【分享】高级酒店工程供配电系统设计

供配电系统作为建筑电气系统的主要部分，其设计的合理性直接影响到建筑电气设备的投资、运行及管理。由于酒店建筑比一般建筑要复杂得多，酒店建筑的供配电系统设计除了要保障人身安全、供电可靠、技术先进外，还要检验设计在实际运行中是否经济、合理。为此，本文结合酒店工程实例，具体介绍某高级酒店工程供配电系统设计工作。
1 酒店工程概况
某高级酒店，面积共约36000m2，建筑高度为85m，地下一层为车库，地上23层为商业综合楼。其中1层为酒店大堂，2F～3F为餐厅和会议室，部分裙房为电影院和商业区。电影院一共分成5个影厅，每个影厅面积约为160m2;4F～19F为四星级客房，标准层客房有23间。该项目定位为集休闲娱乐购物为一体的高级酒店。
1 负荷等级划分及负荷估算
1.1 负荷等级划分
根据规范要求，酒店的经营及设备管理计算机系统用电为一级负荷中特别重要负荷;酒店的宴会厅、餐厅、厨房、康乐设施、门厅及高级客房、主要通道等场所照明用电，厨房、排污泵、生活水泵、主要客梯用电，计算机、电话、电声和录像设备、新闻摄影用电为一级负荷;普通客房和扶梯用电为二级负荷;景观照明和部分裙房商业用电为三级负荷。消防电源包括消防水泵、消防风机、消防控制室、消防电梯、防火卷帘、应急和疏散照明。根据规范，对于一级负荷要求双电源供电，消防配电须双电源且末端切换;对于特别重要负荷，增加应急电源(EmergencyPowerSupply，EPS)，确保供电可靠性;对于计量、冷冻机房、厨房、空调用电为动力用电，需单独计量，与照明用电分费率计量核算。由于酒店裙房配套有电影院，考虑后期租赁和管理，电影院配电部分需自成系统，分设照明、动力和空调系统，单独计量，便于电影院设置和管理独立的应急发电机。
2 负荷估算
方案阶段，采用需要系数法，结合国内各大酒店负荷密度值，凡是带有空调设备的旅游宾馆，平均负荷密度约为100VA/m2，豪华级酒店、宾馆负荷密度可达150VA/m2，但大部分为90～120VA/m2，主要依据酒店的星级定位而不同。该酒店设计安装容量初步拟定为4×800kVA，自备应急发电机安装容量为总容量的10%～20%，初步拟定为640kW。
3 专业间互提资料
3.1 给排水专业
水与电专业存在很大的相关性，涉及提资的主要内容包括生活水泵、消火栓泵、喷淋泵的功率大小。对于不同的酒店，热水供水方式不同，还涉及太阳能辅热或空气源热泵辅热等，其功率大小直接影响变压器安装容量和应急发电机功率。此外，水泵房的位置也影响变配电房和发电机房的位置，应在提资阶段与建筑方协商，一并考虑，确保变压器、发电机容量及设备房的位置在提资阶段的准确性。
3.2 暖通专业
暖通专业涉及的电气专业问题，包括空调系统和消防动力，主要是冷冻机组、冷却塔、风冷设备、风机盘管、防排烟风机、加压风机等。初步设计阶段涉及各大空调冷冻设备的功率，而空调作为季节性负荷，在变配电系统设计时应单独考虑，采取最经济的运行方式，尽量减少变压器的空载损耗。
3.3 建筑和结构
初步设计阶段对于建筑主要是设备房的提资，包括设备房的位置、数量、面积及其他特别要求，如变配电房层高不低于3.9m，净高不低于2.9m(需根据电线电缆敷设的具体方式及电缆沟的设计来确定)，长度超过7m，不少于两个出口;对发电机房，除能安装设备和预留检修空间外，还涉及储油间容量，最主要的是排风、排烟系统，确定进排风百叶的面积和位置;当发电机房与变配电房毗邻时，两者之间的门采用甲级防火门，并开向发电机间;消防控制室位置、面积和疏散要求等。对于结构，结构柱网的布置对变配电房布置有很大影响。另外，变配电房的净高要求与其他普通设备房不同，有可能对变配电房部分的基础进行局部降板等处理。根据各专业提资，各主要设备的安装容量，如表1所示。

