浦东机场二期供配电工程的规划设计

·供配电 · 刘澄波 (1968—) ,男 , 高级工程师 ,从事市 政建筑工程电气设计 工作。 浦东机场二期供配电工程的规划设计 刘 澄 波 (上海市政工程设计研究院 , 上海 　200092) 摘 　要 : 结合浦东机场供配电特点 ,对供配电系统中电压等级选择、供电安全性 分析、中心变电所站址选择、系统配电模式和电力监控的设置要求等方面进行了 论述。详尽介绍了浦东机场二期供配电工程在规划设计阶段的一些思考方向和 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ,明确了一个合理正确的规划设计想法对具体工程建设具有的重要意义。 关键词 : 机场 ; 供配电系统 ; 中心变电所 中图分类号 : TU 852　文献标志码 : B　文章编号 : 167428417 (2010) 0420066205 0　引 　言 　　浦东国际机场作为一个大型机场 ,负荷分布 具有总体分散、局部集中的特点 ,形成了数个以 航站楼、卫星厅和能源中心为中心的负荷中心。 机场规划周期长 ,其负荷按建设分期有数个集中 增长期。因此 ,机场的用电规划应按照总体工程 中制定的“一次规划 ,分期建设 ,滚动发展 ”原则 进行。 1　结合机场自身特点变电所确定采用 35 kV电压等级 　　上海浦东国际机场一期工程已建设 35 kV 变电所 3座。二期工程前期先行在建 35 kV 4#中 心变电所 , 35 kV电源由就近电力公司 220 kV变 电站提供。 根据确定的机场总体规划 ,扩建工程将建设 T2航站楼 ,增加容量约 65 MVA; 2010～2015年 将建设东卫星厅 ,增加容量约 20 MVA;远期将建 设航站楼 T3和西卫星厅 ,增加容量约 50 MVA。 另外 ,随着机场的不断发展 ,机场还将逐步发展 机场东北部的东工作区、西部货运区、南部机务 维修区以及东南部发展用地等 ,至 2015年容量 约可达到 150 MVA。 当然 ,按照最终 (远景约 2030年 )规模 ,机场 也存在 110 kV和 220 kV供电的可能性 ,但存在 以下明显的不足. (1) 由于机场内及其周围对架空线有限制 , 110 kV或 220 kV变电站深入机场内部将采用相 当长的电缆线路 ,其造价将大大提高。 (2) 根据机场供电负荷总体分散、局部集中 的特点 ,采用 110 kV或 220 kV电压等级供电仍 然需要设置 35 kV中心变电所配合。 (3) 机场内建设一座 220 kV变电站 ,对上海 浦东国际机场最终形成的大型机场而言 ,供电可 靠性稍差 ,且机场中部大面积地区为飞行区和航 站区 ,不宜设置大型变电站 ,因此 ,只能设置在南 部或北部 ,并不能解决深入负荷中心的问题。 (4) 目前上海地区的 110 kV电网主要存在 于轨道交通工程中 ,电网较弱 ,不宜作为机场电 源。 (5) 机场建设周期长 ,负荷增长时期相应也 长 ,建设 220 kV变电站作为机场专用站不仅投 资大 ,需要提前投资 ,而且不利于供电设施的充 分利用。如果采用 220 kV供电 ,则 2007年就需 建成 220 kV变电站 ,而该站的规模是要按满足 远景 (约 2030年以后 )所需容量 ,明显不合理。 (6) 由于目前已经建成 35 kV 1# ～3#中心变 电站及即将建成 35 kV 4#中心变电所 ,如果采用 220 kV或 110 kV供电 ,原电源工程会面临废弃 , ·66· ·供配电 · 造成浪费。 因此 ,用“一个用户一个供电点 ”的供电常规 要求对浦东机场供电显然是不合适的。事实上 , 该要求在一期建设中已被打破 ,因此 ,一期时确 定的原则 (即“一次规划 ,分期建设 ,滚动发展 ”) 仍然适用。一期建设时机场指挥部与电业部门 经过研究和规划确定的一期由北部提供 35 kV电 源 ,二期考虑南北供电的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 是合理的 ,所以规 划上机场供电仍然按需要分区域逐步建设 35 kV 变电所。 2　供电安全性作为机场供电工程规划设 计的重要因素 　　浦东国际机场二期工程建成后 ,将成为国际 性的大型航空枢纽机场 ,对于国际性大型机场的 供电安全性问题 ,应进行详细的分析和研究。 根据国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 GB 50052—1995《供配电系统 设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》有关规定 ,定位为国际航空枢纽港的 浦东国际机场 ,其航站楼、灯光站等设施中的大 部分负荷属于一级负荷中的特别重要负荷。