某五星級(jí)酒店供配電設(shè)計(jì)

烏江津/ 黃朝暉 / 肖 棟

(1.大連市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司， 遼寧 大連 116021； 2.重慶市設(shè)計(jì)院， 重慶 400015)

1 引言

根據(jù)酒店內(nèi)功能區(qū)域及設(shè)計(jì)、招標(biāo)、施工的先后順序，五星級(jí)酒店的供配電設(shè)計(jì)可以劃分為一次設(shè)計(jì)和二次設(shè)計(jì)。其中，一次設(shè)計(jì)范圍為：高低壓配電室、主要設(shè)備機(jī)房、各樓層強(qiáng)電豎井等配電設(shè)計(jì)；二次設(shè)計(jì)的范圍為：精裝修公共區(qū)、客房區(qū)、后勤區(qū)域的配電設(shè)計(jì)。現(xiàn)以筆者參與設(shè)計(jì)和駐場(chǎng)服務(wù)的某五星級(jí)酒店項(xiàng)目為例，介紹酒店的供配電設(shè)計(jì)及注意問(wèn)題。

該酒店項(xiàng)目總建筑面積約4.7萬(wàn)m2,地上建筑面積約4萬(wàn)m2，地下建筑面積約0.7萬(wàn)m2，建筑高度約98m。酒店地下兩層,地上裙房為四層及設(shè)備夾層,塔樓為16層。地下2層為制冷機(jī)房、換熱站、水泵房、洗衣機(jī)房、風(fēng)機(jī)房、辦公室及倉(cāng)庫(kù)等；地下1層為變配電室、柴發(fā)機(jī)房、IT機(jī)房、空調(diào)機(jī)房、員工廚房、餐廳及辦公室等；首層為酒店大堂、大堂吧、全日制餐廳、消防控制室及辦公室等；2層為中餐廳、特色餐廳及餐飲包房等；3層為宴會(huì)廳和會(huì)議室；4層為游泳池、健身房及機(jī)電設(shè)備夾層；5～20層為普通客房,其中16層包含行政酒廊,17層包含總統(tǒng)套房；屋頂為消防水箱間和設(shè)備機(jī)房等。

2 酒店負(fù)荷等級(jí)劃分及負(fù)荷計(jì)算

2.1 酒店負(fù)荷等級(jí)的確定

根據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50052-2009)和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50045-1995)(2005年版)第3.0.1條，可確定該建筑內(nèi)的用電負(fù)荷分級(jí)如下。

酒店內(nèi)的消防設(shè)備用電、鍋爐房、水泵房、換熱站、普通客梯、防凍電加熱設(shè)備、廚房冷庫(kù)、事故排風(fēng)機(jī)、人員密集的主要通道照明、總統(tǒng)套、行政酒廊、殘疾人客房等為一級(jí)負(fù)荷，其中電話及網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、安防與消防控制中心、衛(wèi)星電視機(jī)房為一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷。貨梯及自動(dòng)扶梯電源，經(jīng)營(yíng)用冷凍、冷藏系統(tǒng)電源，空調(diào)系統(tǒng)為二級(jí)負(fù)荷。

2.2 酒店用電負(fù)荷估算

在電氣方案設(shè)計(jì)階段，精裝設(shè)計(jì)、廚房設(shè)計(jì)、燈光設(shè)計(jì)尚未參與到項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，因此采用單位面積功率法和單位指標(biāo)法估算負(fù)荷。酒店各區(qū)域的用電負(fù)荷可參考表1中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值估算。

表1 酒店常用負(fù)荷單位功率指標(biāo)

在方案設(shè)計(jì)階段，變壓器容量可按110VA/m2估算，正常工作時(shí)的負(fù)載率約為80%。

2.3 負(fù)荷計(jì)算

在酒店電氣一次設(shè)計(jì)的施工圖設(shè)計(jì)階段，各設(shè)備機(jī)房的用電負(fù)荷已基本確定，但精裝區(qū)設(shè)計(jì)、后勤廚房設(shè)計(jì)尚未完成，因此采用需要系數(shù)法與單位面積功率法相結(jié)合的方法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。

對(duì)已明確的機(jī)房?jī)?nèi)負(fù)荷，采用《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第三版)中表1-2和表1-3中的需要系數(shù)、功率因數(shù)進(jìn)行計(jì)算；對(duì)精裝區(qū)、后勤區(qū)未明確的負(fù)荷仍需要用表1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行估算。

