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万达国内酒店和洛杉矶酒店供配电系统比较

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1楼2016-10-2115:17
近七八年内,万达酒店建立了自己的三星级、四星级、五星级品牌,迄今为止在全国范围内已经开业有近百家酒店,且已开始国外6家五星级酒店的建设。下面笔者将总结和分析万达的国内酒店与国外酒店的供配电系统设置。

1万达国内酒店供配电系统设置

万达四星级、五星级城市酒店的规模一般在4 ~ 5万m2,20层左右,设置地下两层为机房和后勤管理用房,1 ~ 4层的裙房为公共区,5层以上为客房层。
1.1方案Ⅰ
在方案阶段,供电系统设计首先估算酒店的用电量,根据面积负荷指标,按110 VA / m2估算,如4万m2的酒店,估算用电负荷为4 400 kVA,考虑变压器平均负荷率小于85 %,估算装机容量为5 000 kVA。设置两组变压器,一组变压器给照明负荷和消防负荷供电,另外一组变压器给动力负荷供电。

为了保障酒店的消防负荷用电,酒店设置柴油发电机,柴油发电机的容量估算为装机容量的25 %。当然酒店用电负荷需要在初步设计或施工图阶段,做出精确的负荷计算表,根据负荷计算表调整变压器和发电机容量。

酒店系统单独设置应急母线段,由柴油发电机和照明变压器组供电。酒店系统为了提高供电可靠性,还可以手动选择由柴油发电机给重要负荷供电。下面深入分析供配电系统的可靠性(如图1所示)。



首先,高压侧的可靠性保障。进线采用两路高压进线。每路进线容量为酒店负荷的100 %,正常时一路用50 % 负荷,两路互为热备用。如果一路高压进线发生问题,将通过高压联络柜联络,由剩下带电的一路高压进线给4台变压器供电,保证4台变压器处于有电状态。

第二,低压侧的可靠性保障。如果一台变压器发生故障,系统又将如何保证供电呢?

如图1所示,1#高压进线给T1、T3变压器供电,2#高压进线给T2、T4变压器供电。T1和T2变压器为一组变压器,在T1、T2变压器之间设置低压侧联络,1QA、2QA、3QA之间机械联锁,任何情况下只能闭合其中的两个开关。这也保障了1#进线和2#进线电源不会发生并联。

如果T1变压器发生故障,需要先切断不重要负荷供电,然后再手动投入低压侧母联开关3QA,只给Ⅰ段母线和Ⅱ段母线上的重要负荷供电,因为柴油发电机的容量不能负担两段母线上的所有负荷。

第三,对于重要负荷,如果发生两路市电都断电的情况,可切换为柴油发电机供电。

图1中,右侧的柴油发电机有三路出线。发电机G1 - 1出线,通过手动转换开关3MTSE投入到T3和T4变压器供电的第Ⅳ段和第Ⅴ段母线上。发电机G1 - 2出线,通过手动转换开关2MTSE投入到T1和T2供电的Ⅰ段和Ⅱ段母线段上。当T1和T2的主进开关均失电其辅助触点均闭合,或T3和T4的主进开关均失电其辅助触点均闭合,发电机10 s自启动。

但此时,发电机并非自动给正常母线段供电。2MTSE和3MTSE为手动转换单刀双掷负荷开关,仍保持在断电的市电端,由酒店管理公司人员判断是否为供电故障而非火灾状况。

当确认无火情后,酒店管理人员手动切除部分酒店非重要设备,使需供电的设备容量小于发电机的容量后,再将2MTSE和3MTSE手动转换到发电机供电端,由发电机供电到重要设备。这就实现了由发电机给酒店重要负荷供电,根据酒店管理的需要及运行需要,手动选择给哪些负荷供电,保证了供电的便利。

对于消防负荷的供电,系统单独设置了消防母线段 —— Ⅲ段母线,发电机的G1 - 3出线经过自动转换开关1ATSE给消防母线段供电。在市电正常供电时,自动转换开关1ATSE保持在市电供电侧,Ⅲ段母线与Ⅱ段母线连接,由T2变压器供电。

在二路市电失电,且又发生火灾的情况下,切断发电机出线到正常供电母线段的2个断路器7QA和8QA,9QA闭合,使发电机仅为Ⅲ段消防母线段供电,保障消防回路供电。当任何一路市政电源恢复供电时,经延时停止发电机工作。
1.2方案Ⅱ
由于供电局对高压的考虑不同,不是所有的酒店项目都能保证两路高压进线的联络,所以万达酒店的高压系统会有不同。但低压配电系统均采用图1中的结构。仅仅低压侧的联络,也能使一路市政供电故障时,由另一路市政供电给所有变压器供电,如图2所示。


