改造项目配电扩容的优化与应用

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INSTALLATION
2024.3
张聪
（中铁建设集团有限公司 北京 100000）
摘 要：酒店改造一般是改造装修和机电，本文在酒店机房改造中，从设备更新角度出发，新增了用电需求，通过对电气容量进行验算，分析配电扩容方案，为改造项目电气扩容积累了实践经验。

关键词：改造 配电 扩容
中图分类号：TU852 文献标识码：B 文章编号：1002-3607（2024）03-0077-03
改造项目配电扩容的优化与应用
老旧酒店项目逐渐不能适应市场体验、能耗及维护需求。

近年来酒店改造项目越来越多，酒店改造讲究安全提质增效，更换拥有低能耗、环保、寿命长等要求的设备，增加又监又控的自动控制系统，既能满足顾客体验，又能降低能耗，方便运营维护。

1 工程概况
某一酒店改造项目建于2004年，改造建筑面积约8376m 2，其中机房约500m 2。

改造前机房冷源设备为直燃型溴化锂吸收式冷热水机组。

2004年天然气单价约为1.5元/m 3，商业用电平均价格约为1.18元/kWh；2023年天然气单价为3.2元/m 3
，商业用电平均价格为0.67元/kWh。

同最初建设时相比，天然气价格上涨113%，电价下降43%，继续使用天然气能耗成本大大增加。

现要求打造高效机房，高效冷水机组，冷冻水泵等采用配置变频控制的设备，配套群控系统，水系统管道选用电动切换阀门，实现远程监控与自动切换控制，提高空调系统整体能效。

项目原有1个变配电所，设置两台1250kVA变压器。

变配电所期间已经改造过两次，现有低压柜无剩余馈出开关。

2 设备更新及配电扩容优化与应用
2.1 根据能耗确定设备更新参数
根据美国采暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE）提出的标准，采用“冷水机房全年综合能效”评价冷水机房是否高效，综合能效COP5.0以上的为高效机房[1]。

其计算依据如下：结合不同品牌设备的运行曲线，综合考虑其能耗、价格、选型确定设备，与改造前能耗进行对比。

改造前后能源成本对比见表1。

Q （总冷量）
W (冷机)+W (冷冻泵)+W (冷却泵)+W (冷却塔)
COP=
表1 改造前后能源成本对比
制冷模式（165天）
项目改造前改造后生产方式
溴化锂直燃型机组
高效冷水机组
COP 1.15 5.06能源种类燃油+天然气电
实际热值8600kcal/m³（天然气）860kcal/kWh（电）燃料价格 3.2元/m³（天然气）
0.67元/kWh（电）
日消耗燃料2428m³5504kWh 日运行费用7769元3687元设备寿命15年15年年运行能源费用
128万元
61万元
改造前冷源为直燃型溴化锂吸收式冷热水机组，改造后采用冷源为离心式和螺杆式冷水机组。

改造前后机房主要设备及参数见表2、表3。

表2 改造前机房主要负荷
设备名称规格/kW 数量/台
总功率/kW 溴化锂机组14.25228.5冷却泵455225冷冻泵
454
180合计
433.5
表3 改造后机房主要负荷
设备名称规格/kW 数量/台
总功率/kW 变频离心冷水机组400.31400.3定频离心冷水机组391.11391.1变频螺杆冷水机组
232.41232.4冷却水泵30260552110冷冻水泵
373111752
150合计
1454.8
ANZHUANG
2024年第3期
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2.2 确定改造后新增用电量
改造后设备用电负荷增量主要集中在溴化锂直燃型机组更换为变频离心式和螺杆式冷水机组及配套水泵，电量增加约为1000kW，酒店其余设备在改造期间电量变化不大，主要考虑冷水机组及其配套泵组带来的用电负荷增量，新增设备皆自带启动柜和控制柜。

酒店制冷运行工况为高峰时期一台离心机组加一台螺杆机组，两台冷却水泵加两台冷冻水泵，总负荷为892.7kW（见表4）。

设备断电时，单台1250kVA变压器的负载率达118.87%， 可短时（约2h）满足原酒店高峰时期的用电量和新增设备的用电量[3]。

2.4 低压扩容配电方案
结合酒店现有供电设备及新增用电需求分析得出，原有高压及变压器容量满足改造后用电。

现在需要扩容低压部分。

方案一：常规设计方案在变电所内原低压柜后新增两台低压出线柜，出线采用800A的密集型母线为新增加冷源设备配电间供电。

经过现场踏勘，原有变电所房间尺寸小，新增低压柜尺寸1000mm×600mm×2200mm，原低压柜后新增低压柜将压缩现有通道，柜侧通道不能满足0.8m，不能满足规范。

