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合肥酒店的供配电系统如何合理、经济性设计？
发布时间：2023年04月24日 来源：天科电力 浏览次数：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。
一、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。
二、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。
1.2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。
三、酒店的常用供配电系统方案
典型的酒店工程的变压器的配属方案为：制冷、空调等功率大，季节性变化大的动力负荷采用单独的变压器，其余负荷由两路高压电源分别配属的其他变压器供电，两路电源在低压侧可通过低压联络开关进行切换。常规的供电方案（以10kV高压进线为例）具体如下：
（1）两路高压进线可以联络的情况下。
（2）两路高压进线可以联络的情况下。
上述两个方案具体比较如下：
方案一为两路高压进线可以联络的情况下的电气方案，其二路进线应能承担100%的负荷。其10kV高压和0.4kV低压分别为双母线分段、高压联络、低压联络。每台变压器只要承担各自低压母线所带的负荷即可。当一路市政高压进线失电时，另一路市政高压进线通过高压联络承担起所有的负荷。
方案二为两路高压进线不可以联络的情况下的电气方案，其二路进线应能承担100%的负荷。其10kV高压和0.4kV低压分别为双母线分段、高压不联络、低压联络。每台变压器需承担本台变压器低压母线以及低压联络所对应的变压器低压母线的所带的负荷数量和。当一路市政高压进线失电时，另一路市政高压进线通过低压联络承担起所有的负荷。
由此可见，方案一的供电可靠性更高。
四、酒店的低压配电线路要求
五星级酒店管理公司的技术标准中，对低压配电电缆都要求不使用铝质电缆，而要求使用铜质电缆。一般非消防配电电缆要求使用交联聚乙烯绝缘电力电缆或电线即可，消防配电电缆可以使用矿物绝缘电缆。
然而，新《民规》提出了相对来说比较高的要求。首先，对于非消防电缆来说，相关条例提出，“对一类高层建筑以及重要的公共场所等防火要求高的建筑物，应采用阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电缆、电线或无烟无卤电力电缆、电线。”
五星级酒店工程一般都为一类高层建筑，且它属于重要的公共场所，所以在五星级酒店工程中，非消防配电电缆都要求为低烟无卤交联聚乙烯绝缘电缆。
然后，对于消防电缆来说，新《民规》中其中一条提出，“火灾自动报警系统保护对象分级为特级的建筑物，其消防设备供电干线及分支干线，应采用矿物绝缘电缆”。
有关条例提出，“火灾自动报警保护对象分级为一级的建筑物，其消防设备供电干线及分支干线，宜采用矿物绝缘电缆；当线路的敷设保护措施符合防火要求时，可采用有机绝缘耐火类电缆。”
一般来说，五星级酒店工程都属于一类建筑，有时甚至为建筑高度超过100m的高层建筑，而从《火灾自动报警系统设计规范》中可以看出，五星级酒店工程的保护对象分级不是特级，就是一级，故而它的消防低压配电电缆应采用矿物绝缘电缆。
五、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
六、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。
七、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。
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。
