浦东国际机场供电方式分析.doc

浦东国际机场供电方式分析2002年第3期上海电力25浦东国际机场供电方式分析上海市电力公司浦东供电分公司(200122)张涌浦东国际机场(以下简称:机场)于1997年lO月l5日正式开工建设,至l999年9月l6日一期工程竣工首航,仅用了两年时间,创造了中国航空港建设的新纪录.机场一期开发面积约12km.,建设并投运一座航站楼(楼内建筑15万m,站坪38万m,停机位34个),一条跑道(4000mx60m),东航基地,上航基地及其它配套设施,总投资约133.75亿元.机场远景规划最终开发规模约为40km.,共投运4座航站楼,4条跑道,其详规正在编制之中.自虹桥国际机场着手改造以来,浦东机场已承运大部分国际,国内航线,在上海的民航业中,日益担负起重要的作用.l供配电系统简介1.1供配电电压等级根据机场公司委托上海市政工程设计院所作的供配电专业规划,机场的最高总用电负荷预计一期为8.79万kW,二期为l1.3l万kW.确定为:220kV,35kV,10kV,380/220V.1.2各类变,配电站配置为满足机场的用电需求,在一期工程中规划配置各类变,配电站如下(见图1).(1)220kV变电站1座(电业站),已投运;(2)35kV变电站3座(电业站1座,用户站2座),已投运;(3)10kV各类用户配电站91座,已投运80座.1.3全电缆化鉴于机场的飞行安全考虑以及自身的景观要求,除临时,施工用电之外,整个机场的供配电网络(35kV及以下系统)实施全电缆化.1.4220kV变电站机场220kV变电站位于机场镇内的航城路,施湾路口,主变容量为2x12万kVA(最终规模为3l8万kVA),于1998年9月投运,主供机场,航空产业城,动拆迁居民安置小区及其周边地区的用电.经与电业协商,机场相应的供配电电压等级机场220kV变电站是枢纽站,其电源来自一一一一一+一+一一+一+一一一一一一一一一一一+一一一一一电量的半壁江山.3浦东发展是推动售电量增长的动因根据浦东新区国民经济和社会发展第十个五年计划纲要(草案),今后几年,浦东新区将围绕深入推进”五项发展计划”(中心城区,高科技产业带,滨江临海,小城镇和文化设施)和”五大战略目标”(科技领先,体制创新,双向开放,可持续发展,城乡一体发展)而进行的重大工程投资项目,以”三港”(深水港,航空港,信息港),”三网”(越江交通网,轨道交通网,高速公路网),”三能”(电力,燃气,集中供热)为核心的城市基础设施建设,以及黄浦江两岸的重新规划定位,”一城九镇”,磁悬浮,世博会等重大建设工程的浦东部分,都已经全面展开,其投资力度,涵盖面为历年之最,必将有力带动浦东的开发建设再上一个新的台阶.另外,以”宏力”,”中芯国际”为旗帜的一大批微电子生产企业的即将投产,以”环球金融中心”为代表的高级商务楼群的相继开兴建,方兴未艾的房地产业和大量浦西居民的东迁,都是推动浦东新区售电量增长的有效动因.4结论(1)浦东供电分公司将在2004或2005年成为全国首个售电量超百亿kWh的供电所.(2)未来几年浦东新区售电量的主要增长点将集中在以下方面.从行业角度分析:第三产业电量和居民生活电量.从用户角度分析:大量用户电量.从地理分块角度分析:中部地块电量.(3)电业应未雨绸缪,切实做好应对可能出现的新情况和新问题的准备,以保证售电量能够持续,稳定,快速地增长,更好地为用户服务.(作者系规划二程师.收稿日期:200203一l6)26上海电力2002年第3期.l”?:L-_l_:/rif1:,L一图1浦东国际机场220kV及35kV系统主接线意图唐镇220kV变电站的”镇机21j8”,”镇机2159”及康桥220kV变电站的”康机2160”,并以”机汇2161”向南汇220kV变电站送出电源.机场220kV变电站的主接线:一次侧为双母单分段,二次侧为单母六分段.其3jkVG1S(SF)为德国SIEMENS产品.1.535kV变电站机场一期工程规划建设的3座35kV变电站,现已全部投运,分别为航飞,航翔和航空站.其中:航飞,航翔站为用户站,航空站为电业站.航飞站位于机场东侧,主供航站楼,飞行区等.航翔站位于机场中部,主供雨污水泵站,供热供冷中心站及照明等.航空站位于机场西北部,主供机场后勤保障,航空公司基地,综合发展用地及油库等.