某五星级酒店供配电设计

乌江津/ 黄朝晖 / 肖 栋

(1.大连市建筑设计研究院有限公司， 辽宁 大连 116021； 2.重庆市设计院， 重庆 400015)

1 引言

根据酒店内功能区域及设计、招标、施工的先后顺序，五星级酒店的供配电设计可以划分为一次设计和二次设计。其中，一次设计范围为：高低压配电室、主要设备机房、各楼层强电竖井等配电设计；二次设计的范围为：精装修公共区、客房区、后勤区域的配电设计。现以笔者参与设计和驻场服务的某五星级酒店项目为例，介绍酒店的供配电设计及注意问题。

该酒店项目总建筑面积约4.7万m2,地上建筑面积约4万m2，地下建筑面积约0.7万m2，建筑高度约98m。酒店地下两层,地上裙房为四层及设备夹层,塔楼为16层。地下2层为制冷机房、换热站、水泵房、洗衣机房、风机房、办公室及仓库等；地下1层为变配电室、柴发机房、IT机房、空调机房、员工厨房、餐厅及办公室等；首层为酒店大堂、大堂吧、全日制餐厅、消防控制室及办公室等；2层为中餐厅、特色餐厅及餐饮包房等；3层为宴会厅和会议室；4层为游泳池、健身房及机电设备夹层；5～20层为普通客房,其中16层包含行政酒廊,17层包含总统套房；屋顶为消防水箱间和设备机房等。

2 酒店负荷等级划分及负荷计算

2.1 酒店负荷等级的确定

根据《供配电系统设计规范》(GB 50052-2009)和《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-1995)(2005年版)第3.0.1条，可确定该建筑内的用电负荷分级如下。

酒店内的消防设备用电、锅炉房、水泵房、换热站、普通客梯、防冻电加热设备、厨房冷库、事故排风机、人员密集的主要通道照明、总统套、行政酒廊、残疾人客房等为一级负荷，其中电话及网络机房、安防与消防控制中心、卫星电视机房为一级负荷中特别重要负荷。货梯及自动扶梯电源，经营用冷冻、冷藏系统电源，空调系统为二级负荷。

2.2 酒店用电负荷估算

在电气方案设计阶段，精装设计、厨房设计、灯光设计尚未参与到项目设计中，因此采用单位面积功率法和单位指标法估算负荷。酒店各区域的用电负荷可参考表1中的经验数值估算。

表1 酒店常用负荷单位功率指标

在方案设计阶段，变压器容量可按110VA/m2估算，正常工作时的负载率约为80%。

2.3 负荷计算

在酒店电气一次设计的施工图设计阶段，各设备机房的用电负荷已基本确定，但精装区设计、后勤厨房设计尚未完成，因此采用需要系数法与单位面积功率法相结合的方法进行负荷计算。

对已明确的机房内负荷，采用《工业与民用配电设计手册》(第三版)中表1-2和表1-3中的需要系数、功率因数进行计算；对精装区、后勤区未明确的负荷仍需要用表1中的数据进行估算。

经计算，本酒店内的照明总用电负荷约为2 100kVA,动力负荷约为2 200kVA，据此选用4台1 250kVA的干式变压器，照明负荷与动力负荷各配置2台变压器，2台变压器之间可互为备用。

3 酒店供配电设计及应注意问题

3.1 高低压配电系统

与市政供电部门协商后，由其提供两路独立10kV 电源，每路电源可承担变压器总装机容量的100%，平时两路高压电源同时使用，每路电源各负担50%负荷，互为热备用。

10kV电源系统主接线采用单母线分段方式运行，设母联开关，平时两段母线分列运行，当一路电源故障时，通过手动操作联络开关，另一路电源负担全部负荷。高压主进开关与联络开关之间设电气连锁，任何情况下只能闭合其中的两个开关。

酒店10kV高压配电系统如图1所示。

图1 酒店10kV高压配电系统图

10kV高压系统的继电保护配置如下：高压进线采用电流速断、过流和零序(单相接地)保护，母联采用过电流保护；高压开关柜出线采用电流速断、过流和零序(单相接地)保护。

