剧场建筑供电设计及谐波治理.docx

PowerSupplyDesignandHarmonicControlinTheaterBuildingsXiongXiaojun/WangZheng剧场建筑供电设计及谐波治理?($?%?????????,К?100044)???/?摘要本文依据国家相关规范，就剧院建筑中用电负荷分级确定、供电要求进行了阐述，对剧院建筑中舞台灯光设备所产生谐波的危害及治理措施等设计中常见问题进行了分析。关键词供电设计舞台灯光谐波治理AbstractAccordingtorelativenationalstandards,thispaperintroducestheconfirmationofelectricityloadandthedemandofpowersupplyintheaterbuildings,andanalysescommonproblemsindesignsuchastheharmfromharmonicwhichproducedbystagelightingequipmentsintheatersandthecontrolmeasures.Keywordspowersupplydesign,stagelighting,harmoniccontrol3电源及供配电系统1引言特、甲等剧场中舞台机械，舞台照明等设备用电当前,我国从中央到地方，大力支持文化建设，均为一级负荷，按照规范要求，应从两个不会同时损坏的变电站，分别引一路10kV电源，每路电源均能承担全部二级以上负荷，两路10kV电源同时工作，互为备用。当受条件制约，仅能提供一路10kV电源时，则应设置柴油发电机组作为第二电源。乙、丙等剧场的负荷分级确定应同时遵循一类或二类高层的负荷分级原则，负荷级别应按高者确定。若为一类高层建筑，则按一级负荷要求供电；否则按二级负荷要求，由两回线路供电或由一路10kV专用电缆供电。一级负荷中，特别重要负荷则应设置柴油发电机或UPS电源作为应急电源。设计过程中不难发现，剧场建筑中舞台机械、舞台灯光为主要用电负荷，且较大和集中。结合表1中负荷等级的确定及供电要求，特、甲等剧场应由变使得文化建设事业迅猛发展。剧场作为文化产业的前沿阵地，在全国各地的兴建也犹如雨后春笋一般，同时剧场建筑的设计也面临着新一轮的考验。在电气设计方面，作者在以往的工程实践中发现，舞台设备的供电、舞台调光设备产生的谐波危害及治理等问题尤为突出，这也是剧场电气设计的关键。2负荷分级及供电要求设计之初，用电负荷等级的确定尤为重要。首先应明确剧场等级。剧场建筑根据耐火等级及耐久年限可分为特、甲、乙、丙四个等级，其中，特等剧场的技术要求根据具体情况确定；其用电负荷等级确定及供电要求应符合相应规范要求，具体如表1所示。82PowerSupplyDistributionApril2013Vol.7No.2PowerSupplyDistribution表1剧场建筑用电负荷等级及供电要求配电室引独立的两路电源至舞台机械控制室、硅控室，并在控制室内设置双电源互投箱（柜）。乙、丙等剧场的舞台工艺用电则按三级负荷要求供电，由变配电室引单路电源至相应配电机房。其次，特、甲等剧场的空调机房、锅炉房等用电为二级负荷，由于空调机组较为分散，建议采用在适当位置（如：首层配电间）集中设置双电源互投箱的方式供电（此类负荷供电与大型商业的空调设备类似）。其他普通照明、电力等一般负荷则根据供电要求，采用放射式与树干式相结合的方式，对于单台容量较大的负荷或重要负荷放射式供电；对于照明及一般负荷采用树干式与放射式相结合的供电方式。另外，由于舞台灯光调光设备中晶闸管的使用产生谐波的干扰，势必对舞台灯光、音响系统等电声设备产生影响，这也直接影响到整场演出的效果。同样，在演出时，舞台机械设备的频繁启动，将引起电源电压的波动，然而舞台灯光设备对电源电压的波动非常敏感（规范要求变压器低压出线的波动不能超过额定电压的3%）。所以，舞台灯光与音响系统、电视转播设备宜由不同的变压器供电；舞台灯光、舞台机械也不宜接在同一台变压器上。形成的3次谐波在变压器铁件中引起的热损失可达变压器额定输出容量的16%，变压器不能满载使用。若在同等条件下电源变压器采用△/Y接线方式，由于△形回路为不对称零序电热构成通路，零序磁通相互抵消，使3次谐波产生的变压器铁件热损失仅为变压器额定容量的0.024%左右，变压器可以满载运行。另外Y/Y0接线方式比△/Y接线方式所引起的相电压偏移大得多。所以，剧场的电源变压器宜采用接线方式为△/Y0的变压器。5谐波的危害及治理措施当正弦波电压施加在非线性电路上时，电流就变成非正弦波，非正弦波电流在电网阻抗上产生压降，会使电压波形也变为非正弦波。对非正弦波进行傅立叶级数分解，其中频率与工频相同的分量称为基波，频率大于基波的