劉暢 ，姜雪晶 ，金鑫 ，沈健

（1北京新機(jī)場(chǎng)建設(shè)指揮部，北京102602；2北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)股份有限公司，北京100621）

1 引言

隨著我國(guó)民航業(yè)的高速發(fā)展，每日有近30萬旅客抵、離國(guó)內(nèi)某大型國(guó)際樞紐機(jī)場(chǎng)。之前曾由于各種原因造成停車樓進(jìn)、出口通道供電中斷，例如：老鼠鉆進(jìn)配電箱匯流排引起短路從而導(dǎo)致上游饋線跳閘、單路供電電纜故障、出口生活用電故障導(dǎo)致上游線路越級(jí)跳閘等，都造成全部進(jìn)口或者出口供電中斷，恢復(fù)供電時(shí)間一般大于30min，甚至長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)，一定程度上影響了進(jìn)、出口的運(yùn)行效率，同時(shí)也給停車樓的經(jīng)營(yíng)收益造成一定損失。為提高停車樓進(jìn)、出口的運(yùn)行可靠性，降低因此類問題引發(fā)的不良影響，對(duì)停車樓進(jìn)、出口供配電系統(tǒng)[1]的改造勢(shì)在必行。

以往的改造方案主要是從電源側(cè)著手，通過增加雙電源互投設(shè)備[2]提高供電可靠性[3]。但互投設(shè)備以下仍為單路供電，當(dāng)下游設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，仍可能會(huì)導(dǎo)致供電中斷，嚴(yán)重時(shí)影響全部進(jìn)、出口運(yùn)行，供電恢復(fù)時(shí)間依舊較長(zhǎng)，無法從根本上解決因長(zhǎng)時(shí)間供電中斷對(duì)進(jìn)、出口運(yùn)行造成的影響。

針對(duì)上述改造方案的不足，本文提出一種從供、用電兩側(cè)同時(shí)提高停車樓進(jìn)、出口運(yùn)行可靠性的改造方案。本文第一部分對(duì)停車樓進(jìn)、出口供配電系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，第二部分介紹了僅從電源側(cè)提高供電可靠性的改造方案，最后，提出了一種從供、用電兩側(cè)進(jìn)行改造的方案。

2 停車樓進(jìn)、出口供配電系統(tǒng)現(xiàn)狀

通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)研，進(jìn)、出口供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)大致相同，不同之處在于出口通道用電側(cè)除了包括生產(chǎn)用電設(shè)備，還有生活用電設(shè)備（空調(diào)、接線板等收費(fèi)員使用的用電設(shè)備）。為了簡(jiǎn)單起見，下文均以進(jìn)口為例進(jìn)行說明，對(duì)于出口與進(jìn)口差異之處，再進(jìn)行補(bǔ)充說明。

圖1 停車樓進(jìn)口供配電系統(tǒng)現(xiàn)狀

如圖1所示，進(jìn)口通道電源是從B#變電站401母線1GB13-2抽屜（主用）和402母線2GB24-2抽屜（備用）引到位于配電小間GA17內(nèi)配電柜BJ1-AZE中的互投設(shè)備，再?gòu)脑摶ネ对O(shè)備至現(xiàn)場(chǎng)弱電機(jī)房GL01的總配電柜，停車樓進(jìn)口15路生產(chǎn)設(shè)備電源分別引自總配電柜下游的入口配電柜內(nèi)的獨(dú)立開關(guān)。對(duì)于停車樓出口，相應(yīng)配電柜不僅為15路通道的生產(chǎn)設(shè)備提供電力供應(yīng)，同時(shí)也接入了出口所需的生活用電設(shè)備，生活用電設(shè)備故障可能會(huì)導(dǎo)致越級(jí)跳閘，從而對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生影響。

現(xiàn)有供配電系統(tǒng)可防止因ATS1上游任意一路電源故障對(duì)運(yùn)行產(chǎn)生的影響。但當(dāng)電纜01及其下游設(shè)備發(fā)生故障，均有可能造成弱電機(jī)房GL01內(nèi)總配電柜斷電，導(dǎo)致停車樓全部進(jìn)口供電中斷。

