照明工程配電知識

1.    負(fù)荷等級

根據(jù)規(guī)范要求，將負(fù)責(zé)按照其對供電可靠性的要求以及終端供電造成的影響、經(jīng)濟(jì)上的損失程度、人員傷亡情況等分為三級。對于體育建筑，則直接反映為對賽事（或體育活動）是否正常進(jìn)行的影響。也就是說，體育建筑中的負(fù)荷等級劃分基本是按照對賽事影響程度的大小以及是否影響賽事來進(jìn)行的。例如，甲級及特級體育建筑中，凡中斷供電會直接或間接影響賽事和轉(zhuǎn)播正常進(jìn)行以及運(yùn)動員水平正常發(fā)揮的負(fù)荷一般屬于一級負(fù)荷，凡中斷供電不影響賽事和轉(zhuǎn)播正常進(jìn)行但影響室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的負(fù)荷一般屬于二級負(fù)荷，凡中斷供電不影響賽事和轉(zhuǎn)播正常進(jìn)行及室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的一般屬于三級負(fù)荷。其它級別體育建筑的負(fù)荷等級依次類推。

由于體育館照明直接影響賽事（或體育活動）的正常進(jìn)行，因此屬于體育建筑中負(fù)荷等級最高的負(fù)荷。按照現(xiàn)行規(guī)范要求，特級體育建筑的體育照明屬于特別重要一級負(fù)荷，甲級體育建筑的體育照明屬于一級負(fù)荷，乙級及以下體育照明屬于二級負(fù)荷。

2.    供電電源

不同等級負(fù)荷對供電的可靠性要求也不相同，同時需要兼顧技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性和業(yè)主的特殊要求。根據(jù)國內(nèi)目前的工程實施現(xiàn)狀，特級體育建筑的體育照明一般需要兩個及以上的電源為其供電，且必須設(shè)置獨立的備用電源。其供電電源包括兩路及以上獨立的市電電源（一般來自不同的上級降壓站）和各自形式的備用電源，如柴油發(fā)電機(jī)組（包括固定和臨時的發(fā)電機(jī)組）、蓄電池類電源裝置等。甲級體育建筑的體育照明供電電源可以是兩路或以上獨立的市電電源（一般來自不同的上級降壓站），備用電源則可以根據(jù)業(yè)主的要求確定是否設(shè)置，備用電源的形式同上。乙級及以下建筑的體育照明可以由兩條或兩回市電電源供電，若受條件限制，可以由1路市電電源和自備備用電源供電。08D800-1《民用建筑電氣設(shè)計要點》中的規(guī)定可以給讀者提供幫助。

1）         正常電源，①乙級及以上的體育建筑電源數(shù)量不應(yīng)少于兩個，丙級體育建筑電源數(shù)量宜為兩個，其它體育建筑可采用一個電源。特級、甲級場館的兩路電源應(yīng)為不同路由的線路。②中小型體育建筑宜采用380V電源，特大型、大型體育建筑術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較可采用35KV或110KV電壓等級的電源供電。③特級體育建筑應(yīng)采用專線電源供電，甲級體育建筑宜采用專線電源供電。

2）         應(yīng)急電源和備用電源。①特級體育建筑應(yīng)設(shè)應(yīng)急電源，臨時性重要負(fù)荷宜設(shè)備用電源。根據(jù)供電半徑，柴油發(fā)電機(jī)可分區(qū)設(shè)置。②甲級、以及體育建筑應(yīng)為備用電源的接駁預(yù)留條件，丙級及以下等級的體育建筑可不設(shè)備用電源。③應(yīng)急電源可為柴油發(fā)電機(jī)和蓄電池，備用電源應(yīng)獨屬于正常電源，但不應(yīng)采用燃?xì)獍l(fā)電機(jī)和蓄電池。④為應(yīng)急電視轉(zhuǎn)播照明設(shè)置的應(yīng)急電源裝置，當(dāng)光源為高強(qiáng)氣體放電燈時，應(yīng)采用在線式電源裝置，蓄電池放電時間宜不少于15min。