3.2 低压配电系统

低压侧选择四台环氧树脂真空浇注节能型干式变压器，接线组别为D,Yn11，将10kV降压至380/220V。

低压配电系统接线形式及运行方式为单母线分段方式运行，设置母联开关，联络开关为手动操作。主进开关与联络开关之间设电气联锁，任何情况下只能闭合其中的两个开关。

低压配电系统的接地形式采用TN-S系统，中性线与保护线PE在低压配电系统中应严格分开。

低压配电系统主接线图如图2所示。

图2 酒店380/220V低压接线图

低压配电系统保护配置如下：低压主进、联络断路器设过载长延时、短路短延时保护脱扣器，采用电动操作，其他低压断路器设过载长延时、短路瞬时脱扣器，部分回路设(分励)脱扣器。

为保证消防负荷和重要负荷用电，酒店设置了柴油发电机作为应急电源。计算消防负荷与非消防状态时的保障负荷后，按两者计算值大者确定柴油发电机的容量为1MW。

3.3 功率因数补偿

无功功率补偿采用低压集中自动补偿与分散补偿相结合的方式。在各台变压器低压侧设功率因数自动补偿装置，根据无功需要量进行分组自动投切。低压侧补偿后的功率因数要求达到0.95以上。荧光灯、气体放电灯单灯采用自带高效电子镇流器就地分散补偿，补偿后的功率因数要求达到0.9以上。

本工程每台变压器的电容器组设置了3～4组容量为10～15kVar的小容量电容器，以便在较小负荷情况下顺利投切。为了有效地抑制谐波，采用电抗器与电容器组合的无功功率补偿方式，即电抗器必须配合电容器组，对产生谐波的大量非线性负荷进行功率因数校正。

4 动力配电系统

4.1 动力负荷的配电方式

对单台容量较大的负荷或重要负荷配电采用放射式，对一般设备配电采用放射式与树干式相结合的方式。

各类负荷配电方式如下：

1)消防设备电源、消防报警电源、应急照明、安防设备电源、弱电电源等重要负荷采用双电源供电，并在末端自动切换，电源直接引自变配电室。注意：未设置保护开关的PC级互投开关宜采用三段式，设置“0”位，用于检修隔离；

2)生活水泵、排水泵、客梯等一级负荷，采用双回路供电至末端配电箱互投；

3)二级负荷供电采用专用回路直接引自变、配电室；

4)制冷机等容量较大设备采用密集母线供电，直接引自变、配电室；

5)一般动力负荷采用单电源树干式供电。

根据《通用用电设备配电设计规范》(GB 50055-2011)第2.2.2条对于电动机启动时母线电压下降的要求，采取以下措施：功率为变压器容量1.5% ～ 4%的电动机，采用星三角启动；功率为变压器容量4%及以上的电动机，采用软启动；消防泵小于90kW的电动机采用直接启动，功率大于等于90kW的电动机采用Y-△方式启动。

考虑节能的要求和对电网质量的影响，空调机组、送排风机、水泵等大容量电动机采用变频控制，变频器采用12次脉冲，以减少5、7次谐波的影响，同时变频器进出线处增加滤波装置，以减少对电网的谐波影响。

4.2 配电一次设计与配电二次设计之间的配合

配电一次设计与配电二次电设计(末端配电)配合时需注意以下问题：

1)按使用功能及防火分区进行配电。

2)上下级断路器之间应具备选择性，其整定原则为：

(1)上级短延时整定值要大于下级断路器瞬动整定值，并考虑可靠系数，公式为:Iset2.上级断路器>1.2Iset3.下级断路器；

(2)上级断路器短路短延时整定值取0.1s～0.3s；

(3)上级断路器在满足灵敏性前提下，整定值应尽量大些，以免故障电流很大时导致上下级断路器均瞬时动作，破坏选择性。

3)有计量要求的功能区需设置计量电能表时，宜将计量电能表集中设置在配电竖井内的一次配电箱内，以便于统一管理。智能电表应带数据远传接口，符合RS485、CANBUS、MODBUS等主流通讯协议，满足楼宇自控系统接口要求。