因 此 ,在这些变电所的设计中 ,都考虑了 2路 10 kV 电源进线 ,设置柴油发电机应急电源的方案 ,甚 至设置不间断电源 (UPS)。这是因为 ,理论上电 网无法保证绝对可靠 ,柴油发电机应急电源和 UPS的设置可赢得维修的时间或应急 预案 社区应急预案下载社区应急预案下载社区应急预案下载应急救援预案下载应急救援预案下载 实施 的时间。另外 , 3路 35 kV电源进线和 3台主变 压器构成的 3个线路变压器组 , 6段 10 kV母线 中 2段独立母线提供的电源 ,可以满足规范“当 一个电源发生故障时 ,另一个电源不应同时受到 损坏 ”的要求。 但是 ,在 GB 50052—1995《供配电系统设计 规范 》第 2. 0. 3条条文的解释中指出 :“多年来实 际运行经验表明 ,电气故障是无法限制在某个范 围内的 ,电力部门从未保证过供电不中断 ”。浦 东国际机场二期建成后 ,其客运能力将从每年 2 000万人次增长至 6 000万人次 ,即规模为现有 规模的 3倍。规模的扩大、负荷的增加、情况的 复杂多变 ,将不得不考虑电网出现故障造成区域 停电的状况。 根据目前浦东国际机场变电所设计全备用 的原则 ,航站楼、灯光站等重要的 10 kV变电所 内 1路电源失电、1台变压器或Ι段母线故障 ,将 不会影响机场的正常运行。当某个 10 kV变电 所完全故障或 2路电源全部失电时 ,通过柴油发 电机和 UPS的投运 ,将影响机场部分区域内 (如 一期工程中航站楼的 1 /10～1 /8区域 )次要设备 的供电。因此 ,通过合理调配 ,仍然可以保证机 场的运行。 同样 ,场区内 35 kV中心变电所内 1路电源 失电、1台变压器或 I段母线故障时 ,将不影响机 场的正常运行。当 2路电源失电、2台变压器故 障 ,下属 10 kV变电所需要减负运行。因此 ,需 要机场当局合理调整运行方案或通过柴油发电 机的投运 ,保证机场的正常运行。当 3路电源失 电或 35 kV中心变电所完全故障时 ,可能造成航 站楼的重要负荷必须依靠柴油发电机和 UPS供 电 ,而辅助设施必须停运。因此 ,在短时间内如 无法恢复供电 ,机场当局需制定应急预案 ,充分 利用浦东国际机场多航站楼 ( T1、T2航站楼及卫 星厅等 )和上海一市两场 (浦东、虹桥 )的优势 ,减 轻受影响区域的压力 ,并组织充足的柴油供应 , 保证不会造成重大影响。 3　中心变电所需布置于负荷中心并兼顾 供电的灵活性要求 　　浦东机场二期工程的中心变电所主要涉及 4#和 5#两座 35 kV变电所 ,中心变电所的选址是 变电所设计工作的一项重要组成部分。变电所 选址首先必须满足电力规划的要求 ,符合规划确 定的电力系统供电合理性。其次 ,要考虑变电所 尽可能布置于供电范围的负荷中心 ,以利于节省 配出电缆投资和运行节能。同时 ,变电所选址还 要考虑建设时施工的方便和运行时管理的便捷 , 并为配出电力通道的实施创造条件。 35 kV 4#中心变电所项目是浦东机场二期工 程第一批实施的工程之一。由于当时二期航站 楼方案尚未最终确定 ,先行设计建设的 35 kV 4# 中心变电所应能满足可能出现的变化。根据机 场供电规划 , 35 kV 4#中心变电所的服务范围是 机场东北部 ,包括二期飞行区、市政泵站、东工作 区南部航站配套区和中部的物流区、商务区等。 35 kV 4#中心变电所的选址在靠近负荷中心这一 原则问题上遇到了难题。由于当时 T2航站楼方 案的不确定性 ,使东工作区南侧预留二期航站楼 ·76· ·供配电 · 配套设施地块的负荷量一直无法明确。因此 , 35 kV 4#中心变电所的位置设置需要灵活 ,满足 可能的变化。根据当时具体的条件 , 确定将 35 kV 4#中心变电站设置在海天东五路南侧 ,远 航东路西侧。无论是东工作区南侧负荷量大 ,还 是中部负荷量大 ,均不会出现较大的不合理性 , 可较灵活地满足航站楼方案变化所带来的负荷 重心偏移要求和向东工作区中部送电的规划要 求。并且 ,当时海天东五路已形成 ,为变电所的 施工创造了有利条件 ,对后续规划影响也最小。 随着二期工程进一步深化 , T2航站楼及其能 源中心布置已明朗化。从目前已实施的工程格 局看 ,当时 35 kV 4#中心变电所的选址与这些后 续工程的供电要求是合拍的。 又如 ,根据机场规划 , 35 kV 5#中心变电所供 电范围为 T2航站楼、二期交通中心及远期 T3航 站楼。按总体规划布置 ,远期 T3航站楼位于 T2 航站楼的南侧 ,再向南为远期规划东西卫星厅候 机楼。由于 T3航站楼和东西卫星厅尚在规划阶 段 ,故存在一些不确定因素。