当成排布置的配电柜长度大于6m时，柜后面的通道应设置两个出口。

增加低压柜前变电所布置见图1。

表4 改造后机房高峰期运行负荷
设备名称规格/kW 数量/台
总功率/kW 变频离心冷水机组400.31400.3变频螺杆冷水机组
232.41232.4冷却水泵552110冷冻水泵
752
150合计
892.7
表5 断电情况下单台1250kVA变压器负载率估算
设备组Pn/kW K.C COSφP js /kW Q js / kVAR S js /kVA I js /A 新增设备电量892.7
0.90
0.85803.43498.13945.21
1436.14
功率因数补偿至0.950.95803.43
265.13补偿的电容量232.99安装的电容量180.00自动补偿量180892.7
0.90
0.93803.43
321.37863.90
1312.60
变压器功率损耗
8.97
44.83合计
0.91812.40
366.20
892.75
1356.43酒店高峰时期用电量1200×0.85
原酒店高峰运行时所带一、二级负荷占总负
荷的85%1020.00
总计
2376.43乘总同时系数0.952257.61变压器选择1250.00
1899.20变压器负载率
118.87%2.3 计算改造后变压器负载率
根据业主资料，酒店目前已完成高压电力扩容改造，现有变压器容量为2台1250kVA变压器，用电高峰期只使用单台变压器，电流约1200A。

1250kVA变压器二次侧额定电流约为1899A，则运行高峰时期单台变压器负载率约为63.2%。

项目改造后期望适配五星级酒店标准，根据 GB 51348-2019《民用建筑电气设计标准》3.3.2同时供电的双重电源供配电系统中，其中一个回路中断供电时，其余线路应能满足全部一级负荷及二级负荷的供电要求[2]。

断电情况下单台1250kVA变压器负载率估算见表5，当一路
方案二：在变电所内母联低压柜后选取馈线较少的AL104柜，在其背后放置新增的低压柜AL101’[4]，出线采用800A的密集型母线为新增加冷源设备配电间供电。

系统图见图2，平面图见图3。

方案三：新增加冷源设备配电间隔壁有一原冷源配电房间，此房间现空置，拟在此空置房间中新增变压器一台，独立负责冷源机房设备供电。

平面布置见图4。

方案四：在变电所低压柜柜顶连接母排上直接连接800A母线给新增加冷源设备配电间供电。

系统图见图5。

2.5 方案比选
方案一虽然是常规设计方案，但是违背规范，不能采纳。

方案二满足规范，新增低压柜两台，新增800A母线。

方案三新增变压器一台，不新增低压柜，新增800A
图1 原变电所布置图
变电所
AL101AL201AL202AL203AL204AL205AL206AL207
900
ATS1
ATS2
900
900
1400
1400
900
1000
800
800
AL102AL103AL104AL105AL106AL107
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图3 新增低压柜变电所平面布置
图4 新增变压器配电平面布置图
图5 低压柜顶母排连接母线槽系统图
AL201-2
AL101-2B1APslj1B1APslj2B1APslj3B1APlqs B1APlds B1APrb B1APglf1群控柜启动柜
T P 1
B1APlqt APsxl-泳池
变压器，配电形成一个独立供配电单元，后期运维、改造或消防切非时也方便管理。

经过与业主及设计协商，考虑酒店园区内高低压已经扩容两次，且考虑投资成本和运维安全最终选取方案二。

3 结语
本文通过对改造工程设备更新的参数选择，确定新增设备用电负荷，验算既有变电所变压器容量。

明确扩容端为低压配电端，分析对比了几种低压配电扩容方案，最终选择出适合本项目的低压配电扩容方案。

参考文献：
[1] 高效空调制冷机房评价标准：T/CECS 1100-2022[S].
[2] 民用建筑电气设计标准：GB 51348-2019[S].
[3] 供配电系统设计规范：G B 50052-2009[S].北京：中国计划出版社，2009.
[4] 低压配电设计规范：GB 50054-2011[S].北京：中国计划出版
社，2012.。