超高層五星級酒店應急電源供電方式選擇

曾裕良

摘要：隨著經濟的發展，目前超高層建筑高區作為五星級酒店的建筑越來越多，發電機置于高區帶來很多問題，包括運輸、儲油、消防等等，五星級酒店應急電源供電可靠性是電氣設計中不可忽視的重點。本文通過對五星級酒店不同柴油發電機方案的初投資、機房面積及運營的比較，在保證可靠性的前提下，選擇最優化、最經濟的方案，節省投資和材料損耗。

關鍵詞：超高層；五星級酒店；應急電源

前言

改革開放以來，我國經濟快速增長，各項建設取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環境被破壞的代價。目前我國建筑能耗占總能耗的27%以上，而且還在以每年1個百分點的速度增加。節能減排是社會經濟發展的必然趨勢，也是建設和諧社會、實現綠色能源可持續發展的必由之路。隨著超高層建筑高區作為五星級酒店的建筑越來越多，發電機置于高區帶來很多問題，包括運輸、儲油、消防等等。此外五星級酒店置于超高層高區帶來供電半徑過大，初期投資大等一系列問題。下面以某個具體案例進行闡述和分析，該案例建筑高度為378米，為超高層建筑，總共82層，酒店位于64-82層。

1柴油發電機負荷估算

本文通過某個超高層高區五星級酒店作為例子進行分析，根據自備電源估算負荷對比，取較大容量以滿足酒店用電需求，柴油發電機容量取823kW/1029kVA。

以下是自備電源負荷計算表。

方案一：低壓柴油發電機（380V）+銅母線槽

酒店的柴油發電機方案一采用1臺823kW/1029kVA、380V柴油發電機組，發電機輸出電壓提高10%，專門為酒店提供備用負荷。柴油發電機按最大備用負荷選擇。

此方案的好處在于獨立的系統能滿足酒店管理公司的要求，但由于酒店高區部分位于塔樓的最頂層，壓降會非常明顯。按照最大負荷計算，壓降達到約9.6%。因此需要采用大型的銅母線槽去減少壓降的影響。詳見附錄二酒店柴油發電機方案附圖SK01。

優點：

（1）母線槽維護簡單，維修管理比較方便；

（2）滿足酒店公司獨立柴油發電機供電的設計要求。

缺點：

（1）線路長（供電線路約600米），電壓降比較大（約96%），供電損耗較大；

（2）由于母線槽一段大約2米，施工起來比較困難；

（3）造價高，而且價格受銅價影響大，由于銅價上漲將造成造價大幅上升。

方案二：低壓柴油發電機（380V）+升降壓變壓器

考慮到本項目供電半徑長、電壓降大，酒店的柴油發電機方案二采用1臺823kW/1629kVA、380V柴油發電機組，專門為酒店提供備用負荷。柴油發電機按最大備用負荷選擇。

此方案的好處在于獨立的系統能滿足酒店管理公司的要求，但考慮到現在銅價很高，采用大截面的銅母線槽導致造價很高，因此同時考慮采用升降壓變壓器以抵消壓降的影響。詳見附錄二酒店柴油發電機方案附圖SK02。

優點：

（1）將來維修管理方案比較方便；

（2）滿足獨立柴油發電機供電的設計要求。

（3）造價較方案一低。

缺點：

（1）占用的機房面積較大（多兩臺升降壓變壓器面積）；

（2）升降壓變壓器本身也會有損耗；

（3）僅適用供電半徑大（供電半徑大于250米）的項目。

方案三：中壓柴油發電機（10kV）

酒店的柴油發電機方案三采用1臺823kW/1029kVA、10kV高壓柴油發電機組，專門為酒店提供備用負荷，柴油發電機按最大備用負荷選擇。高壓發電機出線接酒店用變壓器高壓側。此方案最大的優點在于高壓機組的電壓輸出已考慮到壓降的影響及能源的消耗。詳見（附錄二酒店柴油發電機方案附圖SK03）。

優點：

（1）將來維修管理方案比較簡單；

（2）滿足酒店管理公司獨立柴油發電機供電的設計要求；

（3）由于不需要升降壓變壓器，占用的機房面積較小；

（4）對于長距離供電，電壓降影響較輕微。

缺點：

（1）市場上可供選擇的產品相對較少，國內應用項目少；

（2）運營維護要求高，需要專業維護人員，較適合一線城市。

方案四：合用低壓柴油發電機組+升降壓變壓器

此方案柴油發電機將結合整個項目共用一套柴油發電機組，采用2臺1，600kW/2，000kVA的柴油發電機組。酒店高區由出線柜引出一干線回路，經1，000kVA升壓變壓器升壓后，由10kV電纜送至64F酒店變電所，再經1，000kVA降壓變壓器降壓后，經出線柜供辦公三區與酒店。根據各功能分區用電需求，在火災或市電停電情況對負荷進行調配。利用升壓變壓器能減少電壓損耗，但同時變壓器本身也會帶來損耗。詳見附錄二酒店柴油發電機方案附圖SK04。

優點：

（1）可以利用酒店及項目其它部分的用電需求，進行錯峰用電，合用設備，造價較低；

（2）減少整個建設項目柴油發電機臺數，減少柴油發電機容量，節省機房面積。

缺點：

（1）不能滿足酒店公司獨立柴油發電機供電的設計要求（需與酒店公司協商）；

（2）將來維修管理、計量等方面比較麻煩。

以下是不同方案的比較：

酒店柴油發電機比較

注：（1）酒店改用獨立柴油發電機組后，辦公三區自備電源負荷需單獨供電。

（2）由于柴油發電機、升降壓變壓器、干線電纜，母線所占造價比例最高，本方案僅列出柴油發電機、升降壓變壓器及干線電纜，母線價格進行比較。所有的設備均以國產，合資設備為基準。

（3）本比較方案以5路不同市電進線為研究分析基礎。

（4）以上價錢只是初步的估算，僅供參考，具體，詳細的價錢估算由估價師提供。

上表中主要設備是根據備用電源負荷計算書求出，由于地下室

64F供電距離較長，干線采用低壓電力電纜無法滿足電壓降要求，改為采用密集型防火銅母線槽供電后，可以滿足電壓降要求。

通過上述對四個方案的技術經濟比較分析可知：

方案一的初投資最高，其運行可靠性較高，設備占地面積較小，但密集型防火銅母線槽造價高，安裝困難。如有直通電纜井，也可降低電纜長度，減少投資。

方案二的初投資比方案一低，但占地面積大，需考慮機房面積是否能夠滿足。同時由于轉換比較多，一定程度上降低了運行可靠性。該方案將作為備選方案。

方案三的初投資比方案二稍高，占地面積較少。但由于目前國內很少采用高壓柴油發電機組，導致調試及運營維護困難，故不建議采用。

方案四對于其它三個方案，初投資最低，占地面積最小。雖然不能滿足酒店公司書面關于柴油發電機獨立的要求，對于后期維護也較為不便，但后期可以通過委托專業維護公司，費用分攤方案解決。從項目用地和節省投資方面考慮，推薦本方案。

3結語

以上四個方案技術上都能滿足使用要求。從上面的分析可見，方案四的初投資的造價最低。因此，應優先考慮采用，說服酒店管理公司接受柴油發電機與大樓的其他功能區共用柴油發電機系統。但一般情況酒店管理公司不愿意與其他功能區共用柴油發電機系統，因此，若酒店管理公司不同意合用（原有方案）的方案的情況下，低壓柴油發電機+升降壓變壓器（方案二）的經濟效益較高，建議考慮采用。