民航東北空管局 孟憲民/文

2018年，空管系統(tǒng)保障航班起降突破1000萬架次，2019年上半年空管系統(tǒng)保障航班起降 523.5萬架次，預計全年保障航班起降將達到 1075 萬架次。航班量快速增長對空管通信導航監(jiān)視設施設備供電可靠性的需求日益提高。加大新技術(shù)應用力度，實施供電系統(tǒng)升級改造是應對挑戰(zhàn)、適應發(fā)展的必經(jīng)環(huán)節(jié)。而在實施升級改造過程中，如何保障供電的連續(xù)性可靠性、確保運行安全，是相關(guān)單位面臨的重大難題。借鑒應用旁路帶電作業(yè)法是解決這一難題的有效方法。

旁路法概述

（一）旁路法概念及發(fā)展

旁路帶電作業(yè)法（旁路法），是利用旁路系統(tǒng)采用帶電作業(yè)方式將待檢修（改造）段線路臨時進行負荷電流轉(zhuǎn)移，并將待檢修（改造）段線路隔離停運的一種作業(yè)方式，實現(xiàn)在用戶不停電或少停電的情況下完成配電線路或配電設備的檢修（改造）工作。該作業(yè)技術(shù)于上世紀90年代后期在日本得到應用，后在韓國等國家也得到逐步推廣，是一項較為成熟的帶電作業(yè)技術(shù)。其與常規(guī)停電作業(yè)的運維檢修方式不同，可以更好地滿足配電網(wǎng)的實際需求，提升供電可靠性和配網(wǎng)安全運行水平，提高社會效益和經(jīng)濟效益。目前已經(jīng)在我國配網(wǎng)帶電作業(yè)上推廣使用。

（二）旁路系統(tǒng)組成

旁路系統(tǒng)主要由柔性電力電纜系統(tǒng)和應急電源組成。柔性電力電纜系統(tǒng)包括旁路電纜、旁路開關(guān)、旁路直接頭、旁路轉(zhuǎn)接頭及旁路輔助配件組成。旁路電纜起轉(zhuǎn)移待檢修段負荷電流作用；旁路開關(guān)可以對旁路電纜進行分段，開合負荷電流及空載電流，保護作業(yè)安全，具有開合負荷電流的能力，可進行二次核相；旁路直接頭，起到擴展延伸旁路電纜作用；旁路轉(zhuǎn)接頭可擴展延伸旁路電纜，用于帶分支的旁路電纜連接；旁路輔助配件是可選組件，起固定、保護旁路系統(tǒng)及人員安全。應急電源可以是移動箱式變壓器車、移動發(fā)電車或負荷轉(zhuǎn)移車等。

（三）旁路法原理

旁路帶電作業(yè)的操作步驟主要分為四步：一是使旁路系統(tǒng)與待檢修（改造）段處于短時并聯(lián)狀態(tài)；二是斷開待檢修（改造）段與配網(wǎng)連接開關(guān)，使其退出配網(wǎng)進行檢修（改造）；三是連接檢修（改造）段與配網(wǎng)連接開關(guān)，使旁路系統(tǒng)與完成檢修（改造）段重新處于并聯(lián)狀態(tài)；四是使旁路系統(tǒng)退出配網(wǎng)，從而實現(xiàn)旁路帶電作業(yè)。旁路法原理如圖1所示。

應用實例

（一）UPS 供電系統(tǒng)更新背景

表1：2016 年月起降架次統(tǒng)計

東北空管局沈陽桃仙國際機場航管樓UPS供電系統(tǒng)建于2001年，由2臺主用250 KVA UPS設備和1臺備用60 KVA UPS設備共同組成。其中，主用250KVA UPS設備為航管樓通信、導航、監(jiān)視、氣象、情報等重要設備提供不間斷電源；備用60KVA UPS設備在主用250KVA UPS設備故障無法供電時，通過160A STS切換，僅能為航管樓內(nèi)部分通導設備提供不間斷供電。沈陽機場航管樓UPS供電系統(tǒng)原理如圖2所示。