表1主要设备安装容量
4 变配电系统
根据具体提资的容量和数量，用Excel软件完成酒店负荷计算，结合负荷类型、负荷等级，动力和照明分开敷设，通过组合拼凑，完成各台变压器负载类型、容量计算，确定变压器负荷率。项目最终采用1台1000kVA、2台1250kVA变压器，总容量为3500kVA。1#变压器为1250kVA，负载类型包括景观照明、公共照明、弱电机房照明、变配电房照明、应急照明、消防控制室照明、1F商铺配电、2F～4F酒店配电为5F～23F客房应急配电，为非动力负载，负荷率为0.71。2#变压器为1250kVA，负载类型包括空调盘管末端、餐厅厨房、电梯、潜水泵、消防风机、喷淋泵、消火栓泵及电影院配备的空调风冷机组，主要为动力负载，负荷率为0.8。3#变压器为1000kVA，负载类型包括水冷螺杆机、风冷螺杆机、冷却塔、冷却水泵等空调动力，负荷率为0.72。
4.1 高压部分
酒店通过室外环网柜，引来两路10kV电源进线，每一路进线均能满足酒店的供电需求，当其中一路检修或故障时，由另一路高压进线承担所有负荷。高压线路通过电井埋管引至高压配电室，在高压柜中设置高压计量柜，进线总计量。3台变压器出线接入同一高压母线段，真空断路器与接地开关机械联锁，开关、设备选型仅供参考，具体由当地供电局决定。
4.2 低压部分
4.2.1 配电干线
根据不同负荷类型采用放射式和树干式配电方式，客房采用分层树干式配电，消防负荷采用双电源末端切换，其他的一级负荷在前端切换，并连接在应急母排上。所有普通电源均选用WDZ-YJV线缆，沿电井或电缆桥架敷设，末端穿钢管保护;应急电源供电选用WDZN-YJV电缆，沿防火桥架敷设，末端穿钢管保护。当普通电缆与应急电缆共用线槽敷设时，需用防火隔板分开。
4.2.2 低压配电系统
低压部分共设置了22台低压配电柜，考虑酒店后期装修的复杂性，预留了一定数量的出线回路。酒店实行分项计量，对空调、水泵、电梯、影院、会议室、厨房采用智能型电测表，其他采用机械电流表。另外，低压配电部分设计了剩余电流保护，在低压柜出线端安装剩余电流探测器，剩余电流可调范围为100～1000mA，超过漏电限值则报警，由专业维护人员检测排查，避免电气火灾。
4.3 应急发电机组
通过对比平时停电时发电机带的负荷容量和消防时的负荷容量，取较大者确定应急发电机组的容量。由于酒店存在大量的一级负荷、消防负荷，通过负荷核算，发电机安装容量达1200kW。柴油发电机在15s内能应急自起动，起动信号来自双电源自动转换开关。发电机设置两条出线回路，分别接入照明备电和动力备电应急母排，照明备电容量较大，采用了CCX3-Ⅱ-1600母排。应急发电机系统图如图1所示。

图1 应急发电机系统图
由于先前提资应急发电机组的容量为640kW，进风井和排风井面积分别不小于3.7m2和2.8m2，进排风百叶面积不小于5m2和3.5m2(百叶有效面积系数取0.8)，而施工图确认采用的发电机组是1200kW，进风井和排风井面积分别不小于5.2m2和3.9m2，进排风百叶面积不小于6.5m2和4.8m2(百叶有效面积系数按0.8整定)，风井与百叶的面积与原方案阶段提资相差甚远，故建筑重新调整机房。由于条件有限，根据进排风井和百叶面积大小，给建筑立面、景观和毗邻的其他专业设备用房造成影响，成为该项目的技术难点之一。
5 应注意的问题
(1)对于酒店和宾馆，其应急发电机按安装容量的10%～20%估算是远远不够的。因现代化的酒店，消防和一级负荷较多，实际工程容量估算应适当放大，且根据规范，酒店星级不同，一级负荷的要求也不同，设计时要区别对待。
(2)由于发电机功率较大，进、排风百叶面积也很大，设置是技术难点之一，选择不合适，易影响酒店立面，在方案设计阶段要充分考虑。
(3)变压器容量和台数设置合理，便于根据负荷情况、季节变化投入变压器台数，降低变压器空载率，减少损耗。(4)由于现在甲方对设备用房的占地面积要求较为苛刻，故变配电房面积提资中要充分预留空间。项目方案设计阶段确定变压器为4×800kVA，按4台变压器空间来确定变配电房空间;施工图确定容量为2×1250kVA和1×1000kVA，尽管在容量上有出入，但对于变配电房无影响。但由3台变压器的空间重新整定为4台变压器空间，对变配电房的布置会产生影响。
(5)弱电井、强电井不宜过小。酒店配电复杂，电线电缆较多，电井空间要预留充分。尤其是弱电井，酒店的弱电设备繁琐，对弱电间有特别的要求。
(6)对于楼梯走道，人员走动的机会少，采用节能自熄型照明开关。
(7)由于变配电房是通过结构降板，达到净高要求，电缆沟底标高比配电房外要低，故在变配电房外设置截水沟和集水井，排水泵按消防负荷配电，同时做好防水处理和技术交底。
6 结语
供配电系统设计就是采取一切合理、恰当的技术手段，满足各种用电设备的不同用电要求，保证供电的安全和可靠，同时考虑技术与经济的统一。虽然酒店工程供配电系统设计有一定难度，仍存在一些问题，但笔者相信，酒店建筑供配电设计是一个不断优化的过程，通过不断实践及总结，酒店建筑的供配电系统设计也将更加成熟、完善。