某五星級酒店供配電設計

烏江津/ 黃朝暉 / 肖 棟

(1.大連市建筑設計研究院有限公司， 遼寧 大連 116021； 2.重慶市設計院， 重慶 400015)

1 引言

根據酒店內功能區域及設計、招標、施工的先后順序，五星級酒店的供配電設計可以劃分為一次設計和二次設計。其中，一次設計范圍為：高低壓配電室、主要設備機房、各樓層強電豎井等配電設計；二次設計的范圍為：精裝修公共區、客房區、后勤區域的配電設計。現以筆者參與設計和駐場服務的某五星級酒店項目為例，介紹酒店的供配電設計及注意問題。

該酒店項目總建筑面積約4.7萬m2,地上建筑面積約4萬m2，地下建筑面積約0.7萬m2，建筑高度約98m。酒店地下兩層,地上裙房為四層及設備夾層,塔樓為16層。地下2層為制冷機房、換熱站、水泵房、洗衣機房、風機房、辦公室及倉庫等；地下1層為變配電室、柴發機房、IT機房、空調機房、員工廚房、餐廳及辦公室等；首層為酒店大堂、大堂吧、全日制餐廳、消防控制室及辦公室等；2層為中餐廳、特色餐廳及餐飲包房等；3層為宴會廳和會議室；4層為游泳池、健身房及機電設備夾層；5～20層為普通客房,其中16層包含行政酒廊,17層包含總統套房；屋頂為消防水箱間和設備機房等。

2 酒店負荷等級劃分及負荷計算

2.1 酒店負荷等級的確定

根據《供配電系統設計規范》(GB 50052-2009)和《高層民用建筑設計防火規范》(GB 50045-1995)(2005年版)第3.0.1條，可確定該建筑內的用電負荷分級如下。

酒店內的消防設備用電、鍋爐房、水泵房、換熱站、普通客梯、防凍電加熱設備、廚房冷庫、事故排風機、人員密集的主要通道照明、總統套、行政酒廊、殘疾人客房等為一級負荷，其中電話及網絡機房、安防與消防控制中心、衛星電視機房為一級負荷中特別重要負荷。貨梯及自動扶梯電源，經營用冷凍、冷藏系統電源，空調系統為二級負荷。

2.2 酒店用電負荷估算

在電氣方案設計階段，精裝設計、廚房設計、燈光設計尚未參與到項目設計中，因此采用單位面積功率法和單位指標法估算負荷。酒店各區域的用電負荷可參考表1中的經驗數值估算。

表1 酒店常用負荷單位功率指標

在方案設計階段，變壓器容量可按110VA/m2估算，正常工作時的負載率約為80%。

2.3 負荷計算

在酒店電氣一次設計的施工圖設計階段，各設備機房的用電負荷已基本確定，但精裝區設計、后勤廚房設計尚未完成，因此采用需要系數法與單位面積功率法相結合的方法進行負荷計算。

對已明確的機房內負荷，采用《工業與民用配電設計手冊》(第三版)中表1-2和表1-3中的需要系數、功率因數進行計算；對精裝區、后勤區未明確的負荷仍需要用表1中的數據進行估算。

經計算，本酒店內的照明總用電負荷約為2 100kVA,動力負荷約為2 200kVA，據此選用4臺1 250kVA的干式變壓器，照明負荷與動力負荷各配置2臺變壓器，2臺變壓器之間可互為備用。

3 酒店供配電設計及應注意問題

3.1 高低壓配電系統

與市政供電部門協商后，由其提供兩路獨立10kV 電源，每路電源可承擔變壓器總裝機容量的100%，平時兩路高壓電源同時使用，每路電源各負擔50%負荷，互為熱備用。

10kV電源系統主接線采用單母線分段方式運行，設母聯開關，平時兩段母線分列運行，當一路電源故障時，通過手動操作聯絡開關，另一路電源負擔全部負荷。高壓主進開關與聯絡開關之間設電氣連鎖，任何情況下只能閉合其中的兩個開關。

酒店10kV高壓配電系統如圖1所示。

圖1 酒店10kV高壓配電系統圖

10kV高壓系統的繼電保護配置如下：高壓進線采用電流速斷、過流和零序(單相接地)保護，母聯采用過電流保護；高壓開關柜出線采用電流速斷、過流和零序(單相接地)保護。

