民用機場電氣節能設計探微

駱全軍

（民航新時代機場設計研究院有限公司廣州分公司）

民用機場電氣節能設計探微

駱全軍

（民航新時代機場設計研究院有限公司廣州分公司）

隨著現代化社會發展水平的不斷提升以及科學技術的進步發展，我國的機場建設速度不斷加快。此外，隨著國家節能減排改革的日益深化，民用機場的電氣設計不僅要保證安全性以及可靠性，還必須要充分考慮到電氣設計的節能性。本文就民用機場的電氣節能設計展開詳細論述。

民用機場；電氣設計；節能

目前，為了在一定程度上更好的貫徹落實我國的節能減排工作部署，我國的民航業已經提出了相應的綠色民航理念以及建設綠色民用機場的理念。在民用機場電氣的設計工作中，不僅要高度重視電氣設計的可靠性以及安全性，還應用綜合考慮設計的節能性。使其在工程建設以及后期營運工作中可以有效降低機場的運行成本以及建設成本。

1　民用機場在用電負荷上的特點分析

1.1民用機場的一級負荷比重大

從專業化角度出發，民用機場的候機樓用電、機場賓館用電、旅客過夜用房用電、站坪照明用電以及機務用電都屬于一級負荷，而且航空管制用電、導航用電、通信用電、氣象檢測用電、助航燈光系統用電、導航臺站用電、邊防用電、海關安全檢查用電、機場航班預報用電以及三級以上機場油庫都是一級負荷中非常重要的負荷[1]。此外，機場針對空管設施中用電負荷必須要求不間斷的供電，在助航燈光系統基礎供電方面，必須要求恢復供電實際切換時間不能夠超過15s，而對于機場跑道中線燈的系統，必須不能超過1s。總之，民用機場項目之中的一級負荷所占比重相對越大，且對于相應的供電可靠性與安全性要求也相對較高，民用機場供配電系統在建設成本上越來越大。

1.2民用機場的遠距離負荷相對較多

一般情況下，民用機場的飛行區域內部用電負荷包括助航燈光系統以及導航臺站，其中助航燈光系統在供電回路長度方面大約在8～10km之間，所使用到的恒流調光器可以自動調節其輸出電流情況，使其穩定在相應要求電流值上。民用機場飛行區內部的導航臺例如航向臺以及下滑臺通常情況下都會位于機場飛行區域跑道的兩端，但是指點標臺以及測距儀臺往往會處在跑道延長線上，且距離跑道的盡頭大約有1.8～2km，以上臺站都屬于一級負荷當中非常關鍵的負荷，而且距離航站區內部的變配電站相對較遠，實際供電距離在3～6km之間[2]。

2　民用機場節能化的電氣設計

2.1民用機場供配電相關系統的節能

從無功補償角度出發，民用機場所存在的照明燈具、通風機、鍋爐以及水泵等設備都屬于感性負荷，在實際運行過程中，將會使相應的供電電源電流遠遠滯后于電壓，而且該系統的無功功率也相對較大，會在一定程度上引起電能浪費，所以，在供配電設計期間，可以通過科學選擇電動機、照明燈具啟動器以及變壓器容量大小來有效降低其線路的感抗，從根本上提升自然功率因數。如果自然功率因數相對較低，則需要應用并聯的電容器為無功補償的機械裝置，適合在民用機場的變配電站低壓側合理設置專業化的電容器組，進而實施集中補償。民用機場是用電單位之一，其接入點功率的因數通常情況下不能夠在0.90之下，當電容器進行分組投切的時候不應該產生相應的諧振，還必須要充分滿足該系統與設備的實際電壓波動限值，從而避免過補償。為了有效控制上述情況，需要裝設相應的自動化投切裝置。從諧波治理角度出發，民用機場所使用到的應急電源EPS、熒光燈、不間斷性的電源UPS、恒流調光器以及空調設備都屬于非線性的用電負荷，在實際使用過程中往往會出現大量諧波[3]。因此，要采取有效措施抑制諧波，例如廣州的白云機場為了在一定程度上防止無功補償期間系統以及電容器組之間出現并聯諧振現象，進而造成諧波放大。白云機場在電氣設計過程中盡可能使用攜帶有消諧功能的專業化無功補償裝置，還在機場電容器組中合理串聯相應的電抗器，從而達到抑制諧波放大的效果，其電抗器的電抗率具體選擇情況，見表1。

表1　串聯電抗器的實際電抗率選擇情況

從布線以及材料選擇方面出發，需要嚴格按照民用機場的實際機場負荷容量情況、具體供電距離情況以及實際分布情況，將機場中心的變配電站科學設置在民用機場的負荷中心，從而最大限度縮短供電半徑，進而有效減少線路的損耗。當機場低壓線路敷設過程中，要盡可能選擇直線避免彎路。例如，近年來鋁合金材質的電纜已經在民用建筑工程施工建設中得到了相對廣泛的應用，一般情況下，同等電氣性能前提下，鋁合金材質的電纜重量可以降低到銅芯電纜大約一半左右。而且其截面大約是銅芯電纜的1.1～1.25倍之間，實際價格卻比銅芯電纜低30～50%之間[4]。