但是,各变电站的供电区域也不是绝对的,个别地方存在相互交叉供电的情况.1.5.1航飞站,航翔站(用户站)航飞站和航翔站的主变装接容量两者均为31.6万kVA(已是最终规模),两站均有两路电源来自机场220kV变电站,两站的第3路电源共用唐镇220kV变电站的”镇航913”.两站的电气布置基本相同:主接线一次侧为线路变压器组,二次侧为单母六分段,10kV分段设自切:35kV主变为油浸式带自动调压,上海变压器厂产品;35kVGIS(真空断流,SF绝缘)为德国AEG产品;10kV真空开关柜为美国WestenHouse公司产品:继电保护为微机保护;直流电源为微机控制.另外,由于机场在规划时考虑小发电系统(目前暂未并网),因此,其10kV侧留有备用电源线.1.5.2航空站(电业站)航空站的主变装接容量为22.0万kV人(最终规模为32.0万kVA),其两路电源均来自机场220kV变电站.航空站的主接线一次侧为线路变压器组,二次侧为单母四分段;目前,已投运两台主变,三段母线;35kV主变带MR调压装置,为宁波变压器厂产品;35kVSF开关为苏州阿尔斯通产品;10kV真空开关柜为上海SIEMENS产品;继电保护为微机保护.1.610kV配网由于机场内的3jkV变电站的属性不同,故此10kV配网也相应分为两部分.1.6.1机场(用户)管理的10kV配网航飞站,航翔站下属10kV配网,共有10kV配电站80个.除极个别由用户自行管理之外,绝大多数都由机场公司公开招标后委托中标单位进行运行管理.该系统规划总体为放射状网络,另有少量的开关站和环网站.其中:l0kV终端站数量最多;10kV开关站多设置在负荷密集区,以节约通道及仓位;10kV环网站主要为道路,高架路灯照明箱变.1.6.2电业管理的10kV配网航空站及其下属10kV配网作为电业系统,由电业管理.系统规划全部为专线及环网供电.2供电可靠性分析2.1220kV机场220kV变电站现有两台主变,3路进线电源分别为:唐镇220kV变电站的”镇机2158”(正母),”镇机2159”(副母)及康桥220kV变电站的”康机2160”.其主接线为:一次侧为双母单分段,二次侧为单母六分段.当机场站失去1路,甚至两路电源,或220kV母线中的一段发生故障或检修时.可通过正母一段,副母一段间的分段开关,正母二段,副母二段间的分段开关及正母母联开关的操作,保证两台主变不失电.当发生极端情况,3路进线电源全部失去时,由于220kV系统为环网运行.还可由南汇220kV变电站的”机汇2161”倒送电,通过上述操作.保证两台主变不失电2002年第3期上海电力27当机场站两台主变中的1台发生故障或检修时,可通过35kV侧母线间分段开关的自切,保证35kV侧母线不失电.近阶段,由于主变处于轻载状态,可保证负荷的全备用.当机场站35kV母线中的一段发生故障或检修时,该母线上的35kV出线将失电.只有借助下级10kV系统操作,保证最终负荷不失电.2.235kV系统2.2.1航飞站,航翔站(用户站)航飞站的三路电源分别为:机场220kV变电站35kV侧二段母线的”机飞4057”(送3号主变),五段母线的”机飞4073”(送1号主变),第三路电源与航翔站共用”镇航913”(送2号主变).航翔站的三路电源分别为:机场220kV变电站35kV侧一段母线的”机翔4053”(送3号主变),四段母线的”机翔4068”(送1号主变),第三路电源与航飞站共用”镇航913”(送2号主变).航飞,航翔两站共6台主变,由5路35kV进线供电,其中”镇航913”来自唐镇220kV变电站,在机场220kV变电站门前(航城路,施湾路口)入地改为电缆,分两路送航飞,航翔站.因此,相对单个35kV变电站来说,都是3号独立电源.两站的主接线均为:一次侧线路变压器组,二次侧单母六分段(每台主变带两段10kV母线).当失去1路电源,1台主变停电或检修时,通过10kV母线分段开关自切,使正常运行的两台主变每台带三段10kV母线,保护10kV负荷不失电.当失去两路电源,或1台主变停电检修之时又失去1路电源,通过10kV母线分段开关的自切.可使唯一正常运行的1台主变带全部六段10kV母线,但仅能保证重要负荷不失电,而4050的非重要负荷需卸载.由于主变的10kV侧无开关.当10kV母线中的一段发生故障或检修时,该段母线及同一主变带的另一段母线将失电.