一種從供、用電兩側(cè)提高停車樓進(jìn)、出口運(yùn)行可靠性的供配電系統(tǒng)改造方案的探討

劉暢+姜雪晶+金鑫+沈健

【摘 要】國內(nèi)某大型國際樞紐機(jī)場停車樓進(jìn)、出口的運(yùn)行可靠性不僅關(guān)乎旅客能否順利抵、離機(jī)場，還對(duì)停車樓的經(jīng)營收益產(chǎn)生一定影響。論文對(duì)該樞紐機(jī)場停車樓進(jìn)、出口現(xiàn)有的供配電系統(tǒng)存在的不足進(jìn)行了分析，提出一種從供、用電兩側(cè)同時(shí)考慮的供配電系統(tǒng)改造方案，該方案相比于僅從電源側(cè)進(jìn)行改造，能夠大幅提升停車樓進(jìn)、出口通道的運(yùn)行可靠性。

【Abstract】The operational reliability of the entrance and exit of a large domestic international hub airport is not only related to whether the passengers can arrive and leave the airport smoothly， but also has a certain impact on the operating revenue of the parking lot. The paper analyzes the shortage of the existing power supply and distribution system of the entrance and exit of the hub airport parking building， and puts forward a power supply and distribution system transformation scheme based on the consideration of the supply side and electricity side. Compared to the only transformation of the power supply side， the scheme can greatly improve the operational reliability of the entrance and exit passages of the parking building，

【關(guān)鍵詞】供配電系統(tǒng)；停車樓；可靠性；改造

【Keywords】power supply and distribution system； parking building； reliability； transformation

【中圖分類號(hào)】TM73 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）02-0191-03

1 引言

隨著我國民航業(yè)的高速發(fā)展，每日有近30萬旅客抵、離國內(nèi)某大型國際樞紐機(jī)場。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，無法從根本上解決因長時(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。

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，再從該互投設(shè)備至現(xiàn)場弱電機(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。

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。endprint

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。

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)場停車樓旅客進(jìn)口通道分2種：長期停車和計(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。

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