電力工程師論文發表淺析航站樓供配電設計

　　摘要：介紹該支線機場的供配電系統設計，包括負荷等級、供電電源、變電所位置、中低壓配電系統、低壓配電方式、應急電源、防雷接地、導線選擇方面內容。

　　關鍵詞：支線機場,負荷等級,供配電系統,應急電源,電纜選擇

　　一、常德機場概況

　　湖南常德機場位于湖南省常德市，本機場屬于改擴建項目，將新建一個航站樓，建成后機場航站樓將成為常德市重要交通建筑。本航站樓設計高度32米，建筑總面積為19748平方米，含以下6個主功能區：出發送客廳、出港手續廳、安全檢查區、候機區、到達廳、行李分揀區。機場航站樓立面圖如下：

　　二、供配電系統

　　1、用電負荷等級

　　航站樓內各類檢查設備及消防安全設備是必須保障供電的負荷，這部分負荷屬一級負荷中特別重要的負荷;照明等為一級負荷;插座、扶梯、行李轉盤動力等屬于二級負荷;一般的空調負荷為三級負荷。

　　2、供電電源

　　根據一級負荷的等級要求，航站樓在一層靠外墻位置設置一個10/0.4kV變電所，變電所采用雙回路獨立進線保障，電壓采用10kV電壓等級。兩路進線為獨立電源，分別引自機場10kV開閉所的不同10kV母線段。線路采用電纜沿場內 管溝敷設。

　　考慮到航站樓供電的可靠性，本期配備柴油發電機作為備用電源，當兩回路市電均失電時，要求柴油發電機在15s內啟動并投入運行。

　　3、電力負荷計算

　　負荷計算表：

　　4、配電系統

　　航站樓新變電所10kV母線系統采用單母線分段接線，設置母聯開關，手動合閘，配電采用10kV中置鎧裝真空斷路器柜。

　　本工程航站樓動力照明用電計算負荷為1090kVA，根據負荷采用容量為1250kVA變壓器兩臺，兩臺變壓器分列運行，單臺運行負載率87%，變壓器采用SCB11干式變壓器，設置在變配電室內。兩臺變壓器分列運行，正常運行下各帶部分負荷，當一臺變壓器故障或電源失電，低壓系統母聯開關合閘，由另一臺變壓器帶一級、二級負荷運行。

　　各類檢查設備、消防設備、應急照明等一級用電負荷中特別重要的負荷，另外配置一臺柴油發電機作為備用電源，容量為400kVA。當兩回路市電均失電時，重要負荷轉由油機系統供電;市電恢復時，轉由市電供電。重要負荷的配電箱采用雙電源末端切換，主備電源轉換采用成套ATS轉換開關實現電源轉換。

　　低壓系統采用放射式供電方式。

　　弱電工藝設備，另選擇UPS電源作為后備電源，以保障弱電設備的連續供電要求。

　　5、設備選型及控制要求

　　(1)10kV配電設備采用中置鎧裝真空斷路器柜。

　　(2)繼電保護及信號裝置的設置：變壓器10kV側單相接地信號裝置、溫度保護及信號裝置。

　　(3)低壓柜采用抽屜式。低壓主進、聯絡斷路器設過載長延時、短路短延時、接地保護脫扣器，其它低壓斷路器設過載長延時、短路短延時脫扣器。在火災時，要求斷掉非消防電源。

　　(4)要求所有低壓開關脫扣器額定電流與開關的框架電流相同，且脫扣電流可調，整定電流見系統圖，要求脫扣動作時間可調。

　　(5)在系統低壓側設置功率因數集中自動補償裝置，電容器組采用自動循環投切方式，要求補償后的功率因數不小于0.9，并要求熒光燈、氣體放電燈單燈就地補償，使功率因數不小于0.95。

　　(6)高低壓柜二次接線應采用耐火導線。

　　(7)高壓柜采用下進、下出的接線方式;低壓開關柜采用上進、下出的接線方式。

　　6、電力監控系統

　　為了保證航站樓配電系統的可靠運行、提高供配電系統運行管理水平、降低運行成本、減少故障恢復時間及運行維護人員，機場設配電綜合自動化系統。

　　本工程計算機監控系統范圍主要包括變電所10kV高壓保護測控單元、400V網絡電力儀表、電力變壓器、柴油發電機等智能電氣設備。

　　在航站樓變電所內設置一面前置通訊屏，兩套后臺監控系統。前置通訊屏實現對變電所內高低壓系統及其他智能設備的所有遙測、遙信、電度、保護事件等信號的收集。

　　考慮今后系統的擴展，監控系統及通訊網絡上均需預留了一定的接口和空間，為以后新建設備及其他系統的接入做好充分準備。

　　7、漏電火災報警系統

　　(1)網絡組成

　　? 航站樓內漏電火災報警系統(即電氣火災報警系統)管理層采用TCP/IP協議，將電氣漏電火災報警系統主機接入電力監控管理系統，系統控制層設置區域報警主機，剩余電流互感器(模塊)采用標準接口(如RS485、RS232等)通過系統現場總線，接入區域報警主機。各漏電火災報警系統區域報警主機通過通訊線連接至電氣漏電火災報警系統主機。漏電火災報警系統除納入消防系統實時監控外，還需納入電力監控系統進行日常管理與維護。

