芻議機(jī)場供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施

陳星翰

（民航機(jī)場規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司東北分公司）

1 機(jī)場供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中節(jié)能的重要意義

1.1 有利于促進(jìn)我國的可持續(xù)發(fā)展

電能在社會各個(gè)行業(yè)中應(yīng)用的十分廣泛，社會中幾乎任何一個(gè)行業(yè)離開電能的支撐都難以正常地運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，電能是保障社會正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)。在科學(xué)基礎(chǔ)的推動下，越來越多的電氣設(shè)備被研制和開發(fā)出來，這就使得用電設(shè)備的增長速度在慢慢地超過發(fā)電設(shè)備的增長速度，這在無形中增加了電能使用的壓力。機(jī)場是我國用電量巨大的一個(gè)場所和部門，如果在供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中不注重節(jié)能，就會使得我國的電能人均占有量越來越少，形成惡性循環(huán)。為此，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員開始根據(jù)機(jī)場的實(shí)際情況，對機(jī)場的供配電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，降低對電能的消耗，提高對電能的利用率，促進(jìn)我國的可持續(xù)發(fā)展。

1.2 有利于降低機(jī)場電能消耗，保障機(jī)場各供電設(shè)備的正常運(yùn)行

機(jī)場是不同地區(qū)交流溝通的重要樞紐，在運(yùn)行的過程中不僅需要現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的推動，還離不開電能的支撐。人們從踏進(jìn)機(jī)場的第一刻就開始與電能打交道，比如安檢環(huán)節(jié)需要電力來維持，購票環(huán)節(jié)以及取票等過程也需要電能。為此，機(jī)場供配電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過程中采取一定的節(jié)能措施，可以有效地降低機(jī)場電能的消耗，保障機(jī)場各個(gè)供電設(shè)備的正常運(yùn)行。

1.3 有利于降低機(jī)場的成本投入

機(jī)場是我國運(yùn)輸行業(yè)中的支柱，機(jī)場的發(fā)展?fàn)顩r是我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的象征，但是機(jī)場的正常運(yùn)行離不開充足的物質(zhì)基礎(chǔ)和保障，所以在機(jī)場的經(jīng)營中需要大量的資金注入。機(jī)場的電氣設(shè)備種類多，每天都會消耗大量的電能，如果在這個(gè)過程中不注重對電能的節(jié)約使用，將會給機(jī)場造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。機(jī)場通過在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采取節(jié)能措施，降低對電能的消耗，可以在一定程度上降低機(jī)場的成本投入，促進(jìn)機(jī)場的建設(shè)和發(fā)展。

2 機(jī)場電氣設(shè)備的特點(diǎn)

2.1 供電可靠性要求高

機(jī)場的人員密集，如果機(jī)場電氣設(shè)備出現(xiàn)故障，不僅會導(dǎo)致機(jī)場乘客滯留，而且還會擾亂機(jī)場的秩序，不利于機(jī)場的發(fā)展，所以機(jī)場在進(jìn)行供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中對供電可靠性要求較高。據(jù)相關(guān)的調(diào)查顯示，民用機(jī)場的主要用電負(fù)荷等級是一級和二級，而且在一級負(fù)荷中必須保證有兩路獨(dú)立的電源和設(shè)備對其進(jìn)行供電，防止機(jī)場電氣設(shè)備中電源出現(xiàn)問題，從而給機(jī)場乘客帶來不必要的麻煩。其次，在一級負(fù)荷中對于一些特別重要的負(fù)荷還應(yīng)該增設(shè)應(yīng)急電源，在對其進(jìn)行切換時(shí)，切換時(shí)間應(yīng)該根據(jù)機(jī)場的現(xiàn)場情況以及設(shè)備特性進(jìn)行控制。

2.2 設(shè)備種類多

機(jī)場作為大型的人員和貨物運(yùn)輸基地，具備很多專業(yè)化、性能好的電氣設(shè)備和系統(tǒng)，比如機(jī)場的空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等等，以北京的大興國際機(jī)場為例，大興國際機(jī)場包括航站樓、主航站樓和配套服務(wù)樓、停車樓，地上和地下一共5層，機(jī)場在各個(gè)區(qū)域中都實(shí)現(xiàn)了智能化的發(fā)展，但是這些都是依托電能發(fā)展起來的，如果失去供配電系統(tǒng)的電能供應(yīng)，這些設(shè)備將失去作用，所以機(jī)場設(shè)備種類的增多無疑增加了對電能的消耗。

2.3 遠(yuǎn)距離供電

機(jī)場的覆蓋范圍廣，上面提到的大興國際機(jī)場是目前世界上最大的綜合立體交通運(yùn)輸樞紐，據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)顯示，該機(jī)場面積是140萬平方米，遠(yuǎn)期旅客運(yùn)輸量約1億人。機(jī)場面積的擴(kuò)大滿足了社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾出行的需要，但是同時(shí)也增加了供電的難度，如果供配電系統(tǒng)安裝的位置不到位，將會在遠(yuǎn)距離的電能輸送中存在較大的安全隱患，降低電能供應(yīng)的穩(wěn)定性。遠(yuǎn)距離供電是機(jī)場電氣設(shè)備的重要特點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員只有采取必要的措施，避免遠(yuǎn)距離供電系統(tǒng)帶來的安全隱患，才能保障機(jī)場的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 機(jī)場供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施

