五星級酒店供配電系統(tǒng)設(shè)計

馬壯MA Zhuang

（安徽五維建筑規(guī)劃設(shè)計有限公司，合肥 230001）

0 引言

酒店星級的劃分以酒店的建筑、裝飾、設(shè)施設(shè)備及管理、服務(wù)水平為依據(jù)進行評價。星級越高，表示其檔次越高。根據(jù)中國旅游飯店業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)，截至2022 年02 月25 日，中國（大陸地區(qū)）共有五星級酒店857 家。五星級酒店是建筑電氣設(shè)計工作中比較復(fù)雜的建筑類型，也具有一定的設(shè)計難度，尤其涉及到保障負(fù)荷、柴油發(fā)電機容量的確定等，設(shè)計時不僅要滿足酒店管理公司的運營要求，更要滿足國家規(guī)范的要求。

1 工程概況

某五星級酒店位于安徽省亳州市，地下一層，地上十九層，包括裙房和塔樓，總建筑面積約40308 平方米，建筑高度81.15 米。其中地下一層主要為機動車庫、設(shè)備機房、后勤用房、倉儲用房等；一層~三層為裙房，主要為酒店大堂、餐廳、宴會廳、廚房等；四層~十九層為塔樓，主要功能為客房、套房。

根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2014），本項目屬于一類高層公共建筑。

2 負(fù)荷等級的確定

涉及的主要規(guī)范有《民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》《建筑設(shè)計防火規(guī)范》《旅館建筑設(shè)計規(guī)范》《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》等，同時結(jié)合酒店管理公司的要求確定該項目的負(fù)荷等級如下：

①一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷：經(jīng)營及設(shè)備管理用計算機系統(tǒng)用電、各弱電系統(tǒng)控制室用電。

②一級負(fù)荷：消防系統(tǒng)設(shè)備、宴會廳、餐廳、廚房、門廳、高級套房及主要通道等場所的照明用電、廚房、經(jīng)營用冷凍、冷藏系統(tǒng)電力、乘客電梯、排污泵、生活水泵、應(yīng)急照明、廚房內(nèi)的事故排風(fēng)機、航空障礙燈、柴油發(fā)電機房照明及設(shè)備用電、變電所照明。

③二級負(fù)荷：客房、空調(diào)、洗衣房動力。

④三級負(fù)荷：除上述所述的其他用電設(shè)備。

3 變壓器安裝容量的確定

3.1 方案階段

采用變壓器裝設(shè)容量指標(biāo)估算，根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》（第四版），我國各地已建成的旅游賓館，配電變壓器裝設(shè)容量多為80~100VA/m2，本項目取平均值90VA/m2，可得項目安裝容量約為4000kVA

3.2 施工圖階段

確定的負(fù)荷容量如表1。

表1 施工圖階段確定的負(fù)荷容量

根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)要求，在變電所設(shè)置無功補償裝置，補償后的功率因數(shù)不低于0.92，考慮設(shè)備同時系數(shù)0.9，計算容量為

變壓器負(fù)載率按85%考慮，故裝機容量為3104.7/0.85=3652.6kVA。

根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)要求，單臺變壓器容量不高于1250kVA，故選擇4 臺1000kVA 變壓器。

可見其結(jié)果基本與方案階段的容量估算一致。

4 負(fù)荷供電要求及柴油發(fā)電機容量計算

4.1 規(guī)范及其他依據(jù)

①根 據(jù)GB51348-2019 第3.2 節(jié)、JGJ 62-2014 第6.3 節(jié)。

②酒店管理公司對于電源的要求：

1）市政電源：高壓供電為兩路進線，且兩路進線互為獨立。兩路高壓電源均為常用電源互為備用，兩路高壓電源之間可通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)進行相互切換。

2）自備電源：應(yīng)設(shè)置柴油發(fā)電機且能滿足當(dāng)城市兩路供電均斷開的情況下，重要負(fù)荷的電源的供電要求。其重要負(fù)荷包括以下方面：應(yīng)急照明、公共區(qū)域的照明、消防設(shè)備、經(jīng)營及設(shè)備管理用計算機系統(tǒng)用電、各弱電系統(tǒng)控制室用電、消防電梯、一臺可以服務(wù)所有樓層的電梯、廚房冰箱、冷庫、全日制餐廳及其廚房、員工餐廳及其廚房、污水處理設(shè)備、生活水泵、發(fā)電機房用電、酒店大堂、高級套房。