　　在航站樓首層消防中心內設置1臺電氣漏電火災報警系統主機。電氣漏電火災報警系統制造商有義務向電力監控管理系統、消防系統提供信息接口的編碼表。

　　(2)系統性能要求

　　系統設備應保證全年365天不間斷運行，主要設備平均無故障時間不小于50000小時。

　　系統集保護、測量、控制、報警、遠傳等功能為一體，控制技術與網絡技術相結合，實現數據共享、自動化管理，無人或少人職守。

　　電氣漏電火災報警系統的相關設備應滿足GB 50045-95(2005年版)、GB 50016-2006及GB14287-2005的相關要求。

　　電氣漏電火災報警系統允許用戶獨立使用。故障報告信息將被送往維護管理人員。

　　電氣漏電火災報警系統網絡及設備由承包商負責提供、安裝及調試。電氣漏電火災報警系統主機以TCP/IP協議與電氣設備監控管理系統、消防系統連接，配置10/100/1000M自適應網卡(RJ45口)，支持IPv6。

　　8、智能消防應急照明和疏散指示系統

　　1.本工程按GB17945-2010要求采用中央電池供電集中控制型智能消防應急照明和疏散指示e-bus系統。系統由監控主機(站);(直流)電池主/分站; 安全電壓類集中電源集中控制型標志燈/照明燈及通信模塊等組成。

　　2.系統基本功能要求：

　　(1)日常管理OFF/ON程序采用二次編程;

　　(2)監控主站系統自動對下層設備及燈進行實時監測，發生故障時可發出聲光報警;聲故障可手動消除，光故障必須排除故障后解除.

　　(3)系統自動執行每24小時一次的功能性測試計劃程序;每三個月一次的放電性測試計劃程序提示;由此保證在災難發生前系統及每一個燈均處于完好狀態.

　　(4)強迫點燈：火災信號輸入，全系統燈均進入強迫點亮狀態.

　　3.消防聯動用如下方式實現：采用干結點由FAS系統按將著火信號提供給e-bus系統;

　　4.本系統作為安全系統,中央監控主站設于消防中心機房內.為了確保e-bus內系統的穩定性,免受計算機病毒及惡意攻擊對系統的損害,除接受經專門的編程的FAS系統，防火分區一個著火點信號輸入信號及對應返回信號外,其它均采用非開放的運行模式(內系統自行管理,對外只是單向傳送信息).

　　三、電氣照明設計

　　1、航站樓以大空間和辦公室為主。大空間主要采用熒光筒燈，照度要求為200lx;辦公室以嵌入式熒光燈燈盤為主，照度要求300lx;工作場所采用吊裝或吸頂的的熒光燈為主，照度根據規范要求為100lx-300lx;衛生間以吸頂熒光燈為主，照度要求不低于100lx;對于售票、海關、各類檢查工作區依照裝修增加局部熒光照明，照度要求500lx。

　　設計中設置應急照明燈具，應急照明燈平時按普通燈具使用，當失電時，轉由EPS電源供電。后續油機保障。自鎖負載反饋性控制模塊內部采用的是機械自鎖繼電器，機械自鎖繼電器和普通繼電器的區別在于機械自鎖繼電器依靠60ms電脈沖驅動，平時閉合或者斷開期間不需要施加電流。對于應急照明回路來說，在EPS系統4-7ms切換瞬間，傳統繼電器模塊內部單片機會重新啟動(60ms)，導致燈具熄滅，但是如果使用機械自鎖繼電器，單片機重新啟動瞬間，繼電器觸點狀態保持恒定，這樣就能保持燈具保持原有狀態不變。照明、插座分別由不同的支路供電。除應急照明和消防線路采用耐火導線穿鋼管敷設外，其它采用阻燃導線穿鋼管敷設。

　　出口指示燈、疏散指示燈、疏散照明燈等可由智能照明控制系統控制，在人員密集場所不低于疏散照明照度要求5lx,在火警時強制點亮。燈具的選擇應符合美觀要求并通過消防許可。衛生間燈具要滿足防水防霧，室外燈具要滿足防水防塵要求。