3.1 控制變壓器的臺數(shù)和容量

機(jī)場在供配電系統(tǒng)中變壓器容量設(shè)置的主要依據(jù)是計(jì)算負(fù)荷，機(jī)場中的用電設(shè)備有很多，不同的設(shè)備在運(yùn)行的過程中有著不同的特點(diǎn)和運(yùn)行方式，所以對變壓器的容量也有不同的要求。為此，在計(jì)算負(fù)荷的過程中，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員要根據(jù)不同電氣設(shè)備的特點(diǎn)以及運(yùn)行方式得到系數(shù)，在保障機(jī)場電氣設(shè)備用電安全的情況下進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。一般情況下，變壓器的負(fù)載率一般不能超過85%，最佳的控制范圍是65%。其次，在選擇變壓器的位置時(shí)，為了使變壓器充分發(fā)揮變壓的作用，變壓器的位置應(yīng)該盡可能靠近負(fù)荷中心，從而縮短供電的范圍。

3.2 合理地進(jìn)行線路規(guī)劃

設(shè)計(jì)人員在對供配電系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能控制的過程中必須合理地規(guī)劃線路，盡可能縮短供電線路的距離，減少供電中電能的消耗。機(jī)場主要分為航站區(qū)和飛行區(qū)，航站區(qū)的用電設(shè)備主要是單體建筑以及場區(qū)照明等，而飛行區(qū)的用電設(shè)備包括助航燈光、站坪燈光以及場內(nèi)導(dǎo)航臺等等，兩個(gè)區(qū)域相比較而言，航站區(qū)的供電范圍更大，覆蓋面也更廣，這就要求相關(guān)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該進(jìn)行合理的線路規(guī)劃，提高線路的電壓等級，避免電能在運(yùn)輸?shù)倪^程中被消耗和浪費(fèi)。

3.3 增加功率因數(shù)

功率因數(shù)是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要技術(shù)數(shù)據(jù)，它是衡量電氣設(shè)備效率高低的標(biāo)準(zhǔn)，功率因數(shù)越大，則電能在輸送的過程中消耗的越多，反之，功率因數(shù)越小，電能在輸送的過程中消耗的越少。機(jī)場供配電系統(tǒng)的工作人員在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中可以增加功率因數(shù)，從而減少供電系統(tǒng)中的電壓損失，并且使負(fù)載電壓更加穩(wěn)定，最終改善電能的效果。增加功率因數(shù)的方式有兩種，一種是增加自然因數(shù)，另一種方法是采用人工補(bǔ)償法。增加自然因數(shù)的途徑有很多，比如，設(shè)計(jì)人員可以選擇合適的電動機(jī)容量，減少電動機(jī)在使用中做無用功，提高電動機(jī)的使用效率，防止小車被大馬拉的問題出現(xiàn)。設(shè)計(jì)人員還可以避免電機(jī)空轉(zhuǎn)或者設(shè)備空載運(yùn)行或者改善電線線路布局避免線路迂回曲折等方式提高自然因數(shù)。

3.4 降低諧波

諧波產(chǎn)生的原因是電力系統(tǒng)中某些設(shè)備和負(fù)荷的非線性特性，也就是說電壓與產(chǎn)生的電流沒有成線性的關(guān)系而造成的波形發(fā)生變化。電力供電系統(tǒng)中諧波過高，就會增加對電能的消耗，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)熱，引起噪音，并且增加對機(jī)器設(shè)備的磨損程度，從而縮短設(shè)備的使用壽命。為此，機(jī)場供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)該采取一定的方法降低諧波的影響。降低諧波的方式也有很多，比如設(shè)計(jì)人員設(shè)備端使用個(gè)別濾波設(shè)備等都可以實(shí)現(xiàn)降低諧波的作用，下圖是變頻器加裝電抗器的系統(tǒng)圖，如果在不加裝的情況下，電流畸變率約是80%，但是加裝電抗器之后電流畸變率則變成了40%，從中可以看出電抗器對降低諧波的作用。

圖 變頻器加裝電抗器系統(tǒng)圖

3.5 照明系統(tǒng)節(jié)能

首先，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該綜合考慮不同區(qū)域的用電需求，根據(jù)用電需求安裝合適的節(jié)能照明燈具，對燈具進(jìn)行合理的劃分，保障機(jī)場安全低耗的使用照明工具，并且注重對照明亮度、功率數(shù)等內(nèi)容的審核，從而節(jié)約我國的電能資源。其次，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該意識到節(jié)能環(huán)保的重要性，在日常的工作中對供配電系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，并主動采用節(jié)能環(huán)保的照明燈具，在滿足供電需求的同時(shí)降低對電能的消耗。

4 結(jié)束語

電能是人們賴以生存的重要能源，節(jié)能也是一項(xiàng)我國正在不斷進(jìn)行的工作，機(jī)場供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該認(rèn)識到節(jié)能的重要性，在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采取必要的措施控制電能的消耗，減少機(jī)場成本的投入。相信在不久的將來，中國的機(jī)場供配電系統(tǒng)在節(jié)能環(huán)保意識的帶動下將會為我國資源節(jié)約型社會的建設(shè)做出更大的貢獻(xiàn)。