中国民航机场建设集团有限公司华北分公司 北京市 100621
摘要：面对日益严峻的能源短缺和环保形势，越来越多的工程建设渗透了绿色节能理念，机场航站楼也是如此，通过计算用电负荷、变配电选址、调整信息设备配电、改进照明系统、优化空调系统等措施进一步提高航站楼供配电系统的节能效果，减少资源浪费现象。
关键词：机场航站楼；供配电系统；节能设计
1机场航站楼供配电节能的意义
根据国家规划，在未来的一段时间内我国的机场数量会逐步增加，这样一来用电需求也随之提高，尤其是航站楼这一重要建筑，不仅涉及较多的一级负荷和重要负荷，而且用电场所多、设备多，所以在保证可靠供电的前提下还需要大量的电能支持，如果供配电设计存在缺陷或者不合理之处，势必会造成不必要的用电，增大机场的运营成本，加之电力供需趋于紧张和能源日益短缺的迫切形势，无不提倡节能降耗，而供配电系统设计作为节能的主要途径，理所应当积极渗透节能理念，在满足建筑和设备功能要求的基础上充分发挥节能效果，以此提高用电效率，减少电能浪费，达到节能环保的目的。概括的说，在机场航站楼供配电系统中开展节能设计，既是出于对自身健康发展的考虑，也是大势所趋，顺应时代发展的必然选择。
2机场航站楼供配电系统节能措施
2.1某机场航站楼概况
已知该机场航站楼分为地上3层和地下1层，高度约为20.0m，总建筑面积在57500m2左右，其中地上0层、1层和2层的主要功能分别是公共大厅、旅行大厅、行李提取、国内出发大厅等，公共大厅、国内出发安检登机、国际出发大厅、商店等，以及观光露台、休息室、美食广场、国际到达区等。此外还增设了一个冷冻站和应急电站。
2.2优化变配电选址和配电路径
考虑到该机场的地位和作用比较重要，故为保证可靠供电，确定由两个区域的变电站均为其提供1路高压电源（22kV），不仅针对比较分散的重要负荷选用了基于柴油发电机组的应急电源，并出于安全的考虑为有关的用电设备均作了应急电源准备，并假设高压电源均断电时其启动时间低于10s，毕竟供配电节能的前提是满足基本的用电需求。同时鉴于该航站楼、应急电站、冷冻站的用电容量分别为4.95MVA、84.9kVA、2.24MVA，且该地区的雨季为每年的1-3月，不仅雨多量大还炎热潮湿，而且故为安全起见，决定在冷冻站和应急电站均设1处高压和低压配电室，在航站楼地上1层的横向两侧设置2处变配电室，为便于电源进线和设备运输，并使其靠外墙设置，以此减少线路长度和线路损耗，而变压器选用的是节能低耗无污染的2MVASCB10型干式变压器，通过使其长期工作负载率低于50%，最大限度的降低其有功功率损耗。在配电线路采用的是环形配电形式，在2路高压电源同时工作的过程中互为备用开环运行，既可以大大减少高压电缆用量和线路损耗，还有助于缩短停电时间。
2.3无功补偿和谐波治理措施
2.3.1无功补偿
航站楼电气设备种类较多，当采取提高自然功率因数措施后仍达不到要求时，应进行无功补偿。一般在航站楼配电变压器低压侧集中补偿，补偿后功率因数不应低于0.9。对容量较大、负载稳定且经常使用的用电设备一般采用单独就地补偿。当配电系统谐波较严重时，无功功率补偿应考虑谐波的影响。
2.3.2谐波治理
航站楼作为现代交通枢纽的核心建筑，对供电质量的要求较一般办公建筑要高得多。而航站楼有数量较多的非线性负荷，如离港航班管理与显示设备、400Hz中频电源、UPS电源、电机调速与传动设备、计算机、电视机、通信设备和照明灯具等，产生严重的谐波污染。这些谐波源不但对供电质量造成影响，而且会造成较大的电能损耗，甚至导致设备故障或损坏。因此，需要进行有效的谐波治理。