經(jīng)計(jì)算，本酒店內(nèi)的照明總用電負(fù)荷約為2 100kVA,動(dòng)力負(fù)荷約為2 200kVA，據(jù)此選用4臺(tái)1 250kVA的干式變壓器，照明負(fù)荷與動(dòng)力負(fù)荷各配置2臺(tái)變壓器，2臺(tái)變壓器之間可互為備用。

3 酒店供配電設(shè)計(jì)及應(yīng)注意問(wèn)題

3.1 高低壓配電系統(tǒng)

與市政供電部門協(xié)商后，由其提供兩路獨(dú)立10kV 電源，每路電源可承擔(dān)變壓器總裝機(jī)容量的100%，平時(shí)兩路高壓電源同時(shí)使用，每路電源各負(fù)擔(dān)50%負(fù)荷，互為熱備用。

10kV電源系統(tǒng)主接線采用單母線分段方式運(yùn)行，設(shè)母聯(lián)開關(guān)，平時(shí)兩段母線分列運(yùn)行，當(dāng)一路電源故障時(shí)，通過(guò)手動(dòng)操作聯(lián)絡(luò)開關(guān)，另一路電源負(fù)擔(dān)全部負(fù)荷。高壓主進(jìn)開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)之間設(shè)電氣連鎖，任何情況下只能閉合其中的兩個(gè)開關(guān)。

酒店10kV高壓配電系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 酒店10kV高壓配電系統(tǒng)圖

10kV高壓系統(tǒng)的繼電保護(hù)配置如下：高壓進(jìn)線采用電流速斷、過(guò)流和零序(單相接地)保護(hù)，母聯(lián)采用過(guò)電流保護(hù)；高壓開關(guān)柜出線采用電流速斷、過(guò)流和零序(單相接地)保護(hù)。

3.2 低壓配電系統(tǒng)

低壓側(cè)選擇四臺(tái)環(huán)氧樹脂真空澆注節(jié)能型干式變壓器，接線組別為D,Yn11，將10kV降壓至380/220V。

低壓配電系統(tǒng)接線形式及運(yùn)行方式為單母線分段方式運(yùn)行，設(shè)置母聯(lián)開關(guān)，聯(lián)絡(luò)開關(guān)為手動(dòng)操作。主進(jìn)開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)之間設(shè)電氣聯(lián)鎖，任何情況下只能閉合其中的兩個(gè)開關(guān)。

低壓配電系統(tǒng)的接地形式采用TN-S系統(tǒng)，中性線與保護(hù)線PE在低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)嚴(yán)格分開。

低壓配電系統(tǒng)主接線圖如圖2所示。

圖2 酒店380/220V低壓接線圖

低壓配電系統(tǒng)保護(hù)配置如下：低壓主進(jìn)、聯(lián)絡(luò)斷路器設(shè)過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí)保護(hù)脫扣器，采用電動(dòng)操作，其他低壓斷路器設(shè)過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)、短路瞬時(shí)脫扣器，部分回路設(shè)(分勵(lì))脫扣器。

為保證消防負(fù)荷和重要負(fù)荷用電，酒店設(shè)置了柴油發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急電源。計(jì)算消防負(fù)荷與非消防狀態(tài)時(shí)的保障負(fù)荷后，按兩者計(jì)算值大者確定柴油發(fā)電機(jī)的容量為1MW。

3.3 功率因數(shù)補(bǔ)償

無(wú)功功率補(bǔ)償采用低壓集中自動(dòng)補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合的方式。在各臺(tái)變壓器低壓側(cè)設(shè)功率因數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償裝置，根據(jù)無(wú)功需要量進(jìn)行分組自動(dòng)投切。低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)要求達(dá)到0.95以上。熒光燈、氣體放電燈單燈采用自帶高效電子鎮(zhèn)流器就地分散補(bǔ)償，補(bǔ)償后的功率因數(shù)要求達(dá)到0.9以上。

本工程每臺(tái)變壓器的電容器組設(shè)置了3～4組容量為10～15kVar的小容量電容器，以便在較小負(fù)荷情況下順利投切。為了有效地抑制諧波，采用電抗器與電容器組合的無(wú)功功率補(bǔ)償方式，即電抗器必須配合電容器組，對(duì)產(chǎn)生諧波的大量非線性負(fù)荷進(jìn)行功率因數(shù)校正。

4 動(dòng)力配電系統(tǒng)