同时 ,虽然东西卫 星厅按规划将由机场远期南区 35 kV中心变电 所供电 ,但目前机场南部的城市电网还很薄弱 , 机场内南部电网将受制于外围电网的建设 ,故存 在东西卫星厅建设时 ,需要有机场北部电源支援 供电的可能。因此 , 35 kV 5#中心变电所的选址 仍然应以紧靠负荷中心为依据 ,并满足灵活性要 求 ,适应可能的变化因素。 35 kV 5#中心变电所要求设置于二期航站楼 区域内。结合航站楼建筑总体布置 ,中心变电所 只能布置于航站区南北两端 ,有 3个选址方案。 方案一 :中心变电所布置于航站楼二期交通中心 南侧。方案二 :变电所布置于航站楼北侧 ,结合 航站楼景观墙一同设置。方案三 :变电所布置于 二期交通中心北侧 ,与车库合建。 按整个二期航站楼区域的布置 ,虽然靠南端 的方案一比靠北端的其他两个方案用地紧张 ,但 方案一最接近二期航站区地理位置中心 ,位于近 远期负荷的中间 ,并可南北兼顾 ,方案二、方案三 无该优势。同时 , T2航站楼北侧已紧邻东工作 区 ,故远期 T2航站楼北侧不会有较大变化。东 工作区即将建成的 35 kV 4#中心变电所完全可以 满足 T2航站楼以北区域的供电。故方案二、方 案三将不会在其供电负荷的中心 ,其供电方向只 有向南 (两站关系见图 1) ,将来 T3航站楼甚至 支援东西卫星厅的大量 10 kV电源电缆将穿越 T2航站楼 ,会出现电缆通道拥挤 ,供电距离长等 不合理因素。另外 ,方案二、方案三所处地点的 市政管线较为密集 ,不利于电缆通道建设 ,无论 是现有管线搬迁 ,还是新设管线改道均会增加建 设投资。 图 1　二期工程 35 kV变电所选址示意图 　　综合比较后 ,设计推荐了方案一。后来工程 具体实施也是按方案一确定的站址进行。 在机场二期工程后期建设中 ,机场南区的机 务维修区负荷发展较快 ,而南区外电网却一直空 白 ,需要北部变电所临时供电支援。所以 , 35 kV 5#中心变电所当时选址的战略南移 ,为后 期机务维修区在南部电源站未建设时的临时供 电创造了可能。 4　组建以中心变电所为主、开关站为辅的 配电模式 　　机场占地广 ,用电负荷具有其特有的布局特 ·86· ·供配电 · 点 :总体分散、局部集中 ,形成数个以航站楼、卫 星厅及能源中心为负荷中心所组成的负荷群落 , 这些负荷群落容量大、重要性高。因此 ,中心变 电所的设置均与这些负荷群落相匹配。随着机 场的发展 ,即负荷群落数量逐次增加 ,中心变电 所相应递增 ,达到“一次规划 ,分期建设 ,滚动发 展 ”的目的。因此 ,中心变电所的布局和数量按 照机场整体规划应是有序和明确的。 机场除了航站楼、卫星厅、能源中心等用电 大户外 ,尚有飞行区及许多配套辅助设施需供 电。飞行区占地广 ,负荷容量不大 ,而负荷重要 性最高 ,直接影响机场运作 ,其规划建设期明确。 其余辅助设施单个负荷容量小 ,但数量众多 ,分 散在陆侧各规划地块内 ,建设单位多 ,规划建设 期参差不齐 ,除机场直属各设施规划建设期明 确 ,其余具有不确定性。针对这一负荷特点 ,中 心变电所的供电需统筹考虑。 根据变电所设计规范和机场建设经验 ,中心 变电所一般均采用三主变方案 ,容量在 3 ×16～ 25 MVA, 10 kV系统采用六分段接线 ,共有 48个 左右的 10 kV出线仓位。市政道路下的电力排 管作为中心变电所的配套设施 ,排管孔数的设置 与仓位数匹配 ,并预留一定裕量 ,用于地块间联 络和发展。所以 ,机场电网的资源直接反映在出 线仓位数和电力通道数上。从机场供电系统的 结构和服务范围上看 ,中心变电所的主变压器容 量与出线仓位供出容量应匹配 ,避免因每个出线 容量过小使主变容量无法全部供出 ,造成仓位资 源、排管资源浪费的情况出现。根据机场负荷特 点 ,航站设施、飞行保障设施等负荷性质相对重 要、建设期明确 ,均要求以放射式配电方式供电。 其余众多机场辅助设施中负荷性质相对较低建 设期又不明确的负荷 ,若直接由中心变电所以放 射供电 ,会造成上述仓位紧缺并使容量不匹配的 局面出现 ,故需要采用建设开关站增扩出线仓位 和环网供电等方案解决。一般考虑如道路照明 类负荷采用环网供电 ,在待开发的地块分区域设 置开关站 ,开关站由中心变电所 2～3回馈出供 电 ,开关站出线仓位和容量与对应地块中的负荷 设施匹配。 建设开关站的另一个好处是使供电系统变 得灵活。中心变电所的建设是有序和明确的 ,只 有待大容量负荷群落建设时才会启动建设中心 变电所。局部小负荷的提前建设 ,通过开关站由 机场现有电网先期供电 ,远期附近中心变电所建 设时再切换至就近电源站。 