来自发电厂一个为变电站或两个都为变电站，以此来确保场外供电的稳定性。对于支线机场，一路电路由当地电力局接入，同时按照机场的一级负荷标准装配备用发电机组、UPS安保电源等。

有了可靠稳定的外部电源，保证场内供电的稳定需要借助变电站主接线和变电站之间的联络线与互馈线。场内中心变电站的主接线由电网中的变电站所处的地位、出线端的回路总数、变电站设备特点以及机场负荷性质条件来确定，同时主接线本身还应满足供电可靠稳定、便于检修、运行灵活、性价比高等要求[1]。

机场110kV专用变电站作为中大型机场的核心电站，是机场运行的主要电源。为保证其供电稳定性，同时还能满足环境美观等要求，110kV机场专用变电站一般采用全户内型，110kV侧设置GIS组合开关，10kV侧通过中置开关柜进行单母线分段运行。总变电站至下一级配电所采用放射式输送，又根据重要性的不同分为有备用和无备用。机场办公楼、机制冷站、场酒店宾馆等多采用放射式无备用接线；而航站航管楼、助航灯等常采用放射式有备用接线。

1.2航站楼供配电系统

航站楼直面旅客，为旅客服务，是大型用电场所。保障航站楼用电稳定是保证旅客服务质量的关键。每十五万平米左右的航站楼所需的平均负荷约为3.5MW，而中大型航站楼占地面积约数十万平方米。从110kV机场专用变电站接入多组10kV供电线路，多组10kV供电线路组成的配电网络是机场供电的主要网络，供电线路多为电缆线路，敷设通道为混凝土包封管群、砖砌电缆沟，结合线路规划合理地沿场内布置[2]。其中在楼内每四万平方米分布一座10/0.4kV变电站、两台变压器，通过低压母线分段方式进行运行。如需配备备用电源可选择柴油发电机，可在楼内分散安装低压发电机，也可以集中使用的高压发电机。由于楼内有较多低压用电装置，低压回路多，所以要设置可靠的监控装置来保障楼内供配电运行稳定[3]。

航站楼用电设施多且杂，对于供电需求较高，一般选择放射式低压供电方式。楼内重要负荷处，如信息机房服务系统、安检系统以及离港系统等重要负荷不允许断电，应使用独立UPS机房配电来保证相关设备的稳定运行。

2、影响机场供配电运行稳定因素

2.1自然环境因素

机场供配电系统对所处的地理环境、气候因素等及其敏感，而机场通常选址在远离城市中的偏远地方，一旦气候或外界环境发生变换，将会对机场供配电系统带来巨大影响。同时因为选址偏僻，一旦出现大型断电事件，供电抢修时间陡增，带来的经济损失也将大幅增加。人类对自然因素的影响有限，只能通过计算、模拟对自然因素统筹分析，通过合理选址来最大限度的降低自然环境因素对机场供配电系统运行的影响[4]。

2.2配电网结构

配电网指的是用电负荷与供电系统之间的关联关系，配电网包含多种结构，如辐射式结构、环网式结构、分段联络式结构等。单辐射式配电网结构简单，供电稳定差，往往难以达到安全标准。

2.3系统与设备检修

系统与设备定期预防性的检修是提高机场供配电系统稳定运行的重要措施。设备管理的重点是运行维护，而缺陷管理是设备运行维护的重中之重。对系统与设备在运行过程中出现的故障以及处理方法进行详细记录，这样便于分析系统设备中的隐患与薄弱点。同时加强对系统和设备的监控工作，这样大大降低了系统与设备停运的概率。安排停电检修也能增大供配电运行的稳定性。尽可能在计划停电期间解决一般性缺陷，从而避免重复停电。结合自身现有的供电网结构、设备运行状况以及用电负荷等因素，尽量利用线路计划停电对多项系统与设备进行检修，达到一次停电处理多项工作的目的，有利保障了机场平时供配电系统稳定运行。

3、机场供配电设施常见故障以及处理方法

3.1设施电压异常

供电设施组绕地绝缘不良，可能导致短路产生异常电压，将对设施造成巨大影响，严重的甚至会破坏供电设施，遇到这类情况常见的方法就是进行实时检修，防范于未然，将事故扼杀在摇篮。

3.2设施体温度过高

供电设施组因特定原因无法在工作环境下正常运行导致其散热性能严重受影响，在这样的环境下设备长期运行，最终导致设备温度过高。其中，造成设备散热性能受影响的主要原因有：频次过低，导致冷却风扇转速下降；负荷电流超出一定范围，增大定子绕组铜损；定子上电压过高，从而增大了设备铁损；功率因子低，增大了转子励磁电流，造成转子发热等[4]。

针对此类故障，最有效的处理方法就是检测仪表运转是否正常，如出现异常需及时处理解决；同时要保证设备风道的清洁，定期清理设备风道灰尘；要保证设备三相负荷电流的均衡以及定子转子运行良好。

3.3设备电流负荷或电压过大

出现接地故障或输电线路发生短路是造成设备电流负荷过大的主要原因，需及时对线路进行检修，减小设备负荷。

3.4设备无功功率不足

造成供电设备无功功率过低的最主要因素是自动励磁装置的电压源复励补偿机制出现问题，补偿能力不足无法满足电枢反响所需的励磁电流，使设施端电压低于电网电压，导致额定无功功率无法被输送出。为解决该问题，一般选择在设备和励磁电抗器间接入三相调压器来使设施端电压增大，从而增加设备无功功率。

3.5定子绕组绝缘击穿、短路

出现此类故障的原因主要是因为定子绕组受潮，对于长期未进行检修的设备或长期未运行设备，在投入使用前要丈量定子绕组，不合标准者禁止使用，受潮设施进行烘干处理后再投入使用。

3.5机场供电设施常见维修方法

供电设施常见维修方法包括预防性维修、修复性维修和改良性维修。预防性维修是指为预防供电设备功能退化，根据相关规定与政策，距离相同的时间间隔依照供电设备生产厂商所确定的检测项目、要求对供电设备进行检修。修复性维修是指供电设备发生故障后使其恢复至最佳性能状态，修复性维修只能保持其有效的工作状态，无法延续设备工作寿命。改良性维修是完善供电设施功能，按需求改变设计和结构的维修。

无论发生何种故障，对系统与设备进行长期定时定点检修都能在最大限度内降低故障发生的概率，保证机场供配电系统运行稳定性。

4、总结

机场供配电系统运行稳定是保证机场正常运营的关键。近几年，国内外机场应供电故障引起的事故频频发生，如今年5月马尼拉国际机场遭遇电力故障，使部分航班被延误或取消；22年乌鲁木齐国际机场因35kV变电站全站失压，导致机场片区停电等。此类事故应该引起我们足够的注意，要保证机场供配电系统稳定运行需要机场全体领导与员工重视思想，切实落实各项管理措施与技术方法。

参考文献：

[1]罗晓辉,陈立群.机场供电分析[J].工程建设与设计, 2019(17):3.

[2]舒婕.提高供电可靠性的措施与方法探讨[J].中国高新技术企业, 2015(13):2

[3]支华丽.大中型民用机场供配电现状浅析[J].科技视界, 2016(16):2.

[4]王文胜.浅谈提高配网供电可靠性的技术措施与方法[J].中国高新技术企业, 2014(32):2.