5 照明配电系统

5.1 普通照明的配电及控制方式

塔楼客房层照明配电干线采用密集母线供电，在各层强电竖井内设置母线插接箱和楼层照明配电总箱，由照明配电总箱配电至各个客房内的末端照明配电箱。裙房及地下室的照明配电采用树干式配电方式，在各层强电竖井内设照明配电总箱，由照明配电总箱放射式配电至各功能区域的末端照明配电箱。

酒店大堂、大堂吧、公共走道、宴会厅等精装区域内的照明采用智能灯光控制系统。调光控制器采用分布式数字可编程调光控制系统。调光系统通过网络将分布在各现场的控制器和控制面板联接起来，共同完成集中管理和分区控制。调光系统具有本地控制、自动控制和中心控制多种控制方式。调光系统配置直接与网络相连的时钟管理器，能够在预定时间开启各个调光区域内灯光场景模式。

以酒店大堂为例，可将灯光场景设定为早晨、上午、中午、下午和晚间模式。根据事先设定的场景，由调光控制器自动调节各类灯具的亮度。

客房内的配电采用客房控制模块(RCU)。对客房内照明、插座、空调、客房门状态、来访显示设备进行智能控制，为客人提供舒适居住环境的同时，通过其智能化控制节约能源。客房控制系统的设备有管理主机、楼层网络服务器、客房控制器、节电钥匙盒和门磁开关等。系统联网后，客房控制器接收前台管理系统及客房内各受控设备的信号，并同自己存储的信息相比较以作出判断，然后再发出处理信息。客房控制器通过通信网络同计算机连接起来组成酒店客房管理系统。

照明配电一次设计和二次设计需注意的问题：

1)需注意照明配电三相负荷平衡问题；

2)因调光系统的谐波电流较大，在选择配电电缆时要考虑调光设备的三次谐波电流含量，当三次谐波含量大于33%时，应按中性线电流选择相线和中性线截面；

3)各层强电竖井内楼层照明配电箱、各防火分区照明配电箱内应设置火灾漏电报警探测器和火灾分励脱扣器。

5.2 应急照明负荷的配电及接线方式

应急照明系统采用双回路供电，其中疏散照明回路经EPS供电。酒店各区域应急照明接线方式如下。

1)消防值班室、消防水泵房、防排烟机房、变配电室及发电机房、电话总机房、消防电梯机房等见图3；

2)生活水泵房、锅炉房、制冷机房、换热站、空调机房、非消防风机房等设备机房见图4；

图4 应急照明接线图(二)

3)后勤区办公室、厨房、员工餐厅、工程部等见图5；

图5 应急照明接线图(三)

4)大堂、宴会厅、餐厅、会议室、行政酒廊等公共区域见图6；

5)后勤区、公共区、客房区的走道见图7；

图7 应急照明接线图(五)

6)明楼梯间、暗楼梯间见图8；

图8 应急照明接线图(六)

6 结束语

目前，国内高档酒店的建设正处于迅速发展时期，建设豪华酒店在提升城市形象、改善地方旅游环境和投资环境等方面能够发挥作用。因此做好酒店的配电系统设计，保障电力供应的可靠性显得较为重要。希望本文的一些观点对于酒店的电气设计能够起到抛砖引玉的作用，不足之处敬请指正。

[1] 中机中电设计研究院.低压设计规范(GB 50054-2011)[S].北京：中国计划版社，2012.

[2] 中国联合工程公司.供配电系统设计规范(GB 50052-2009)[S].北京：中国计划版社，2010.

[3] 中国建筑东北东北设计研究院.民用建筑电气计规范(JGJ 16-2008)[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[4] 中国建筑东北设计研究院.民用建筑电气计规范(JGJ 16-2008)[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[5] 公安部四川消防科学研究所.高层民用建筑设计防火规范(GB 50045-95(2005版))[S].北京：中国计划版社，2005.

[6] 中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M](第3版).北京：中国电力出版社，2005.