鑒于原有UPS供電系統(tǒng)設備老化、故障頻發(fā)且無法滿足《民航空管通信導航監(jiān)視設施設備供配電配置指導材料》中“一級、二級管制單位對應的航管樓和塔臺應采用雙總線UPS供電系統(tǒng)”要求，2017年7月東北空管局開始實施航管樓UPS設備更新改造。改造后，新UPS供電系統(tǒng)由4臺200 KVA UPS設備共同組成，每2臺 UPS 設備并機輸出，同時提供2路供電到終端用戶。終端用戶雙電源設備分別引接2路供電，單電源設備可通過為終端用戶新安裝的2路供電切換設備 16A STS引接供電，確保對設備供電不會中斷。更新改造后的航管樓UPS供電原理如圖3所示。

表2：2017 年上半年月保障情況統(tǒng)計

（二）實施UPS 供電系統(tǒng)更新的難點分析

近年來，沈陽桃仙國際機場塔臺保障航班架次呈逐年上升趨勢，2016年保障架次達115322，同比增長14.55%。可見隨著保障航班架次逐年上升，管制服務對供電保障可靠性要求也隨之越來越高。沈陽機場2016年、2017年月起降架次統(tǒng)計表見表1、表2所示。

表3：航管樓UPS 更新施工進程

通過對2017年上半年各月保障架次的統(tǒng)計，可知沈陽機場日均起降達330架次以上，日高峰最高已達380架次。沈陽機場航管樓UPS供電系統(tǒng)改造若采用停航施工方式，將對社會、經(jīng)濟產(chǎn)生重要影響?？梢娭荒懿扇〔煌：绞┕し绞?。

不停航施工階段恰逢暑運保障高峰，保障架次增加，從時間上考慮這將對安全運行產(chǎn)生嚴峻挑戰(zhàn)。另外，從空間上考慮，此次更新是在原址進行，老舊設備的拆除和新設備的安裝、調(diào)試不能同時進行，只能按步驟按順序開展，這也對施工時長帶來影響，給保持供電穩(wěn)定、空管安全運行帶來一定風險。

（三）旁路法的應用

此次UPS更新采用“在夜航結(jié)束后航班量最少時間段內(nèi)，原主、備UPS設備交替更新”的方案，即首先拆除原備用60KVA UPS設備，安裝、調(diào)試兩臺新200KVA UPS設備提供新二路供電，而后再拆除原主用250KVA UPS設備，安裝、調(diào)試另兩臺新200KVA UPS設備提供新一路供電，最終形成雙路供電方式，保證每個單位（機房）的設備均由兩路UPS設備電源提供，確保設備供電的穩(wěn)定性和可靠性。

為滿足施工期間“雙總線UPS供電系統(tǒng)”要求，不降低保障標準而要降低運行風險，施工應用了旁路法，以一臺120KVA UPS設備（含配電柜）作為應急電源（臨時二路供電）。按照三個階段，實施整個更新改造工程。第一階段是拆除原60KVA UPS、安裝新二路200KVA UPS。主要實施了安裝臨時120KVA UPS、拆除原60KVA UPS并引接120KVA UPS、安裝和調(diào)試新二路供電的兩臺200KVA UPS等工作，期間供電保障主要由原250KVA UPS和臨時120KVA UPS負責。第二階段是拆除原250KVA UPS、安裝新一路200KVA UPS。主要實施了拆除原250KVA UPS、安裝和調(diào)試新一路供電的兩臺200KVA UPS等工作，期間保障主要由新二路UPS、臨時120KVA UPS負責。第三階段是油機帶載及電池放電測試，主要測試UPS設備能否正常接收油機發(fā)電并為負載供電，期間航管樓內(nèi)全部負載已經(jīng)實現(xiàn)均由四臺新UPS設備供電。

沈陽機場航管樓UPS供電系統(tǒng)更新施工進程見表3。

啟示與建議

對整個改造工作進行總結(jié)分析，可以看到通過引入旁路法，大大降低了安全運行風險，確保了對各用戶供電保障的可靠性，也較好保障了航管樓UPS更新改造工程的實施。針對空管運行的發(fā)展形勢和保障實際需求，建議加大旁路法應用力度，建設空管專用旁路系統(tǒng)，既可以保障供電系統(tǒng)更新改造的實施，也可以在供電系統(tǒng)故障期間作為應急電源實施供電保障。