五星級酒店供配電系統設計

馬壯MA Zhuang

（安徽五維建筑規劃設計有限公司，合肥 230001）

0 引言

酒店星級的劃分以酒店的建筑、裝飾、設施設備及管理、服務水平為依據進行評價。星級越高，表示其檔次越高。根據中國旅游飯店業協會的數據，截至2022 年02 月25 日，中國（大陸地區）共有五星級酒店857 家。五星級酒店是建筑電氣設計工作中比較復雜的建筑類型，也具有一定的設計難度，尤其涉及到保障負荷、柴油發電機容量的確定等，設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《建筑設計防火規范》（GB50016-2014），本項目屬于一類高層公共建筑。

2 負荷等級的確定

涉及的主要規范有《民用建筑電氣設計標準》《建筑設計防火規范》《旅館建筑設計規范》《供配電系統設計規范》等，同時結合酒店管理公司的要求確定該項目的負荷等級如下：

①一級負荷中特別重要負荷：經營及設備管理用計算機系統用電、各弱電系統控制室用電。

②一級負荷：消防系統設備、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、經營用冷凍、冷藏系統電力、乘客電梯、排污泵、生活水泵、應急照明、廚房內的事故排風機、航空障礙燈、柴油發電機房照明及設備用電、變電所照明。

③二級負荷：客房、空調、洗衣房動力。

④三級負荷：除上述所述的其他用電設備。

3 變壓器安裝容量的確定

3.1 方案階段

采用變壓器裝設容量指標估算，根據《工業與民用配電設計手冊》（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

確定的負荷容量如表1。

表1 施工圖階段確定的負荷容量

根據當地電網要求，在變電所設置無功補償裝置，補償后的功率因數不低于0.92，考慮設備同時系數0.9，計算容量為

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

根據當地電網要求，單臺變壓器容量不高于1250kVA，故選擇4 臺1000kVA 變壓器。

可見其結果基本與方案階段的容量估算一致。

4 負荷供電要求及柴油發電機容量計算

4.1 規范及其他依據

①根 據GB51348-2019 第3.2 節、JGJ 62-2014 第6.3 節。

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絡開關進行相互切換。

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

3）不間斷電源系統：滿足經營及設備管理用計算機系統用電、各弱電系統控制室用電需求。

4.2 綜上，酒店管理公司的要求高于規范要求，故確定供電電源方案如下：

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

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

1）發生火災，并且兩路10kV 市電故障時，確保消防負荷。

2）市電失去且非火災情況下，確保酒店管理公司要求的重要負荷的供電。

3）以上兩者負荷取大者來確定發電機容量。

4.3 柴油發電機容量的確定

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

表2 按發生火災并且兩路10kV 市電故障時確保消防負荷時計算應急負荷

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

4.4 參考圖集12SDX101-2 第9.4 節的方法計算柴油發電機容量

①按穩定負荷計算發電機容量：

按表2 數據計算穩定負荷計算發電機容量：

按表3 數據計算穩定負荷計算發電機容量：

②按尖峰負荷計算發電機容量：

直接啟動時：

星三角啟動時：

③按允許壓降計算發電機容量：

直接啟動時：

星三角啟動時：

電動機直接啟動產生的尖峰電流對柴油發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果為，同時考慮發電機的效率，因此發電機的有功功率為：

故選擇1000kW 的柴油發電機。

④發電機額定功率的修正：本項目位于平原地區，酒店管理公司要求發電機可以連續運行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 高低壓供電系統圖

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

1）正常情況下，由兩路市電供電，10kV 聯絡開關斷開。

2）當一路市電失電，一路市電供電情況下，10kV 聯絡開關閉合，由另一路10kV 電源負擔全部負荷。

②當兩路市電均失電情況下，發電機在30S 內啟動，此時2MTS 和3MTS 仍保持在斷電的市電端，而1ATS 自動轉換到發電機供電。由酒店管理公司人員根據消防控制室判斷是否為供電故障而非火災狀況。當確認無火情后，酒店管理人員手動切除部分酒店非重要設備，使需供電的設備容量小于發電機的容量后，再將2MTS 和3MTS 手動轉換到發電機供電端，由發電機供電到重要設備。如確認為火災情況，則切斷發電機出線到正常供電母線段的2 個斷路器7DL 和8DL，使發電機僅為Ⅲ段消防母線段供電，保障消防回路供電。

③當任何一路市政電源恢復供電時，經延時停止發電機工作。

④變壓器與柴油發電機設置可靠的機械連鎖，以防止應急電源與正常電源并列運行。

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

⑥兩臺變壓器的低壓側設有母聯開關，故二級負荷采用單回路供電。

⑦三級負荷采用單回路供電。

⑧在消防控制室、弱電中心、監控中心就地設置不間斷電源系統（UPS）。

6 結語

酒店建筑是民用建筑中比較復雜的建筑，其供配電系統也相對復雜，負荷分級、變壓器容量、柴油發電機組容量是五星級酒店供配電系統的重點，確定之后才能設計出安全、簡單可靠，經濟合理的供電方案。