3 僅從電源側(cè)加強(qiáng)進(jìn)、出口供電可靠性的改造方案

從B#變電站402母線2GB23-5抽屜引一路出線至弱電機(jī)房GL01，記為電纜02，在電纜01、電纜02之間加裝一套雙電源互投設(shè)備，記為ATS2，方案具體如圖2所示。

上述改造方案通過在弱電機(jī)房GL01內(nèi)加裝互投設(shè)備，當(dāng)電纜01因故障斷電時(shí)，ATS2可自動(dòng)切換到電纜02側(cè)，由402母線直接為總配電柜供電，避免了電纜01斷電造成全部進(jìn)口供電中斷。

圖2 從電源側(cè)加強(qiáng)進(jìn)、出口供電可靠性的改造方案

但是，這種改造方案存在如下問題：①ATS2下游仍只有一條電纜，記為電纜03，沒有改變末端為單路供電的現(xiàn)狀，只是在一定程度上縮短了單路供電線路的長(zhǎng)度，若電纜03因故障斷電仍會(huì)導(dǎo)致全部進(jìn)口供電中斷；②雖然增加了雙電源互投設(shè)備ATS2，但電纜02和ATS1的備用側(cè)均引自402母線，意味著ATS2的兩個(gè)電源可能同時(shí)為402母線，并不是真正意義上的“雙電源”，且系統(tǒng)中有兩個(gè)雙電源互投設(shè)備，增加了供配電系統(tǒng)的復(fù)雜程度，故障時(shí)無法快速恢復(fù)供電；③對(duì)于出口來說，未能將生產(chǎn)、生活用電設(shè)備分離，仍無法從根本上避免生活用電設(shè)備對(duì)生產(chǎn)用電設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的影響。

一種相近的改造方案是不增加另一套雙電源互投設(shè)備，而是將ATS1下移到弱電機(jī)房GL01內(nèi)。同理，這種方案只是縮短了單路供電線路的長(zhǎng)度，并沒有從本質(zhì)上改變末端為單路供電的現(xiàn)狀，也就無法避免現(xiàn)有供電方案存在的問題。

4 從供、用電兩側(cè)提高進(jìn)、出口運(yùn)行可靠性的供配電系統(tǒng)改造方案

4.1 供配電系統(tǒng)改造的目的

①避免全部進(jìn)、出口供電中斷；

②在15分鐘甚至更短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)供電；

③避免生活用電設(shè)備故障對(duì)生產(chǎn)用電設(shè)備造成的影響。

4.2 改造方案的介紹和分析

從B#變電站402母線2GB23-5抽屜直接引一條出線到弱電機(jī)房GL01內(nèi)，記為電纜04，并新增1個(gè)配電箱，配電箱內(nèi)設(shè)計(jì)1個(gè)主開關(guān)，4個(gè)分開關(guān)，分開關(guān)分別為1路常備應(yīng)急開關(guān)，3路通道電源開關(guān)。進(jìn)口改造方案具體如圖3所示。

圖3 從供、用電兩側(cè)提高進(jìn)、出口運(yùn)行可靠性的供配電系統(tǒng)改造方案

4.2.1 將15路通道電源一分為二，避免全部進(jìn)口供電中斷

該機(jī)場(chǎng)停車樓旅客進(jìn)口通道分2種：長(zhǎng)期停車和計(jì)時(shí)停車（分別含有ETC）通道。為了避免發(fā)生故障時(shí)全部進(jìn)口供電中斷，保障應(yīng)急情況下旅客的不同需求，從弱電機(jī)房GL01內(nèi)的入口機(jī)房配電柜分別挑選出1路長(zhǎng)期停車、1路計(jì)時(shí)停車和1路ETC通道（應(yīng)急狀態(tài)共用）的核心設(shè)備電源（僅包括閘機(jī)、攝像頭、收費(fèi)系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備，不包括照明設(shè)備等），改接到新增配電箱內(nèi)的3路通道開關(guān)上。

這樣一來，當(dāng)電纜01或者電纜04其中任一路因故障斷電時(shí)，只會(huì)影響部分進(jìn)口運(yùn)行，不會(huì)造成全部進(jìn)口供電中斷。