3.    電能質(zhì)量

1）電壓偏差。電壓偏差一般與供電電壓、變壓器設(shè)置、系統(tǒng)和線路阻抗及負(fù)荷平衡等因素相關(guān)，是一個供電系統(tǒng)中固有的電能質(zhì)量指標(biāo)，在很長時間內(nèi)會以較穩(wěn)定的幅度出現(xiàn)。

一般來講，照明設(shè)備的端電壓偏差允許值為±5%。電壓的升高和降低主要影響照明設(shè)備的壽命、光通量輸出和色溫。圖9-1是目前常用的體育照明光源短弧金鹵燈MHN-SA的電壓特性曲線圖。由圖中可見，電壓偏差為±5%時，色溫的變化約為±4%，若以5600K為標(biāo)準(zhǔn)，即±224K；光通量輸出的變化約為±12.5%；電壓偏差為±4%時，色溫的變化約為±2.5%，以5600K為標(biāo)準(zhǔn)，即±140K（目前業(yè)內(nèi)對色溫波動最嚴(yán)格的控制指標(biāo)是150K），光通量輸出的變化約為±8%因此，為了獲得場地照明中同型號燈具一致的光輸出特征，場地照明燈具端子處電壓偏差允許值建議滿足下列要求：

①    乙級及以下場館的場地照明，220/380V±5%；

②    特級和甲級場館的場地照明，220/380V±2%；

③    重要比賽場地的燈頭末端電壓偏移相互間不宜大于±1%。

 2）電壓波動。與電壓偏差相比，電壓波動則是指電壓的快速變化，多由沖擊負(fù)荷的啟動運(yùn)動引起，出現(xiàn)時間很短。但由圖9-1可見，短時間內(nèi)的電壓波動也會引起光源光通量輸出和色溫的波動，且色溫對電壓的波動更為敏感。而色溫波動直接影響轉(zhuǎn)播用電視攝像機(jī)的拍攝質(zhì)量，所以系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)盡量減少電壓波動。在工程設(shè)計中，往往通過將體育照明供配電系統(tǒng)單獨設(shè)置來盡量減少因其它大波動負(fù)荷對體育照明的影響。單獨設(shè)置的體育照明供電系統(tǒng)包括獨立變壓器、低壓配電回路等。

          圖9-1

3）諧波抑制。對于照明末端負(fù)荷為單相負(fù)荷的，產(chǎn)生的諧波多為3次諧波。圖9-2為水利方體育照明回路中的諧波含量。如果體育照明的供電電源中包括蓄電池類電源裝置，則諧波含量還會增加。圖中可以看出，三相上3次諧波含量最多，均在21%以上；其次是5次諧波，在11%以上；11次諧波局第三位，達(dá)6%以上；7次和13次諧波含量也不少，均在3%以上；9次和15次諧波含量較少，尤其15諧波可以忽略不計。

                                圖9-2

   所以在設(shè)計時需考慮濾波裝置的安裝空間以及對蓄電池類電源裝置諧波含量的抑制措施。不同品牌、不同型號的體育照明燈具，其諧波含量是不同的，應(yīng)有針對性的加以治理。

4）不平衡度。是指三相電力系統(tǒng)運(yùn)行中三相不平衡的程度，主要有負(fù)荷不平衡、系統(tǒng)三相阻抗不對成以及消弧線圈的不正確協(xié)調(diào)引起。這里主要指三相照明線路的負(fù)荷平衡問題。負(fù)荷不平衡會導(dǎo)致系統(tǒng)損耗發(fā)熱加大，電壓偏高或偏低，影響設(shè)備正常運(yùn)行。體育照明的末端負(fù)荷多為220V單相負(fù)荷或380V線間負(fù)荷，其配電系統(tǒng)的負(fù)荷的分配應(yīng)盡量保持平衡，最大相負(fù)荷電流不易超過三相負(fù)荷平均值的115%，最小相負(fù)荷電流不宜小于三相負(fù)荷平均值的85%。