谐波治理通常采用设置无源滤波装置、有源滤波装置、无源有源复合滤波装置和静止无功补偿装置等方法。机场航站楼由于具有较多的400Hz中频电源、UPS、计算机和电视机等设备，高次谐波的种类较多，较为复杂，因此可设置有源滤波装置来进行谐波治理。
2.4照明系统节能
经统计，航站楼内照明设备的能耗可占到整个建筑用电的20%～30%，因此，需要采取切实可行的照明节能措施。航站楼照明系统设计应在满足照明质量的前提下，最大限度地利用自然光，减少光能损失，并采取合理的控制措施。航站楼属于大型公共建筑，照明灯具较多，能耗较高，管理和维护工作量大，宜采用智能照明控制系统。根据不同的环境设置不同的照明控制方式，在满足照明功能和舒适度的前提下，尽可能地减少照明灯具开启的数量，缩短开启的时间，实现节能。照明节能设计应遵循以下原则：公共照明应采取分区控制、集中控制或自动控制等措施，尽可能采用直接型开启式或带格栅的灯具，可大大提高灯具效率。在满足灯具最低允许安装高度及美观要求的前提下，应尽可能降低灯具的安装高度。对于大空间区域，如出发大厅、到达厅和候机厅等，在高处采用一般照明方式。对于有高度要求的空间，可设置局部照明进行照度补充。按分区控制的照明系统可与航班信息联动，当夜间有飞机到达的时候，打开到达大厅和行李提取大厅的灯光；当夜间没有航班的时候只开启基本照明（一般按照开启1/4的照明灯具设置）。白天采光好的地方不用开灯。设计回路应尽量细分，避免开大片照明灯具的开灯方式。
2.5在低压配电利用太阳能发电
一般情况下，低压配电系统应满足供电可靠、电能优良、接线安全、便于检修、简单灵活的要求，并尽量减少变压器二侧与用电设备之间的配电级数。但航站楼单层面积大、用电设备多而分散，若采用放射式配电方式会增加回路造成电能浪费，还会增大电缆的横截面积，故一方面增设以及配电柜于低压配电柜与末端配电箱之间，配以单母线分段中间结合使用联络开关，另一方面则利用太阳能清洁、无污染、可再生的特点，基于太阳能光伏发电技术将其转化为电能，具体而言是就是44块半透明的太阳能光伏板设于航站楼的每个入口通道上方，在转换太阳能为直流电后经逆变器处理变为交流电，如此一来，6个通道便可获得60kVA的电能，然后将其并入低压配电网，起到节能的效果。
2.6选用先进的节能降耗技术
（1）针对变压器侧，通过增设电容补偿装置，使其随着电网功率因数的变化进行自动化的无功补偿，以此改善配电功率因数，减少变压器电压损失、铜损以及线路损耗。面对航站楼中计算机、照明灯具、中频电源、通信设备等严重的谐波污染现象，还安装了有源滤波器，以此滤除电网谐波，减少电能损耗。（2）针对空调系统的季节性负荷，在冷却法单设了变压器进行供电，这样的话可在不需要时关闭空调系统，而对于航站楼的中央空调机组，可将远程操作的断路器设于低压配电柜回路上，经BMS系统控制开断启停中央空调机组，并为风机盘管增设温度控制器，以便根据室内温度使其实现自动启停，避免电能浪费。（3）充分发挥BMS系统的优势，基于预先设定的程序优化管理电力、空调、照明等用电设备，从而达到节能降耗的目的。
结论
航站楼是机场的重要用电单位，在供配电系统设计时采取节能措施，同时采取能实现节能控制的管理措施，将会产生较大的节能效果，这是建设资源节约型社会的需要，也是建设绿色机场的需要。
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