4.2.2 增設(shè)1路常備應(yīng)急開關(guān)，發(fā)生故障時(shí)可快速恢復(fù)供電

新增配電箱內(nèi)預(yù)留1路常備應(yīng)急開關(guān)，應(yīng)急開關(guān)的容量應(yīng)足夠帶另外12路通道運(yùn)行。當(dāng)電纜01所帶的12路通道全部斷電，僅需排查12路通道線路故障，即可臨時(shí)在弱電機(jī)房GL01內(nèi)使用短接線將新增配電箱中的應(yīng)急開關(guān)與入口機(jī)房配電柜中12路進(jìn)口電源的總開關(guān)連接起來。此時(shí)，B#變電站402母線通過電纜04暫時(shí)帶全部15路進(jìn)口通道運(yùn)行，待故障排除后，再恢復(fù)至初始供電方式。若發(fā)生故障的是單獨(dú)分出的3路通道，不僅影響范圍小，而且由于接線方式簡(jiǎn)單，能較快對(duì)故障進(jìn)行處理。另外，上述過程中使用短接線而不安裝切換開關(guān)的原因是為了確保12路通道電源接入常備應(yīng)急開關(guān)時(shí)，電纜01末端進(jìn)線開關(guān)處于斷開狀態(tài)，防止因人為誤操作而造成低壓側(cè)合環(huán)運(yùn)行。

綜上，通過在新增配電箱內(nèi)設(shè)置應(yīng)急開關(guān)，相當(dāng)于增設(shè)了一路常備應(yīng)急電源，縮短了供電恢復(fù)時(shí)間。

4.2.3 將生產(chǎn)、生活用電分開，杜絕生活用電對(duì)生產(chǎn)用電的影響

不同于進(jìn)口只有閘機(jī)、攝像頭等生產(chǎn)用電設(shè)備，出口還有空調(diào)、插線板等為收費(fèi)員設(shè)置的生活用電設(shè)備。為了進(jìn)一步提高運(yùn)行可靠性，將出口的生活用電設(shè)備單獨(dú)接到其它獨(dú)立配電柜中的生活用電電源上，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)、生活用電分開，從根本上杜絕因生活用電設(shè)備故障對(duì)生產(chǎn)用電設(shè)備供電造成的影響。

綜上所述，本文所提改造方案從供電和用電兩側(cè)同時(shí)考慮，使進(jìn)、出口的運(yùn)行可靠性得到有效提升，表現(xiàn)在：①將15路通道一分為二，有效避免了進(jìn)口或出口全部供電中斷，同時(shí)縮小了檢修范圍，進(jìn)而縮短了搶修時(shí)間；②通過增設(shè)1路常備應(yīng)急開關(guān)，能夠在發(fā)生故障時(shí)快速恢復(fù)供電；③將出口生產(chǎn)、生活用電設(shè)備徹底分開，從根本上杜絕了生活用電設(shè)備故障對(duì)生產(chǎn)用電設(shè)備造成的影響，進(jìn)一步提高了出口的運(yùn)行可靠性。

另外，相對(duì)于以往從電源側(cè)提高供電可靠性的供配電系統(tǒng)改造方案需要全部停電（約2小時(shí)）進(jìn)行改造，本方案只會(huì)短時(shí)間（約10分鐘）影響3路進(jìn)、出口運(yùn)行。方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性好，改造費(fèi)用不足5萬，真正實(shí)現(xiàn)了“花小錢，辦大事”，從根本上改變了目前供配電系統(tǒng)存在的問題，對(duì)提高停車樓進(jìn)、出口的運(yùn)行可靠性具有實(shí)際意義。

5 結(jié)論

本文提出一種從供、用電兩側(cè)同時(shí)考慮提高停車樓進(jìn)、出口運(yùn)行可靠性的供配電系統(tǒng)改造方案，方案經(jīng)濟(jì)性好，便于實(shí)施，有效降低了供電中斷對(duì)進(jìn)、出口運(yùn)行造成的不利影響。對(duì)于新建大型停車樓的進(jìn)、出口供配電系統(tǒng)，為了進(jìn)一步提高運(yùn)行可靠性，從根本上避免進(jìn)、出口全部供電中斷，可使相鄰?fù)ǖ婪謩e通過兩個(gè)獨(dú)立的雙電源互投設(shè)備供電。因此，該方案對(duì)大型停車樓進(jìn)、出口供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也具有一定參考意義。