3.2 低壓配電系統

低壓側選擇四臺環氧樹脂真空澆注節能型干式變壓器，接線組別為D,Yn11，將10kV降壓至380/220V。

低壓配電系統接線形式及運行方式為單母線分段方式運行，設置母聯開關，聯絡開關為手動操作。主進開關與聯絡開關之間設電氣聯鎖，任何情況下只能閉合其中的兩個開關。

低壓配電系統的接地形式采用TN-S系統，中性線與保護線PE在低壓配電系統中應嚴格分開。

低壓配電系統主接線圖如圖2所示。

圖2 酒店380/220V低壓接線圖

低壓配電系統保護配置如下：低壓主進、聯絡斷路器設過載長延時、短路短延時保護脫扣器，采用電動操作，其他低壓斷路器設過載長延時、短路瞬時脫扣器，部分回路設(分勵)脫扣器。

為保證消防負荷和重要負荷用電，酒店設置了柴油發電機作為應急電源。計算消防負荷與非消防狀態時的保障負荷后，按兩者計算值大者確定柴油發電機的容量為1MW。

3.3 功率因數補償

無功功率補償采用低壓集中自動補償與分散補償相結合的方式。在各臺變壓器低壓側設功率因數自動補償裝置，根據無功需要量進行分組自動投切。低壓側補償后的功率因數要求達到0.95以上。熒光燈、氣體放電燈單燈采用自帶高效電子鎮流器就地分散補償，補償后的功率因數要求達到0.9以上。

本工程每臺變壓器的電容器組設置了3～4組容量為10～15kVar的小容量電容器，以便在較小負荷情況下順利投切。為了有效地抑制諧波，采用電抗器與電容器組合的無功功率補償方式，即電抗器必須配合電容器組，對產生諧波的大量非線性負荷進行功率因數校正。

4 動力配電系統

4.1 動力負荷的配電方式

對單臺容量較大的負荷或重要負荷配電采用放射式，對一般設備配電采用放射式與樹干式相結合的方式。

各類負荷配電方式如下：

1)消防設備電源、消防報警電源、應急照明、安防設備電源、弱電電源等重要負荷采用雙電源供電，并在末端自動切換，電源直接引自變配電室。注意：未設置保護開關的PC級互投開關宜采用三段式，設置“0”位，用于檢修隔離；

2)生活水泵、排水泵、客梯等一級負荷，采用雙回路供電至末端配電箱互投；

3)二級負荷供電采用專用回路直接引自變、配電室；

4)制冷機等容量較大設備采用密集母線供電，直接引自變、配電室；

5)一般動力負荷采用單電源樹干式供電。

根據《通用用電設備配電設計規范》(GB 50055-2011)第2.2.2條對于電動機啟動時母線電壓下降的要求，采取以下措施：功率為變壓器容量1.5% ～ 4%的電動機，采用星三角啟動；功率為變壓器容量4%及以上的電動機，采用軟啟動；消防泵小于90kW的電動機采用直接啟動，功率大于等于90kW的電動機采用Y-△方式啟動。

考慮節能的要求和對電網質量的影響，空調機組、送排風機、水泵等大容量電動機采用變頻控制，變頻器采用12次脈沖，以減少5、7次諧波的影響，同時變頻器進出線處增加濾波裝置，以減少對電網的諧波影響。

4.2 配電一次設計與配電二次設計之間的配合

配電一次設計與配電二次電設計(末端配電)配合時需注意以下問題：

1)按使用功能及防火分區進行配電。

2)上下級斷路器之間應具備選擇性，其整定原則為：

(1)上級短延時整定值要大于下級斷路器瞬動整定值，并考慮可靠系數，公式為:Iset2.上級斷路器>1.2Iset3.下級斷路器；

(2)上級斷路器短路短延時整定值取0.1s～0.3s；

(3)上級斷路器在滿足靈敏性前提下，整定值應盡量大些，以免故障電流很大時導致上下級斷路器均瞬時動作，破壞選擇性。

3)有計量要求的功能區需設置計量電能表時，宜將計量電能表集中設置在配電豎井內的一次配電箱內，以便于統一管理。智能電表應帶數據遠傳接口，符合RS485、CANBUS、MODBUS等主流通訊協議，滿足樓宇自控系統接口要求。

