陳志龍
中國民用航空中南地區(qū)空中交通管理局,廣東廣州 510000
民航廣州區(qū)域管制中心(簡稱區(qū)域管制中心)是民航重要保障單位,它負責承擔河南、湖北、湖南、廣東、廣西、海南六省78條航路、航線空中交通指揮,為飛機提供安全、有序飛行,其內(nèi)安裝有自動化處理系統(tǒng)、甚高頻內(nèi)話系統(tǒng)、衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)、微波傳輸系統(tǒng)、氣象綜合信息系統(tǒng)等重要設備。這些設備每天二十四小時不斷運行,為管制員提供空中交通管制服務。
區(qū)域管制中心設備供電仿佛人體的血液流動,不能有一刻中斷,可靠、不間斷的供電系統(tǒng)就是區(qū)域管制中心設備正常運行的有力保障,即使供電系統(tǒng)出現(xiàn)一秒鐘的中斷,都會導致設備無法使用,直接影響管制員航班指揮,嚴重時造成全國航班癱瘓。
為了有效保障區(qū)域管制中心設備正常運行,供電采取多重冗余備份手段來滿足供電要求,達到設備供電不斷間。
區(qū)域管制中心采取兩路高壓電源供電,分別引接龍口、田心10KV變電站專線,經(jīng)不同路徑敷設到區(qū)域管制中心,高壓電源采用單母線分段方式運行,兩段母線之間設母聯(lián)斷路器,平時兩段母線分列同時運行,均分負載,互為備用;當一路高壓電源發(fā)生故障時,母聯(lián)斷路器手動投入,由另一路電源可供全部負載。主進線斷路器與母聯(lián)斷路器聯(lián)鎖,正常時,母聯(lián)斷路器斷開,以避免龍口、田心10KV高壓短路,只有高壓側(cè)發(fā)生故障時才允許手動合上母聯(lián)斷路器。
兩路高壓分別經(jīng)兩臺2000KVA變壓器,產(chǎn)生400V低壓送到低壓D1、D16低壓開關柜,經(jīng)D1、D16分別向相應負載供電,正常時,兩路低壓電是單母線分列方式運行。兩段低壓側(cè)母線之間設置母聯(lián)斷路器D9, D1、D16斷路器與低壓母聯(lián)D9斷路器互鎖,D9母聯(lián)斷路器具有手動、自投自復和自投不自復三種工作方式,D9設自投自復、0.5秒的延時,當龍口D16低壓側(cè)主進線斷路器因過載及短路故障分閘時,D9母聯(lián)斷路器自動投入,低壓經(jīng) D1、D9能滿足所有負載工作;同樣當田心D1低壓側(cè)主進線斷路器因過載及短路故障分閘時,D9母聯(lián)斷路器自動投入,低壓經(jīng)D16、D9能滿足所有負載工作。
高壓手動母聯(lián),而低壓采取自動母聯(lián),一個手動一個自動,互為冷熱備份,能有效降低停電風險。但這樣供電還是不能滿足要求,當兩路市電同時停電時,將極大影響設備正常運行,僅有兩路電源保障供電,是遠遠不夠的,區(qū)域管制中心還配備三臺應急油機。
為確保負荷供電的連續(xù)性,除兩路市電外,區(qū)域管制中心還配備三臺油機發(fā)電機組,采用德國奔馳的MTU柴油發(fā)電機組。三臺油機、主控柜、供油系統(tǒng)組成一個完整系統(tǒng)。供油系統(tǒng)由的油箱儲油維持運轉(zhuǎn)供電,油箱可隨時加油,可保證發(fā)電機組在兩路市電發(fā)生故障時連續(xù)供電24小時以上。發(fā)電機組啟動方式置為自動,三臺機組可同時啟動,并機共同帶載,均分負載,互相備份。兩臺油機可完全勝任區(qū)管中心所有負載。市電和油機電分別送到自動切換柜(ATS),進行二選一電源,正常時,ATS優(yōu)先選擇市電,只有市不正常時,ATS發(fā)出指令,啟動油機,當油機運行穩(wěn)定后,ATS即轉(zhuǎn)油機供電,這樣冗余備份大大提高供電的可靠性,但這樣的供電還是不能直接接設備。當兩路市電切換、市電與油機電切換時,會存在瞬間中斷,會導致航空設備供電中斷;還有當市電不穩(wěn)定,也會導致航空設備供電中斷,嚴重影響空管設備運行,為了不斷間供電,ATS后面必須接UPS(不斷間電源)。
區(qū)域管制中心UPS采用美國愛克賽9315系列,共有兩套UPS系統(tǒng),分別是UPS-A系統(tǒng)和UPS-B系統(tǒng),每套系統(tǒng)采取1+1并機供電方案,兩套UPS系統(tǒng)之間配置負載同步控制器(LBS),組成冗余并機雙總線,有效提高UPS可靠性,可達99.9999%,同時解決UPS單點瓶頸故障隱患。每套UPS(見圖2)有兩臺UPM(不間斷電源模塊)組成,單臺UPM容量是625KVA,可滿足整個區(qū)管中心設備供電,并機輸出,共同帶載。蓄電池組采用美國GNB德克膠體電池,單臺UPM的電池帶載可支持4小時負載工作。正常情況下UPS設備正常運行,可對電網(wǎng)起隔離、穩(wěn)壓作用,當市電中斷時,由UPS起不間斷電源作用,繼續(xù)向負載提供電源。
兩套UPS系統(tǒng)輸出分別接到六臺STS(雙電源靜態(tài)切換機柜),由STS選擇一路UPS系統(tǒng)電源輸出,每臺STS輸出經(jīng)三個獨立開關送到相應母線槽,所有空管設備都從相應母線槽取電,重要的空管設備一般配置雙電源,取電時,經(jīng)不同STS取兩路電,如果是單電源設備,一般會配備主系統(tǒng)、備系統(tǒng),主系統(tǒng)接一個STS母線槽電,備
系統(tǒng)接到另一個STS母線槽電,這樣合理配電(見圖3),即時三臺UPM壞或一臺STS壞了,也不會導致設備供電,徹底解決供電單點故障瓶頸。合理配電又使供電可靠性提高一個等級,可達99.99999%。
上述這些設備的組合構(gòu)成了區(qū)域管制中心設備的供電網(wǎng),它們之間相互冗余備份,有效保證了區(qū)域管制中心設備供電,為航空安全奠定堅實基礎。
[1]周志敏.數(shù)據(jù)中心UPS供電系統(tǒng)設計與故障處理.電子工業(yè)出版社,2012.
[2]中華人民共和國建設部.GB50052-1995《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》[S].北京:中國計劃出版社.