只有借助下级10kV配电站内的操作,保证最终负荷不失电.另外,由于设计的原因.两站3kV主变的二次侧均未配置10kV开关.当失去两路电源,实施”N一2”时,10kV侧送电会导致停运主变带电.存在安全隐患.2.2.2航空站(电业站)航空站的两路电源分别为:机场220kV变电站35kV侧一段母线的”机空4054”(送2号主变),四段母线的”机空4069”(送1号主变).航空站的主接线为:一次侧为线路变压器组,二次侧为单母四分段.目前投运两台主变,三段母线(1号主变带一段,2号主变带二,三段).当失去1路电源,1台主变停电或检修时,通过10kV一/二分段开关的自切,使正常运行的1台主变带三段10kV母线,保证10kV负荷不失电.当10kV母线中的一段发生故障或检修时,该母线上的10kV出线将失电.只有借助下级10kV站内的操作,保证最终负荷不失电.2.2l0kV及低压系统2.3.1机场(用户)管理的10kV及低压配网由于该配网总体规划为放射状接线,由1座35kV变电站向某一区域集中供电,因此其10kV用户的可靠性在规划上已有欠缺.该系统规划10kV线路总计约1O0回,10kV配电站大致可分为终端站,开关站和环网站3种类型.(1)10kV终端站多为二进二主变,一次侧单母分段接线,手动母联,低压侧单母分段接线,自动母联,两路电源互为备用.10kV配变多为顺德变压器厂出品的带温控干式变.其低压系统的重要用户设自切,非重要用户不设自切.当失去1路电源时,正常运行主变启用强制风冷,负载率可达133,以保证站内大部分负荷的供电.但由于其设计为停电翻电,故此低压用户恢复供电所需操作时间较长.一些重要用户(如:航站楼等),还在低压侧装设UPS及柴油发电机组.当失去1路电源时,柴油发电机在15S内自动启动,保障全部重要负荷的用电.其主要问题为:大部分站的两路10kV电源多来自同一35kV站的不同段母线,可靠性欠佳.部分站的实际装接容量比设计容量调高(个别配变及许多10kV电缆的负载率从设计的40上升至80),以至于当1台主变,电缆检修时,另1台主变,电缆无法负担1609/6的负载率,只能靠卸载来维持一些重要负荷.配电站的权属较为混乱.给配网的运行,28上海电力2002年第3期维护,业扩,改造等工作带来诸多问题.(2)10kV开关站多为二进六出,一次侧单母分段接线,设分段开关,无自切.当失去一路电源时,继电保护整定至下级用户跳开关;因此,需运行人员进行停电翻电.对用户来说,停电时间相对较长,可靠性较差.(3)10.kV环网站主要为道路,高架路灯照明箱变,其两路电源分别来自同一35kV站的不同段母线,该母线段按”N+3”原则配置.即使该主站失去两路电源时,环网用户仍旧可保证不失电,因此其可靠性尚可.若使其两路电源分别来自不同变电站,则效果更佳,可认为完全可靠.2.3.2电业管理的10kV及低压配网该系统规划全部为专线及环网供电,现已投运2户专线和4组环网(个别环网尚未全部到位),其供电可靠性较好.2.4线路通道由于机场总体规划及内,外道路布置的局限性,整个机场的电力走廊存在着一个明显的缺陷:电缆线路走向相对集中.无论是机场的35kV电缆线,还是机场内部10kV用户的电缆进线,大都集中于几条主走廊.例如:由于机场220kV变电站位于机场西侧,其送入机场的3jkV电缆线向东”一边倒”,全部集中在机场大道和镇北路;再加之机场工作区地形狭长,不规则,机场内部的35kV及10kV线路大多集中于机场大道,海天五路,安航路及迎航路等几条主干道路.一旦这些道路或道路下的电力电缆排管发生异常情况,很可能导致机场内某一区域供电的混乱,甚至瘫痪,而且在短时间内无法恢复.这将对用户的可靠性造成极大的破坏.2.5小结鉴于种种客观原因的限制,使得机场的供电可靠性显得差强人意,尤其囿于机场区域内配电网管理体制的限制,电业配网与用户配网之间泾渭分明,互不相干,造成一些用户(如:雷达站,综合仓库等)不能就近实现两路10kV进线电源分别来自两个不同变电站以提高可靠性的局面电业经分析比较认为:机场管理的10kV配网也应改为以环网及专线供电为主,提高整个10kV系统的可靠性.3经济性分析3.1电力管线考虑到机场对飞行安全的要求,由架空线进线的机场220kV变电站位于机场西侧约2km处.因此,机场站供机场内部的3kV电缆出线的送电距离都较长,并且存在迂回供电现象.经测算:航