4.1 動(dòng)力負(fù)荷的配電方式

對(duì)單臺(tái)容量較大的負(fù)荷或重要負(fù)荷配電采用放射式，對(duì)一般設(shè)備配電采用放射式與樹干式相結(jié)合的方式。

各類負(fù)荷配電方式如下：

1)消防設(shè)備電源、消防報(bào)警電源、應(yīng)急照明、安防設(shè)備電源、弱電電源等重要負(fù)荷采用雙電源供電，并在末端自動(dòng)切換，電源直接引自變配電室。注意：未設(shè)置保護(hù)開關(guān)的PC級(jí)互投開關(guān)宜采用三段式，設(shè)置“0”位，用于檢修隔離；

2)生活水泵、排水泵、客梯等一級(jí)負(fù)荷，采用雙回路供電至末端配電箱互投；

3)二級(jí)負(fù)荷供電采用專用回路直接引自變、配電室；

4)制冷機(jī)等容量較大設(shè)備采用密集母線供電，直接引自變、配電室；

5)一般動(dòng)力負(fù)荷采用單電源樹干式供電。

根據(jù)《通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50055-2011)第2.2.2條對(duì)于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)母線電壓下降的要求，采取以下措施：功率為變壓器容量1.5% ～ 4%的電動(dòng)機(jī)，采用星三角啟動(dòng)；功率為變壓器容量4%及以上的電動(dòng)機(jī)，采用軟啟動(dòng)；消防泵小于90kW的電動(dòng)機(jī)采用直接啟動(dòng)，功率大于等于90kW的電動(dòng)機(jī)采用Y-△方式啟動(dòng)。

考慮節(jié)能的要求和對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量的影響，空調(diào)機(jī)組、送排風(fēng)機(jī)、水泵等大容量電動(dòng)機(jī)采用變頻控制，變頻器采用12次脈沖，以減少5、7次諧波的影響，同時(shí)變頻器進(jìn)出線處增加濾波裝置，以減少對(duì)電網(wǎng)的諧波影響。

4.2 配電一次設(shè)計(jì)與配電二次設(shè)計(jì)之間的配合

配電一次設(shè)計(jì)與配電二次電設(shè)計(jì)(末端配電)配合時(shí)需注意以下問(wèn)題：

1)按使用功能及防火分區(qū)進(jìn)行配電。

2)上下級(jí)斷路器之間應(yīng)具備選擇性，其整定原則為：

(1)上級(jí)短延時(shí)整定值要大于下級(jí)斷路器瞬動(dòng)整定值，并考慮可靠系數(shù)，公式為:Iset2.上級(jí)斷路器>1.2Iset3.下級(jí)斷路器；

(2)上級(jí)斷路器短路短延時(shí)整定值取0.1s～0.3s；

(3)上級(jí)斷路器在滿足靈敏性前提下，整定值應(yīng)盡量大些，以免故障電流很大時(shí)導(dǎo)致上下級(jí)斷路器均瞬時(shí)動(dòng)作，破壞選擇性。

3)有計(jì)量要求的功能區(qū)需設(shè)置計(jì)量電能表時(shí)，宜將計(jì)量電能表集中設(shè)置在配電豎井內(nèi)的一次配電箱內(nèi)，以便于統(tǒng)一管理。智能電表應(yīng)帶數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳接口，符合RS485、CANBUS、MODBUS等主流通訊協(xié)議，滿足樓宇自控系統(tǒng)接口要求。

5 照明配電系統(tǒng)

5.1 普通照明的配電及控制方式

塔樓客房層照明配電干線采用密集母線供電，在各層強(qiáng)電豎井內(nèi)設(shè)置母線插接箱和樓層照明配電總箱，由照明配電總箱配電至各個(gè)客房?jī)?nèi)的末端照明配電箱。裙房及地下室的照明配電采用樹干式配電方式，在各層強(qiáng)電豎井內(nèi)設(shè)照明配電總箱，由照明配電總箱放射式配電至各功能區(qū)域的末端照明配電箱。

酒店大堂、大堂吧、公共走道、宴會(huì)廳等精裝區(qū)域內(nèi)的照明采用智能燈光控制系統(tǒng)。調(diào)光控制器采用分布式數(shù)字可編程調(diào)光控制系統(tǒng)。調(diào)光系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將分布在各現(xiàn)場(chǎng)的控制器和控制面板聯(lián)接起來(lái)，共同完成集中管理和分區(qū)控制。調(diào)光系統(tǒng)具有本地控制、自動(dòng)控制和中心控制多種控制方式。調(diào)光系統(tǒng)配置直接與網(wǎng)絡(luò)相連的時(shí)鐘管理器，能夠在預(yù)定時(shí)間開啟各個(gè)調(diào)光區(qū)域內(nèi)燈光場(chǎng)景模式。