　　四、設備安裝要求

　　1、變壓器按干式變壓器設計，設強制風冷系統，并設有溫度濕度監測及報警裝置。接線為Dyn11。變壓器應設防止電磁干擾的措施，保證變壓器不對該環境中的任何事物構成不能承受的電磁干擾。

　　2、高壓配電柜按五防柜設計，電纜下進、下出，柜下設電纜溝。

　　3、低壓配電柜抽屜式設計，抽插式開關，母線為3+2。落地式安裝，部分開關設失壓脫扣器，延時0.5s。封閉銅母線槽上進線，電纜下出線，柜下設電纜溝。

　　4、各照明配電箱采用暗裝，高度距地面1.4m;配電小間配電箱采用采用落地安裝。

　　5、高壓式及變配電室電纜溝寬0.8m;應急照明及保證動力回路采用耐火橋架，其他采用梯形橋架

　　安全出口屏蔽門、電動排煙窗在火災信號輸入時，需強制打開。

　　五、導線選擇及線路敷設

　　高壓電纜選用鎧裝交聯聚乙烯電纜，線路沿機場管網或電纜溝敷設;

　　從變電所到各配電小間內的電纜電纜采用放射式配電方式，其電纜采用沿首層吊頂內橋架敷設;消防負荷采用專用耐火電纜橋架敷設。穿越防火分區時，需采用防火封堵措施。

　　從配電小間到各配電箱的電纜采用放射式配電方式，其電纜沿橋架敷設，進入配電箱時沿墻穿鍍鋅鋼管暗敷。

　　鍍鋅鋼管均采用熱鍍鋅型。

　　消防線路采用暗敷設，需敷設在不燃燒體結構內，且保護層厚度不應低于30mm。

　　六、防雷及接地系統

　　1、航站樓年預計雷擊次數計算值N為0.5455次/年，按照第二類防雷建筑物劃分。

　　2、利用屋頂金屬構架及屋面金屬板作為防雷接閃器.并設置避雷針。屋面避雷針設計說明：本建筑物為二類防雷建筑物，在金屬屋面上設置高壓脈沖式提前放電避雷針，具有連續性接閃能力，無源，無放射性，304不銹鋼材質，能持續、不間斷維持其保護半徑。安裝要求：直接與建筑物的主體鋼結構電氣連通(引下線焊接面積須符合《建筑物防雷設計規范》的要求)，并能保證其穩固性。

　　3、利用建筑物柱作為引下線，當鋼筋直徑大于或等于16mm時,應將兩根鋼筋綁扎或焊接在一起.作為一組引下線,當鋼筋直接大于或等于10mm且小于16mm時.應利用四根鋼筋綁扎或焊接作為一組引下線.

　　4、本建筑防雷接地，設備工作接地及保護接地等共用一個接地網;利用地梁底部兩側各兩根焊通的主筋作為接地線?；A竣工后即測量接地電阻，要求不大于1歐，否則需采取降阻措施。

　　5、建筑物相應部位混凝土柱內引下線鋼筋焊接出-40x4鍍鋅扁鋼做接地端子，高度0.5m，外墻上作標識及保護盒。

　　6、電力系統采用TN-S保護方式。變壓器中性點接地，保護接地等共用防雷基礎接地裝置，變壓器中性點、高、低壓配電屏柜體等設備外殼用80x10鍍鋅扁鋼直接與基礎接地網連接。防雷工藝鍍鋅材料均選用熱鍍材料。具體做法請見99D501-1~4。

　　七、照明智能控制系統

　　本期航站樓照明配置照明智能控制系統，方便航站樓照明管理。照明智能控制系統主要包括：監控系統計算機、電源模塊、開關控制模塊、多功能智能面板及控制總線等。

　　1、設備執行標準：中國國家標準GB/Z20965-2007。

　　2、設備技術要求：

　　(1)監控計算機：雙核2.5G/1G內存/250G內存/ DVD光驅/19寸液晶顯示。

　　(2)電源模塊：電源可相應為一條最多可帶多個總線設備的線路提供總線電壓，模塊工作電壓為AC230V/50Hz，模塊輸出電壓為DC24V，每通道電流輸出為16A。

　　(3)開關控制模塊：帶手動開關方便檢修與調試，每個通道具有信號反饋、延時開/關、聯鎖、邏輯連接或優先級執行功能，具有場景功能及總線電源中斷和恢復的通道參數設定功能。

　　(4)多功能智能面板：具有開關和場景功能，每組場景模式可設定多個設備控制組的狀態;操作按鍵可設為成對按鍵或單一按鍵使用，各按鍵均有LED狀態指示燈。

　　(5)控制總線：選用與監控系統相匹配的控制總線。

　　參考文獻

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