2.2民用機場相關建筑設備的節能技術以及計量管理

現階段，民用機場在建筑設備的節能技術分類方面主要可以劃分為照明系統的節能控制、采暖系統節能控制、熱水供應系統節能控制、變配電系統節能控制、通風系統節能控制、給排水系統節能控制以及其他的設施節能控制包括太陽能發電系統以及電動化的遮陽簾系統技術等。根據國家對于公共建筑的能耗規定，在公共建筑施工建設過程中，應該加裝相應的用電分項計量設施裝置以及能耗監測控制系統。在廣州花都機場中就配備了相應的能耗監測系統，這個專業化的監測系統，主要是以先進的計算機設備、通信設備以及測控單元作為工具，從而在一定程度上為機場的公共建筑實際數據采集工作、遠程控制管理以及開關狀態的監測等提供基礎性平臺，能夠與機場的檢測設備以及控制設備有效構成相對復雜的任意全方位監控系統。該系統主要是利用分層分布形式的計算機網絡，具體網絡結構如圖1所示。

圖1

2.3科學選擇照明度標準，降低能耗

民用機場通常情況下都會建設在地勢相對平坦以及開闊的區域，而且相應建筑物在采光條件上都相對較好，機場的候機樓主要采用鋼結構以及大空間結構。所以在照明設計方面應該充分利用機場的天然光，積極引入綠色照明理念，科學選擇機場的照度標準。民用機場電氣設計過程中，應該在滿足作業面視覺基礎要求以及照明質量的基礎上，盡量減少照明光能損失，從而盡可能利用光能，減少照明能耗。此外，除了設置智能化的照明控制系統之外，還應該按照民用機場不同場所的實際照明要求以及照明特點情況，采取相應的分區以及分時照明控制方式。可以采用不同類型節電開關包括定時開關、光控開關以及接近式開關等。針對走廊區域、樓梯間部分以及電梯間位置的照明需要采用定時控制方式、集中控制方式或者是聲光控制方式，若機場具備BA系統，還應該將其納入到專業化的BA系統中實施集中管理[5]。

2.4促進節能光源的大力應用

在民用機場的具體設計過程中，在照明功率密度充分滿足規范化要求的前提下，應該有效控制其單位面積內的燈具實際安裝功率，可以采用節能的燈具與附件。針對室內照明，需要采用直管熒光燈，并選擇細管徑型也就是小于等于26mm的燈具，如果條件允許的話，可以合理選用直管的稀土三基色形式的熒光燈，從而實現顯色性好、光效高以及壽命長的具體照明節能要求。針對室外照明，可以科學選用發光二極管的LED光源，但是現階段由于跑道引導的燈光系統因素，機場的跑道邊燈以及跑道中線燈仍舊利用鹵素燈。此外，在民用機場的電氣設計工作中，不僅要合理選用高效的節能等，還應用盡量選擇能耗相對較低且性能相對較好的附件例如電子變壓器、電子鎮流器以及電子觸發器等設施。在公共建筑的場所內部，可以選擇攜帶有無功補償的熒光燈具。若是緊湊型的熒光燈可以優先選擇電子鎮流器，如果是氣體放電燈則可以優先選擇電子觸發器。

3　結語

總而言之，民用機場的節能電氣設計工作是一項專業性以及復雜性都相對較強的工作，涉及的內容相對較多，直接關系到民用機場的能量消耗。因此，在民用機場電氣設計工作中，要高度重視節能性原則，最大限度降低能耗。具體來說，可以通過民用機場供配電相關系統節能設計、節能技術應用、計量管理、科學選擇照明度標準以及促進節能光源的大力應用等措施，從根本上提升民用機場的電氣設計節能水平。

[1]陳軍.民用機場電氣節能設計[J].建筑電氣，2012，10：33～36.

[2]陳軍.民用運輸機場綠色照明設計[J].現代建筑電氣，2012，11：34～38.

[3]何花.揭陽潮汕民用機場航站樓及配套工程節能設計[J].制冷，2014，04：56～60.

[4]郭曉巖.民用機場航站樓智能化系統設計[J].智能建筑電氣技術，2010，06：22～25.

[5]任緒秋.機場航站樓供配電系統節能設計簡析[J].建筑電氣，2013，05：80～84.

TM92

A

1673-0038（2015）42-0224-02

2015-10-5

駱全軍（1988-），男，助理工程師，本科，主要從事電氣設計工作。