如果1#高压进线发生故障,则T1和T3变压器将处于失电状态。此时2#高压进线有电,T2和T4变压器有电,Ⅱ段和Ⅴ段母线有电,1ATSE接通到市电端,所以消防母线段Ⅲ段母线也有电。T1、T2变压器之间有联络,通过联络,使Ⅰ段母线上有电;同样T3、T4变压器之间有联络,通过联络使Ⅳ段母线上也有电。但此时,T2变压器不能给两台变压器(T1和T2)的所有用电负荷供电,需要酒店管理人员选择50 % 的负荷供电。

同样T4变压器也只能满足50 % 的Ⅳ段和Ⅴ段母线负荷供电。基于这样的情况,高压不能联络,低压联络时一路高压进线最多带50 % 的酒店负荷,一路高压进线是不存在需要提供100 % 酒店负荷用电的情况。所以高压不联络时,高压进线的容量,每路只需申请酒店装机容量的50 % 就可以满足酒店的需要。
1.3柴油发电机容量选择
柴油发电机需要承担的负荷及容量选择,根据以下两种情况较大者确定(如表1所示)。




2万达洛杉矶酒店供配电系统设置

国外的五星级酒店,供电系统与国内形式不同。下面针对美国洛杉矶的项目进行分析。

万达洛杉矶文华酒店项目建筑面积4. 27万m2,其中车库1. 9万m2。地下两层为机房、酒店管理用房,另外还有酒店车库,酒店的部分公共区如宴会厅也设置在B1层。一层设接待大堂。2 ~5层为酒店客房;6 ~ 13层为公寓;14 ~ 15层为酒店会所。

洛杉矶项目经负荷计算确定酒店的整体用电量。在计算过程中,一个功能分区的用电负荷计算时不考虑需要系数。如宴会厅面积为1 500 m2,每平方米照明和小动力的用电负荷指标为120 VA,此区域内照明和小动力用电为180kVA。并且,计算到变压器端整个酒店所有用电负荷,也不考虑同期使用系数。所以整个酒店的用电负荷计算后,比国内酒店的单位用电负荷指标要高一些。

整个酒店的计算用电量为4 500 kVA,最后确定的变压器装机容量为5 000 kVA。洛杉矶的机电顾问考虑配电成本,建议分高区和低区设置两个变配电室:一个设置在B1层,给地下室和公共区供电,另一个设在屋面给14层和15层的会所供电。通过计算分析,14层和15层的用电量为1 200 kVA,如果在屋面设置一台1 600 kVA变压器,B1层设置两台1 600 kVA变压器,三台变压器之间的联络做法比较复杂,消防负荷的供电系统结构也属于非常规的做法。

另外,屋面变压器与B1层变压器之间的联络母线产生的成本比从B1层给高层会所供电母线的成本还要高。最后,确定设置两台2 500 kVA的变压器,集中设置在B1层的变配电室内,给酒店的所有负荷供电。照明和动力用电不分开设置变压器组。洛杉矶万达酒店供配电系统示意如图3所示。




美国强电系统的电压等级与国内有明显不同,所以变压系统有很大不同,需要两次变电。本系统的用电进线为16 kV,通过变压器变为低压三相480V用电。与国内系统不同的是,480V三相 / 277 V单相用电,一般三相动力设备供电采用480 V,普通荧光灯和节能灯用电采用277 V单相用电。

还有一些用电需要采用208 V三相 / 120 V单相供电,插座和风机盘管一般采用120 V单相供电,LED低压灯和低压卤素灯也可以采用120 V单相供电,一些功率小的三相设备采用208 V三相供电。主变压器只是由16 kV变压到480 V三相电源。插座和风盘用电还需要在末端配电箱内设置低压变压器,由480 V三相电源变压到208 V三相电源。

万达洛杉矶文华酒店的进线为16kV,由项目所在地区唯一的供电公司爱迪生供电公司供电。供电公司能提供两路中压进线,但两路中压进线只能在酒店的中压配电室内互投后再分配给TH1A变压器和TH1B变压器。这样两路中压进线的形式决定只能互为冷备用,即平时只用F1进线提供电源,F2进线电源平时不用。只有进线F1有故障时,才切换到F2进线供电。

并且,两路进线只设置1个高压计量电表。当地机电设计顾问提出,双路中压进线在美国民用项目中一般不采用,只有政府项目、军事项目等项目采用双路进线。项目公司对供电公司提供电源的可靠性进行调查,一路进线可靠性为99. 996 %,如果采用双路进线可靠性为99. 999 %。并且,采用双路进线,项目的成本造价有明显提高,综合考虑后,项目采用1路中压进线给酒店供电。