3）不間斷電源系統(tǒng)：滿足經(jīng)營及設(shè)備管理用計算機系統(tǒng)用電、各弱電系統(tǒng)控制室用電需求。

4.2 綜上，酒店管理公司的要求高于規(guī)范要求，故確定供電電源方案如下：

①10kV 高壓電源：由市政電網(wǎng)引來兩路獨立10kV電源進入高壓進線柜，每路電源可以承擔(dān)變壓器總裝機容量的100%。

②設(shè)置柴油發(fā)電機，以確保消防負(fù)荷或重要負(fù)荷在兩路10kV 市電故障時的正常運行。其容量確定原則：

1）發(fā)生火災(zāi)，并且兩路10kV 市電故障時，確保消防負(fù)荷。

2）市電失去且非火災(zāi)情況下，確保酒店管理公司要求的重要負(fù)荷的供電。

3）以上兩者負(fù)荷取大者來確定發(fā)電機容量。

4.3 柴油發(fā)電機容量的確定

按發(fā)生火災(zāi)且兩路10kV 市電故障時確保消防負(fù)荷、兩路10kV 市電故障且非火災(zāi)情況下確保酒店管理公司要求的重要負(fù)荷的供電兩種情況分別統(tǒng)計應(yīng)急負(fù)荷容量（如表2 和表3）。

表2 按發(fā)生火災(zāi)并且兩路10kV 市電故障時確保消防負(fù)荷時計算應(yīng)急負(fù)荷

表3 兩路10kV 市電故障且非火災(zāi)情況下確保酒店管理公司要求的重要負(fù)荷的供電時計算應(yīng)急負(fù)荷

4.4 參考圖集12SDX101-2 第9.4 節(jié)的方法計算柴油發(fā)電機容量

①按穩(wěn)定負(fù)荷計算發(fā)電機容量：

按表2 數(shù)據(jù)計算穩(wěn)定負(fù)荷計算發(fā)電機容量：

按表3 數(shù)據(jù)計算穩(wěn)定負(fù)荷計算發(fā)電機容量：

②按尖峰負(fù)荷計算發(fā)電機容量：

直接啟動時：

星三角啟動時：

③按允許壓降計算發(fā)電機容量：

直接啟動時：

星三角啟動時：

電動機直接啟動產(chǎn)生的尖峰電流對柴油發(fā)電機組的選型影響較大，可以采用星三角啟動的方式降低尖峰電流。三種計算方法中最大結(jié)果為，同時考慮發(fā)電機的效率，因此發(fā)電機的有功功率為：

故選擇1000kW 的柴油發(fā)電機。

④發(fā)電機額定功率的修正：本項目位于平原地區(qū)，酒店管理公司要求發(fā)電機可以連續(xù)運行8 小時（未超過12小時），故無需修正。

5 確定供電方案（圖1）

圖1 高低壓供電系統(tǒng)圖

①由市政電網(wǎng)引來兩路獨立10kV 電源，每路電源承擔(dān)變壓器總裝機容量的100%。

1）正常情況下，由兩路市電供電，10kV 聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開。

2）當(dāng)一路市電失電，一路市電供電情況下，10kV 聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合，由另一路10kV 電源負(fù)擔(dān)全部負(fù)荷。

②當(dāng)兩路市電均失電情況下，發(fā)電機在30S 內(nèi)啟動，此時2MTS 和3MTS 仍保持在斷電的市電端，而1ATS 自動轉(zhuǎn)換到發(fā)電機供電。由酒店管理公司人員根據(jù)消防控制室判斷是否為供電故障而非火災(zāi)狀況。當(dāng)確認(rèn)無火情后，酒店管理人員手動切除部分酒店非重要設(shè)備，使需供電的設(shè)備容量小于發(fā)電機的容量后，再將2MTS 和3MTS 手動轉(zhuǎn)換到發(fā)電機供電端，由發(fā)電機供電到重要設(shè)備。如確認(rèn)為火災(zāi)情況，則切斷發(fā)電機出線到正常供電母線段的2 個斷路器7DL 和8DL，使發(fā)電機僅為Ⅲ段消防母線段供電，保障消防回路供電。

③當(dāng)任何一路市政電源恢復(fù)供電時，經(jīng)延時停止發(fā)電機工作。

④變壓器與柴油發(fā)電機設(shè)置可靠的機械連鎖，以防止應(yīng)急電源與正常電源并列運行。

⑤一級負(fù)荷、消防負(fù)荷、酒店管理公司要求的保障負(fù)荷均在末端配電箱設(shè)置自動切換供電。

⑥兩臺變壓器的低壓側(cè)設(shè)有母聯(lián)開關(guān)，故二級負(fù)荷采用單回路供電。

⑦三級負(fù)荷采用單回路供電。

⑧在消防控制室、弱電中心、監(jiān)控中心就地設(shè)置不間斷電源系統(tǒng)（UPS）。

6 結(jié)語

酒店建筑是民用建筑中比較復(fù)雜的建筑，其供配電系統(tǒng)也相對復(fù)雜，負(fù)荷分級、變壓器容量、柴油發(fā)電機組容量是五星級酒店供配電系統(tǒng)的重點，確定之后才能設(shè)計出安全、簡單可靠，經(jīng)濟合理的供電方案。