陳星翰

（民航機場規(guī)劃設計研究總院有限公司東北分公司）

1 機場供配電系統(tǒng)設計中節(jié)能的重要意義

1.1 有利于促進我國的可持續(xù)發(fā)展

電能在社會各個行業(yè)中應用的十分廣泛，社會中幾乎任何一個行業(yè)離開電能的支撐都難以正常地運轉，因此，電能是保障社會正常運轉的基礎。在科學基礎的推動下，越來越多的電氣設備被研制和開發(fā)出來，這就使得用電設備的增長速度在慢慢地超過發(fā)電設備的增長速度，這在無形中增加了電能使用的壓力。機場是我國用電量巨大的一個場所和部門，如果在供配電系統(tǒng)的設計中不注重節(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，相關的設計人員開始根據(jù)機場的實際情況，對機場的供配電系統(tǒng)在設計環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，降低對電能的消耗，提高對電能的利用率，促進我國的可持續(xù)發(fā)展。

1.2 有利于降低機場電能消耗，保障機場各供電設備的正常運行

機場是不同地區(qū)交流溝通的重要樞紐，在運行的過程中不僅需要現(xiàn)代科學技術的推動，還離不開電能的支撐。人們從踏進機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，機場供配電系統(tǒng)在設計的過程中采取一定的節(jié)能措施，可以有效地降低機場電能的消耗，保障機場各個供電設備的正常運行。

1.3 有利于降低機場的成本投入

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

2 機場電氣設備的特點

2.1 供電可靠性要求高

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

2.2 設備種類多

機場作為大型的人員和貨物運輸基地，具備很多專業(yè)化、性能好的電氣設備和系統(tǒng)，比如機場的空調(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場為例，大興國際機場包括航站樓、主航站樓和配套服務樓、停車樓，地上和地下一共5層，機場在各個區(qū)域中都實現(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，這些設備將失去作用，所以機場設備種類的增多無疑增加了對電能的消耗。

2.3 遠距離供電

機場的覆蓋范圍廣，上面提到的大興國際機場是目前世界上最大的綜合立體交通運輸樞紐，據(jù)相關的統(tǒng)計顯示，該機場面積是140萬平方米，遠期旅客運輸量約1億人。機場面積的擴大滿足了社會經(jīng)濟發(fā)展和人民群眾出行的需要，但是同時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，將會在遠距離的電能輸送中存在較大的安全隱患，降低電能供應的穩(wěn)定性。遠距離供電是機場電氣設備的重要特點，設計人員只有采取必要的措施，避免遠距離供電系統(tǒng)帶來的安全隱患，才能保障機場的正常運轉。

3 機場供配電系統(tǒng)設計中的節(jié)能措施

3.1 控制變壓器的臺數(shù)和容量

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

3.2 合理地進行線路規(guī)劃

設計人員在對供配電系統(tǒng)進行節(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。機場主要分為航站區(qū)和飛行區(qū)，航站區(qū)的用電設備主要是單體建筑以及場區(qū)照明等，而飛行區(qū)的用電設備包括助航燈光、站坪燈光以及場內(nèi)導航臺等等，兩個區(qū)域相比較而言，航站區(qū)的供電范圍更大，覆蓋面也更廣，這就要求相關的設計人員應該進行合理的線路規(guī)劃，提高線路的電壓等級，避免電能在運輸?shù)倪^程中被消耗和浪費。

3.3 增加功率因數(shù)

功率因數(shù)是電力系統(tǒng)中的一個重要技術數(shù)據(jù)，它是衡量電氣設備效率高低的標準，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。機場供配電系統(tǒng)的工作人員在進行節(jié)能設計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償法。增加自然因數(shù)的途徑有很多，比如，設計人員可以選擇合適的電動機容量，減少電動機在使用中做無用功，提高電動機的使用效率，防止小車被大馬拉的問題出現(xiàn)。設計人員還可以避免電機空轉或者設備空載運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)中某些設備和負荷的非線性特性，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，導致設備發(fā)熱，引起噪音，并且增加對機器設備的磨損程度，從而縮短設備的使用壽命。為此，機場供配電系統(tǒng)設計中應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，比如設計人員設備端使用個別濾波設備等都可以實現(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，在設計時應該綜合考慮不同區(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，對燈具進行合理的劃分，保障機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，設計人員應該意識到節(jié)能環(huán)保的重要性，在日常的工作中對供配電系統(tǒng)進行節(jié)能設計，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降低對電能的消耗。

4 結束語

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