变压器TH1A和TH1B通过MSB - H1在低压侧联络,变压器的联络与两台变压器的主进开关联锁,3个开关只能有两个同时闭合。TH1A变压器故障时,TH1B变压器通过联络开关带两段母线上的负荷,但TH1B只能带酒店的50 % 负荷。在美国,低压配电系统一般都采用自动投入方式,因为负责维护的人工成本高。项目中,在每个母线段上选择出部分不重要的负荷,在低压配电柜处设置欠电压脱扣,保证在本段母线前的变压器失电时,这些负荷检测到欠电压并脱扣失电。如果TH1B带Ⅰ段母线上50 % 负荷和Ⅱ段母线段上的所有负荷,将超出变压器的容量。需要检测到TH1A变压器失电时,也同时自动切掉TH1B所带的Ⅱ段母线上的不重要负荷。

洛杉矶酒店的消防负荷,根据负荷的类型设置了多个母线段。生命安全负荷,即应急照明和疏散指示照明用电。ATSE1的两路进线分别从TH1A变压器和柴油发电机引来,ATSE1出线连接到400 A的母线段,再给相应类型的负荷供电。

ATSE1下级的消防母线带的负荷,都是单路电源供电。美国规范不要求双路电源末端互投形式,只在ATSE1处双电源互投即可满足要求。ATSE2出线连接到600 A母线段,给电梯类负荷(含客梯、货梯和消防用电梯)供电。

ATSE2带的母线并不只是给消防电梯供电,那么非消防电梯在火灾时切断怎么实现呢?

在末端客梯配电箱的进线处设置非消防电源切断,当发生火灾时,系统将从末端配电箱切断非消防用电。ATSE3出线到600 A母线段,给设备重要负荷供电。ATSE4出线到800 A母线段,给防排烟设备供电。ATSE5出线到800 A母线段,给重要负荷供电。

根据美国规范,除了消防负荷采用双路互投供电方式,建筑物内还可以有可选择的重要负荷,采用双路电源互投的供电方式。图中ATSE3和ATSE5的重要负荷为万达指定的酒店重要负荷。重要负荷含:餐厅及厨房排油烟风机,生活水泵(包括生活热水泵组),污水泵,所有乘客电梯,1台小规格制冷机(含配套冷冻泵、冷却泵和冷却塔),换热站(蒸汽或热水锅炉系统和循环配套设备),大堂、大堂吧、全日餐厅、总统套房和行政酒廊的空调机组,部分运营照明(大堂、宴会厅及宴会前厅的30 % 的灯具),宴会厅AV机房AV设备用电,总统套房和行政酒廊(照明及普通动力),擦窗机、航空障碍灯。

国内万达酒店项目中,重要负荷没有单独设置母线段,重要负荷分布在Ⅰ段母线、Ⅱ段母线、Ⅳ段母线、Ⅴ段母线上,发电机的一路出线供电到Ⅰ段母线、Ⅱ段母线上,发电机的另一条出线供电到Ⅳ段、Ⅴ段母线上,手动选择给重要负荷供电。

而洛杉矶文华酒店给重要负荷单独设了市政电源与发电机电源互投的两个母线段。洛杉矶文华项目不能采用国内的方式给重要负荷供电。因为如果发电机供电到正常母线段,会有停电时发电机给酒店正常负荷供电的可能性。这种情况下,使用柴油发电机会产生大量的废气,美国的环境保护部门对发电机的使用情况进行限制,这样的系统将不能通过环境保护部门的审批实施。给可选择的重要负荷单独设置母线段,用柴油发电机投入供电,符合美国的规范要求和环保部门要求。

3结语

通过上述分析,万达国内和洛杉矶供电系统的不同分别是:

变压等级不同,洛杉矶供电系统需要两次变压才能满足供电系统使用。

高压或中压进线不同,国内项目一般采用双路进线且高压联络方式,洛杉矶项目采用单路进线方式。

消防负荷的供电形式不同,国内项目采用单独消防母线段,末端配电箱互投方式供电。洛杉矶项目设置三段消防母线段,消防负荷不需要采用末端互投,只需要消防母线段互投即可。

柴油发电机的供电不同,国内项目柴油发电机可以给分布在正常照明和动力母线段上的重要负荷供电。洛杉矶项目柴油发电机不能供电到正常照明和动力母线段上,只能单独设置重要负荷母线段。
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  • 2楼
    这是大神的分享啊学习了
    2016-10-24 09:37
  • 3楼
    谢谢楼主的资料
    2016-10-24 14:29
  • 4楼
    大神楼主
    谢谢分享
    2016-10-24 14:34
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    2016-10-24 16:41
  • 6楼
    建筑电气上的文章
    2016-10-24 17:24
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    2016-10-25 09:51
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    2016-10-28 04:23
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    求洛杉矶城酒店图纸,可以分享一下么?
    2016-10-28 09:45

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