5 照明配電系統

5.1 普通照明的配電及控制方式

塔樓客房層照明配電干線采用密集母線供電，在各層強電豎井內設置母線插接箱和樓層照明配電總箱，由照明配電總箱配電至各個客房內的末端照明配電箱。裙房及地下室的照明配電采用樹干式配電方式，在各層強電豎井內設照明配電總箱，由照明配電總箱放射式配電至各功能區域的末端照明配電箱。

酒店大堂、大堂吧、公共走道、宴會廳等精裝區域內的照明采用智能燈光控制系統。調光控制器采用分布式數字可編程調光控制系統。調光系統通過網絡將分布在各現場的控制器和控制面板聯接起來，共同完成集中管理和分區控制。調光系統具有本地控制、自動控制和中心控制多種控制方式。調光系統配置直接與網絡相連的時鐘管理器，能夠在預定時間開啟各個調光區域內燈光場景模式。

以酒店大堂為例，可將燈光場景設定為早晨、上午、中午、下午和晚間模式。根據事先設定的場景，由調光控制器自動調節各類燈具的亮度。

客房內的配電采用客房控制模塊(RCU)。對客房內照明、插座、空調、客房門狀態、來訪顯示設備進行智能控制，為客人提供舒適居住環境的同時，通過其智能化控制節約能源。客房控制系統的設備有管理主機、樓層網絡服務器、客房控制器、節電鑰匙盒和門磁開關等。系統聯網后，客房控制器接收前臺管理系統及客房內各受控設備的信號，并同自己存儲的信息相比較以作出判斷，然后再發出處理信息。客房控制器通過通信網絡同計算機連接起來組成酒店客房管理系統。

照明配電一次設計和二次設計需注意的問題：

1)需注意照明配電三相負荷平衡問題；

2)因調光系統的諧波電流較大，在選擇配電電纜時要考慮調光設備的三次諧波電流含量，當三次諧波含量大于33%時，應按中性線電流選擇相線和中性線截面；

3)各層強電豎井內樓層照明配電箱、各防火分區照明配電箱內應設置火災漏電報警探測器和火災分勵脫扣器。

5.2 應急照明負荷的配電及接線方式

應急照明系統采用雙回路供電，其中疏散照明回路經EPS供電。酒店各區域應急照明接線方式如下。

1)消防值班室、消防水泵房、防排煙機房、變配電室及發電機房、電話總機房、消防電梯機房等見圖3；

2)生活水泵房、鍋爐房、制冷機房、換熱站、空調機房、非消防風機房等設備機房見圖4；

圖4 應急照明接線圖(二)

3)后勤區辦公室、廚房、員工餐廳、工程部等見圖5；

圖5 應急照明接線圖(三)

4)大堂、宴會廳、餐廳、會議室、行政酒廊等公共區域見圖6；

5)后勤區、公共區、客房區的走道見圖7；

圖7 應急照明接線圖(五)

6)明樓梯間、暗樓梯間見圖8；

圖8 應急照明接線圖(六)

6 結束語

目前，國內高檔酒店的建設正處于迅速發展時期，建設豪華酒店在提升城市形象、改善地方旅游環境和投資環境等方面能夠發揮作用。因此做好酒店的配電系統設計，保障電力供應的可靠性顯得較為重要。希望本文的一些觀點對于酒店的電氣設計能夠起到拋磚引玉的作用，不足之處敬請指正。

[1] 中機中電設計研究院.低壓設計規范(GB 50054-2011)[S].北京：中國計劃版社，2012.

[2] 中國聯合工程公司.供配電系統設計規范(GB 50052-2009)[S].北京：中國計劃版社，2010.

[3] 中國建筑東北東北設計研究院.民用建筑電氣計規范(JGJ 16-2008)[S].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[4] 中國建筑東北設計研究院.民用建筑電氣計規范(JGJ 16-2008)[S].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[5] 公安部四川消防科學研究所.高層民用建筑設計防火規范(GB 50045-95(2005版))[S].北京：中國計劃版社，2005.

[6] 中國航空工業規劃設計研究院.工業與民用配電設計手冊[M](第3版).北京：中國電力出版社，2005.