五星级酒店供配电系统设计

2022-09-01马壮MAZhuang

价值工程 2022年25期

马壮MA Zhuang

（安徽五维建筑规划设计有限公司，合肥 230001）

0 引言

酒店星级的划分以酒店的建筑、装饰、设施设备及管理、服务水平为依据进行评价。星级越高，表示其档次越高。根据中国旅游饭店业协会的数据，截至2022 年02 月25 日，中国（大陆地区）共有五星级酒店857 家。五星级酒店是建筑电气设计工作中比较复杂的建筑类型，也具有一定的设计难度，尤其涉及到保障负荷、柴油发电机容量的确定等，设计时不仅要满足酒店管理公司的运营要求，更要满足国家规范的要求。

1 工程概况

某五星级酒店位于安徽省亳州市，地下一层，地上十九层，包括裙房和塔楼，总建筑面积约40308 平方米，建筑高度81.15 米。其中地下一层主要为机动车库、设备机房、后勤用房、仓储用房等；一层~三层为裙房，主要为酒店大堂、餐厅、宴会厅、厨房等；四层~十九层为塔楼，主要功能为客房、套房。

根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014），本项目属于一类高层公共建筑。

2 负荷等级的确定

涉及的主要规范有《民用建筑电气设计标准》《建筑设计防火规范》《旅馆建筑设计规范》《供配电系统设计规范》等，同时结合酒店管理公司的要求确定该项目的负荷等级如下：

①一级负荷中特别重要负荷：经营及设备管理用计算机系统用电、各弱电系统控制室用电。

②一级负荷：消防系统设备、宴会厅、餐厅、厨房、门厅、高级套房及主要通道等场所的照明用电、厨房、经营用冷冻、冷藏系统电力、乘客电梯、排污泵、生活水泵、应急照明、厨房内的事故排风机、航空障碍灯、柴油发电机房照明及设备用电、变电所照明。

③二级负荷：客房、空调、洗衣房动力。

④三级负荷：除上述所述的其他用电设备。

3 变压器安装容量的确定

3.1 方案阶段

采用变压器装设容量指标估算，根据《工业与民用配电设计手册》（第四版），我国各地已建成的旅游宾馆，配电变压器装设容量多为80~100VA/m2，本项目取平均值90VA/m2，可得项目安装容量约为4000kVA

3.2 施工图阶段

确定的负荷容量如表1。

表1 施工图阶段确定的负荷容量

根据当地电网要求，在变电所设置无功补偿装置，补偿后的功率因数不低于0.92，考虑设备同时系数0.9，计算容量为

变压器负载率按85%考虑，故装机容量为3104.7/0.85=3652.6kVA。

根据当地电网要求，单台变压器容量不高于1250kVA，故选择4 台1000kVA 变压器。

可见其结果基本与方案阶段的容量估算一致。

4 负荷供电要求及柴油发电机容量计算

4.1 规范及其他依据

①根据GB51348-2019 第3.2 节、JGJ 62-2014 第6.3 节。

②酒店管理公司对于电源的要求：

1）市政电源：高压供电为两路进线，且两路进线互为独立。两路高压电源均为常用电源互为备用，两路高压电源之间可通过联络开关进行相互切换。

2）自备电源：应设置柴油发电机且能满足当城市两路供电均断开的情况下，重要负荷的电源的供电要求。其重要负荷包括以下方面：应急照明、公共区域的照明、消防设备、经营及设备管理用计算机系统用电、各弱电系统控制室用电、消防电梯、一台可以服务所有楼层的电梯、厨房冰箱、冷库、全日制餐厅及其厨房、员工餐厅及其厨房、污水处理设备、生活水泵、发电机房用电、酒店大堂、高级套房。

3）不间断电源系统：满足经营及设备管理用计算机系统用电、各弱电系统控制室用电需求。

4.2 综上，酒店管理公司的要求高于规范要求，故确定供电电源方案如下：

①10kV 高压电源：由市政电网引来两路独立10kV电源进入高压进线柜，每路电源可以承担变压器总装机容量的100%。

②设置柴油发电机，以确保消防负荷或重要负荷在两路10kV 市电故障时的正常运行。其容量确定原则：

1）发生火灾，并且两路10kV 市电故障时，确保消防负荷。

2）市电失去且非火灾情况下，确保酒店管理公司要求的重要负荷的供电。

3）以上两者负荷取大者来确定发电机容量。

4.3 柴油发电机容量的确定

按发生火灾且两路10kV 市电故障时确保消防负荷、两路10kV 市电故障且非火灾情况下确保酒店管理公司要求的重要负荷的供电两种情况分别统计应急负荷容量（如表2 和表3）。

表2 按发生火灾并且两路10kV 市电故障时确保消防负荷时计算应急负荷

表3 两路10kV 市电故障且非火灾情况下确保酒店管理公司要求的重要负荷的供电时计算应急负荷

4.4 参考图集12SDX101-2 第9.4 节的方法计算柴油发电机容量

①按稳定负荷计算发电机容量：

按表2 数据计算稳定负荷计算发电机容量：

按表3 数据计算稳定负荷计算发电机容量：

②按尖峰负荷计算发电机容量：

直接启动时：

星三角启动时：

③按允许压降计算发电机容量：

直接启动时：

星三角启动时：

电动机直接启动产生的尖峰电流对柴油发电机组的选型影响较大，可以采用星三角启动的方式降低尖峰电流。三种计算方法中最大结果为，同时考虑发电机的效率，因此发电机的有功功率为：

故选择1000kW 的柴油发电机。

④发电机额定功率的修正：本项目位于平原地区，酒店管理公司要求发电机可以连续运行8 小时（未超过12小时），故无需修正。

5 确定供电方案（图1）

图1 高低压供电系统图

①由市政电网引来两路独立10kV 电源，每路电源承担变压器总装机容量的100%。

1）正常情况下，由两路市电供电，10kV 联络开关断开。

2）当一路市电失电，一路市电供电情况下，10kV 联络开关闭合，由另一路10kV 电源负担全部负荷。

②当两路市电均失电情况下，发电机在30S 内启动，此时2MTS 和3MTS 仍保持在断电的市电端，而1ATS 自动转换到发电机供电。由酒店管理公司人员根据消防控制室判断是否为供电故障而非火灾状况。当确认无火情后，酒店管理人员手动切除部分酒店非重要设备，使需供电的设备容量小于发电机的容量后，再将2MTS 和3MTS 手动转换到发电机供电端，由发电机供电到重要设备。如确认为火灾情况，则切断发电机出线到正常供电母线段的2 个断路器7DL 和8DL，使发电机仅为Ⅲ段消防母线段供电，保障消防回路供电。

③当任何一路市政电源恢复供电时，经延时停止发电机工作。

④变压器与柴油发电机设置可靠的机械连锁，以防止应急电源与正常电源并列运行。

⑤一级负荷、消防负荷、酒店管理公司要求的保障负荷均在末端配电箱设置自动切换供电。

⑥两台变压器的低压侧设有母联开关，故二级负荷采用单回路供电。

⑦三级负荷采用单回路供电。

⑧在消防控制室、弱电中心、监控中心就地设置不间断电源系统（UPS）。