机场航站楼智能配电系统一体化设计

2021-11-21裴雷

智能建筑电气技术 2021年4期

裴雷

(北京市建筑设计研究院有限公司，北京 100045)

1 项目概况

案例项目为长春龙嘉国际机场二期扩建工程T2 航站楼，位于吉林省长春市，建成后为年旅客吞吐量1 100 万人次国内航站楼。总建筑面积128 111m2，其中地上建筑面积118 154m2，地下建筑面积9 957m2。 T2 航站楼建筑平面呈“人”字型布置，分为主楼和三个指廊组成，T2 与T1 中间通过连廊连接。功能为纯国内楼，主要包括国内进出港和中转。建筑采用两层半式的布局方式。首层主要功能是国内行李提取大厅、迎客大厅、VIP 设施、国内远机位出发候机厅、到达厅，以及行李机房、机电用房、办公、货运、站坪机务用房等后勤保障用房等；二层(出港层)主要功能是国内的值机办票、国内安检、候机；夹层(到港层)主要功能是国内的到港通道，以及中转设施；地下一层换乘通道、设备、电气管廊。

2 供配电系统方案

项目由机场中心变电站引入2 组共4 路10kV 双重电源，每组10kV 双重电源各承担2 座变配电室电源。根据供电半径及功能区域划分在东、南、西指廊区及主楼区，分别设置一个10/0.4kV 变配电室(位于南指廊区为1＃变配电室、位于西指廊区为2＃变配电室、位于中心区为3＃变配电室、位于东指廊区为4＃变配电室)。项目10/0.4kV 变压器共8 台，总装机容量为20 000kVA，详见表1。设置2 间柴油发电机房作为每组电源的备用电源，承担消防及边防、海关的安全检查设备，航班信息显示及时钟系统，航站楼中不允许中断供电的重要场所用电负荷，柴油发电机房设置及服务区域如表2，主要机房平面示意图见如1。

变电室设置情况表1

柴油发电机房设置情况表2

图1 主要机房平面示意图

3 智能配电系统架构

航站楼建筑具有体量大、功能复杂、对运营供电可靠性要求高等特点。在本项目中，具体包括:(1)建筑体量大，且夹层和二层仅为局部楼层，楼层配电间设置数量将近40 间，各配电间内配电箱电源基本均为由变电室放射式供电的形式，配电干线和配电箱数量众多；(2)功能复杂，航站楼建筑集交通、商业、餐饮为一体，人员密集、流线复杂、运营单位多；(3)电源种类多，根据运营界面切分需求，可细分为:公共区域电源(公共区域照明、广告照明、标识照明等)、商业租户电源、工艺电源(登机桥、航班信息、显示及时钟、行李系统、塔台、值机岛等)、办公电源(运营部门、海关安检)、配套电源(配套风机、水泵、空调电源，消防设施电源，安保电源，信息机房电源，步道电梯、融雪系统等)；(4)运营供电可靠性要求高。航站楼属于人员密集场所，人员密度大、流动性强，每日运营持续时间长且全年无休，对供配电系统持续供电可靠性要求高，故物业运维对电力监控系统的监控、维护要求极为严苛。

针对以上航站楼建筑特点，项目供配电系统以物联网技术、大数据积累等数字化手段为重点，在变配电室中、低柜及终端应用智能配电技术。智能配电系统架构方案将项目供配电系统分为现场设备层、网络通讯层、本地控制层和云端应用层。

(1)现场设备层:由带智能控制单元的断路器、多功能通信仪表、以及智能终端配电产品等构成；(2)网络通讯层包含支持特定架构的通讯处理设备，数据通讯网关实现干接点、现场总线协议、内部通信协议到工业以太网协议的转换，改变传统方式实现了强、弱电一体化，其丰富的低层设备信息为后台管理系统的多种应用提供可靠、便捷的接口；(3)本地控制层包括实现监测运维功能需要提供的监控系统软件、监控管理服务器、操作员工作站、网络时钟源等设备；(4)云端应用层应包含某品牌远程运维平台，以互联网＋低压配电系统的一种典型应用，通过就地部署的智能电柜服务器及云端的数字化软件平台，搭配移动终端(手机/PAD 等)APP实现线上＋线下的互动式运维管理，打造绿色运维体系。

该远程设备运维管理平台是一个配电设备和关键电力资产的托管服务管理平台，实现最终用户、盘厂以及配电系统服务公司可以使用统一的管理平台对其主要配电设备和关键电力资产进行运行管理和维护。包括对信息可视化处理，贴合配电系统维护服务的业务流程，降低运营成本的同时，便捷运程操作。另外，配合移动端(手机/PAD 等)APP 派单，维护人员可对故障进行实时响应和排查，并在系统中做详细的图文记录，用户亦可根据需要导出各种报告文件作为备案或作为交付业主的验收文件。本方案适用于航站楼具有分布式特点的建筑，可以帮助物业节省大量人力、系统运营管理成本。项目智能配电系统架构详见图2。

图2 航站楼智能配电系统架构图

4 智能配电系统方案

项目具体实施情况为在所有变配电室、柴油发电机房中、低压配电柜上、各层配电间内配电箱主进断路器采用具备通讯功能的断路器，系统通过通信总线可读取断路器动作、故障脱扣前测量的电流、电压、频率等电参量，实现故障分析和追溯。各变电室中低压柜、柴油发电机房配电柜、各层配电间内配电箱主进断路器均通过网络线接入物业运营值班室内智能配电系统远程设备运维管理平台。

本地层控制层监控系统具备数字化智能配电综合管理功能，支持软件任务(通讯采集、报警、历史存储)工作模式分布式部署，系统IO 通讯任务可灵活拆分成多个主程序进程，按照不同的设备接入连接主IO 服务，确保各个通讯进程独立可靠。系统还提供了全面的监测管理功能界面，提供包括实时的配电系统运行单线图、报警和历史存储、趋势和曲线，以及支持按照项目的实际管理需求，进行客户需求管理界面进行定制；应考虑将关键的监测设备全部接入系统，完成对配电系统内的中低压开关、关键断路器、多功能电表、应急电源全部的数据进行采集。

此外，系统包括电能管理系统和监测运维单位。电能管理系统具备谐波监测和波形捕捉，提供谐波的分项监测，以及电能质量的波形捕捉，可根据捕捉的谐波分量或者波形事件，提供CIBIM 曲线，以供评判电能质量对负载的影响。监测运维单元可提供全配电室内设备的运行监测管理，并定期生成配电室的运行日志(日志数据保存时间不低于2 个月)；可显示航站楼供配电系统的配电单线图、配电柜布置图，并根据相关的图纸提供详实的数据显示功能。应提供达成对断路器设备的设定参数的分析，按照设定的参数，进行断路器的上下游开关保护的校验检查分析界面，供运维人员进行判定，具有断路器老化分析管理，电力监控系统可选低压断路器老化分析功能，在配置智能断路器的回路进行电气老化、机械老化分析，相关的老化分析功能需充分考虑产品工艺、材质、设备运行温度、运行时间、分合闸次数的相关信息综合评估。

在云端应用层运维管理平台中，能够提供对现场运行参数的显示，按照用户管理需求，将采集的数据进行分门别类的数据展示、存储，数据仅在手机端进行展示，而不做存储，确保数据安全。变配电室、各楼层配电间内配电箱的信息能够通过管理员进行手动录入资产信息，应能通过预制的地图进行站点位置导航，通过地图定位变配电室、各楼层配电间内配电箱，相关信息能够通过管理员进行手动录入资产信息，通过手机APP 确认和记录报警信息。