以酒店大堂為例，可將燈光場(chǎng)景設(shè)定為早晨、上午、中午、下午和晚間模式。根據(jù)事先設(shè)定的場(chǎng)景，由調(diào)光控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)各類燈具的亮度。

客房?jī)?nèi)的配電采用客房控制模塊(RCU)。對(duì)客房?jī)?nèi)照明、插座、空調(diào)、客房門狀態(tài)、來(lái)訪顯示設(shè)備進(jìn)行智能控制，為客人提供舒適居住環(huán)境的同時(shí)，通過(guò)其智能化控制節(jié)約能源。客房控制系統(tǒng)的設(shè)備有管理主機(jī)、樓層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、客房控制器、節(jié)電鑰匙盒和門磁開關(guān)等。系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后，客房控制器接收前臺(tái)管理系統(tǒng)及客房?jī)?nèi)各受控設(shè)備的信號(hào)，并同自己存儲(chǔ)的信息相比較以作出判斷，然后再發(fā)出處理信息?？头靠刂破魍ㄟ^(guò)通信網(wǎng)絡(luò)同計(jì)算機(jī)連接起來(lái)組成酒店客房管理系統(tǒng)。

照明配電一次設(shè)計(jì)和二次設(shè)計(jì)需注意的問(wèn)題：

1)需注意照明配電三相負(fù)荷平衡問(wèn)題；

2)因調(diào)光系統(tǒng)的諧波電流較大，在選擇配電電纜時(shí)要考慮調(diào)光設(shè)備的三次諧波電流含量，當(dāng)三次諧波含量大于33%時(shí)，應(yīng)按中性線電流選擇相線和中性線截面；

3)各層強(qiáng)電豎井內(nèi)樓層照明配電箱、各防火分區(qū)照明配電箱內(nèi)應(yīng)設(shè)置火災(zāi)漏電報(bào)警探測(cè)器和火災(zāi)分勵(lì)脫扣器。

5.2 應(yīng)急照明負(fù)荷的配電及接線方式

應(yīng)急照明系統(tǒng)采用雙回路供電，其中疏散照明回路經(jīng)EPS供電。酒店各區(qū)域應(yīng)急照明接線方式如下。

1)消防值班室、消防水泵房、防排煙機(jī)房、變配電室及發(fā)電機(jī)房、電話總機(jī)房、消防電梯機(jī)房等見圖3；

2)生活水泵房、鍋爐房、制冷機(jī)房、換熱站、空調(diào)機(jī)房、非消防風(fēng)機(jī)房等設(shè)備機(jī)房見圖4；

圖4 應(yīng)急照明接線圖(二)

3)后勤區(qū)辦公室、廚房、員工餐廳、工程部等見圖5；

圖5 應(yīng)急照明接線圖(三)

4)大堂、宴會(huì)廳、餐廳、會(huì)議室、行政酒廊等公共區(qū)域見圖6；

5)后勤區(qū)、公共區(qū)、客房區(qū)的走道見圖7；

圖7 應(yīng)急照明接線圖(五)

6)明樓梯間、暗樓梯間見圖8；

圖8 應(yīng)急照明接線圖(六)

6 結(jié)束語(yǔ)

目前，國(guó)內(nèi)高檔酒店的建設(shè)正處于迅速發(fā)展時(shí)期，建設(shè)豪華酒店在提升城市形象、改善地方旅游環(huán)境和投資環(huán)境等方面能夠發(fā)揮作用。因此做好酒店的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保障電力供應(yīng)的可靠性顯得較為重要。希望本文的一些觀點(diǎn)對(duì)于酒店的電氣設(shè)計(jì)能夠起到拋磚引玉的作用，不足之處敬請(qǐng)指正。

[1] 中機(jī)中電設(shè)計(jì)研究院.低壓設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50054-2011)[S].北京：中國(guó)計(jì)劃版社，2012.

[2] 中國(guó)聯(lián)合工程公司.供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50052-2009)[S].北京：中國(guó)計(jì)劃版社，2010.

[3] 中國(guó)建筑東北東北設(shè)計(jì)研究院.民用建筑電氣計(jì)規(guī)范(JGJ 16-2008)[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

[4] 中國(guó)建筑東北設(shè)計(jì)研究院.民用建筑電氣計(jì)規(guī)范(JGJ 16-2008)[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

[5] 公安部四川消防科學(xué)研究所.高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB 50045-95(2005版))[S].北京：中國(guó)計(jì)劃版社，2005.

[6] 中國(guó)航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)[M](第3版).北京：中國(guó)電力出版社，2005.