当然 ,开关站是需要投资的 ,不是越多越好 , 其建设应根据规划参照服务范围、负荷性质、通 道资源、负荷容量与建设发展情况确定 ,做到经 济合理。 5　机场电力监控系统的建立与扩展 浦东国际机场二期工程供配电工程主要包 括 35 kV 4# /5#中心变电所、T2航站楼、能源中 心、交通中心 10 kV等变配电所。加上一期工程 已建变电所和远期规划变电所 ,将来机场全部建 成后约有 8个 35 kV变电所、100多个 10 kV变 电所或开关站。这些重要变配电所属用户站性 质 ,由机场自行管理。 变电所、开关站按服务性质分布在机场各个 功能区内 ,其中相当一部分为无人值守或要求发 展为无人值守型 ,各站之间距离远 ,甚至有禁区 相隔。这种网络分散格局给电力系统运营管理 带来难度 ,尤其对突发事故的处理及时性方面提 出了更高的要求。为确保供配电系统万无一失 , 完善管理、调度 ,有必要建立一个完整的、具有技 术先进、经济合理和适合机场特点的机场变电所 电力监控系统。 机场电力监控系统的建设可以很好地实现 对重要变配电所的供电设备运行状况进行远程 集中监测 ,对信息数据进行集中处理、显示、报 警、打印和存储 ,便于运行人员实时掌握在网设 备的工作情况。一旦电力系统出现供电失常或 发生故障 ,运行人员可以在第一时间了解这些重 要站的在线实况 ,作出及时和准确的判断 ,启动 应急预案 ,以利于控制事态扩大和事故的处理分 析 ,缩短失电用户的恢复时间 ,提高系统供电的 可靠性。从电力系统运营管理角度看 ,也为管理 机构进行资源优化配置创造了条件 ,大幅提高了 工作效率。 二期工程在 4#中心变电所 2层设置了机场 电力监控中心 ,网络示意图如图 2所示。设计中 充分考虑系统的安全可靠性、完整性、先进性和 合理性 ,全面考虑 ,面向未来。机场电力监控中 ·96· ·供配电 · 心不仅用于管理调度已建的 35 kV中心变电所、 10 kV开关站、重要的终端 10 kV变配电所 ,并且 为规划后续建设对机场运营至关重要的各类配 变电所的接入预留了接口。 图 2　机场电力监控网络示意图 　　根据机场具体特点 ,机场电力监控中心重点 在于监测 ,所以变电所的控制以就地控制为主 , 电力监控中心主要功能为监视和管理 ,即遥测、 遥信的运行模式。考虑今后发展 ,预留遥控、遥 调的功能。 6　结 　语 机场供配电系统有其特殊性 ,因此 ,抓住机 场特点做好前期规划设计相当重要。浦东机场 二期供配电工程总体规划设计与二期各阶段建 设发展进程是相互协调的 ,较好满足了浦东机场 二期扩建对电力建设的需求。 [ 1] 　GB 50052—1995　供配电系统设计规范 [ S]. 收稿日期 : 2010 - 01 - 12 D esign and Plann ing of Second2Pha se Project of Pudong A irport Power Supply and D istr ibution L IU Chengbo ( ShanghaiMunicipal Engineering Design Institute, Shanghai 200092, China) 　　Abstract: Combined with the power supp ly and distribution characteristics of Pudong A irport, the voltage classifi2 cation, power supp ly safety analysis, address chose of center substation, system power distribution mode and set up of e2 lectric monitoring in power supp ly and distribution system were discussed. Some thoughts and ways of the second2phase p roject of Pudong A irport power supp ly and distribution in the stage of p lanning and design were introduced in detail. The important meaning that a reasonable and correct p lanning to a specific engineering construction was exp licit. Key words: a irport; power supply and d istr ibution system; cen tra l substa tion ·07·