照明工程配電知識

1.    負荷等級

根據(jù)規(guī)范要求，將負責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）是否正常進行的影響。也就是說，體育建筑中的負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)播正常進行以及運動員水平正常發(fā)揮的負荷一般屬于一級負荷，凡中斷供電不影響賽事和轉(zhuǎn)播正常進行但影響室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的負荷一般屬于二級負荷，凡中斷供電不影響賽事和轉(zhuǎn)播正常進行及室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的一般屬于三級負荷。其它級別體育建筑的負荷等級依次類推。

由于體育館照明直接影響賽事（或體育活動）的正常進行，因此屬于體育建筑中負荷等級最高的負荷。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荷，甲級體育建筑的體育照明屬于一級負荷，乙級及以下體育照明屬于二級負荷。

2.    供電電源

不同等級負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)電機組（包括固定和臨時的發(fā)電機組）、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）         應急電源和備用電源。①特級體育建筑應設(shè)應急電源，臨時性重要負荷宜設(shè)備用電源。根據(jù)供電半徑，柴油發(fā)電機可分區(qū)設(shè)置。②甲級、以及體育建筑應為備用電源的接駁預留條件，丙級及以下等級的體育建筑可不設(shè)備用電源。③應急電源可為柴油發(fā)電機和蓄電池，備用電源應獨屬于正常電源，但不應采用燃氣發(fā)電機和蓄電池。④為應急電視轉(zhuǎn)播照明設(shè)置的應急電源裝置，當光源為高強氣體放電燈時，應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，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為標準，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為標準，即±140K（目前業(yè)內(nèi)對色溫波動最嚴格的控制指標是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，多由沖擊負荷的啟動運動引起，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)播用電視攝像機的拍攝質(zhì)量，所以系統(tǒng)設(shè)計應盡量減少電壓波動。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。對于照明末端負荷為單相負荷的，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，應有針對性的加以治理。

4）不平衡度。是指三相電力系統(tǒng)運行中三相不平衡的程度，主要有負荷不平衡、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荷平衡問題。負荷不平衡會導致系統(tǒng)損耗發(fā)熱加大，電壓偏高或偏低，影響設(shè)備正常運行。體育照明的末端負荷多為220V單相負荷或380V線間負荷，其配電系統(tǒng)的負荷的分配應盡量保持平衡，最大相負荷電流不易超過三相負荷平均值的115%，最小相負荷電流不宜小于三相負荷平均值的85%。