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照明工程配電知識

發布日期:2012-05-05

1.    負荷等級

根據規範要求,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、經濟上的損失程度、人員傷亡情況等分為三級。對於體育建築,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,體育建築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,甲級及特級體育建築中,凡中斷供電會直接或間接影響賽事和轉播正常進行以及運動員水平正常發揮的負荷一般屬於一級負荷,凡中斷供電不影響賽事和轉播正常進行但影響室內環境質量的負荷一般屬於二級負荷,凡中斷供電不影響賽事和轉播正常進行及室內環境質量的一般屬於三級負荷。其它級別體育建築的負荷等級依次類推。

由於體育館照明直接影響賽事(或體育活動)的正常進行,因此屬於體育建築中負荷等級最高的負荷。按照現行規範要求,特級體育建築的體育照明屬於特別重要一級負荷,甲級體育建築的體育照明屬於一級負荷,乙級及以下體育照明屬於二級負荷。

2.    供電電源

不同等級負荷對供電的可靠性要求也不相同,同時需要兼顧技術經濟的合理性和業主的特殊要求。根據國內目前的工程實施現狀,特級體育建築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,如柴油發電機組(包括固定和臨時的發電機組)、蓄電池類電源裝置等。甲級體育建築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業主的要求確定是否設置,備用電源的形式同上。乙級及以下建築的體育照明可以由兩條或兩回市電電源供電,若受條件限製,可以由1路市電電源和自備備用電源供電。08D800-1《民用建築電氣設計要點》中的規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築電源數量不應少於兩個,丙級體育建築電源數量宜為兩個,其它體育建築可采用一個電源。特級、甲級場館的兩路電源應為不同路由的線路。②中小型體育建築宜采用380V電源,特大型、大型體育建築術、經濟比較可采用35KV或110KV電壓等級的電源供電。③特級體育建築應采用專線電源供電,甲級體育建築宜采用專線電源供電。

2)         應急電源和備用電源。①特級體育建築應設應急電源,臨時性重要負荷宜設備用電源。根據供電半徑,柴油發電機可分區設置。②甲級、以及體育建築應為備用電源的接駁預留條件,丙級及以下等級的體育建築可不設備用電源。③應急電源可為柴油發電機和蓄電池,備用電源應獨屬於正常電源,但不應采用燃氣發電機和蓄電池。④為應急電視轉播照明設置的應急電源裝置,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於15min。

3.    電能質量

1)電壓偏差。電壓偏差一般與供電電壓、變壓器設置、係統和線路阻抗及負荷平衡等因素相關,是一個供電係統中固有的電能質量指標,在很長時間內會以較穩定的幅度出現。

一般來講,照明設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(目前業內對色溫波動最嚴格的控製指標是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於±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,多由衝擊負荷的啟動運動引起,出現時間很短。但由圖9-1可見,短時間內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播用電視攝像機的拍攝質量,所以係統設計應盡量減少電壓波動。在工程設計中,往往通過將體育照明供配電係統單獨設置來盡量減少因其它大波動負荷對體育照明的影響。單獨設置的體育照明供電係統包括獨立變壓器、低壓配電回路等。

          圖9-1

3)諧波抑製。對於照明末端負荷為單相負荷的,產生的諧波多為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製措施。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。是指三相電力係統運行中三相不平衡的程度,主要有負荷不平衡、係統三相阻抗不對成以及消弧線圈的不正確協調引起。這裏主要指三相照明線路的負荷平衡問題。負荷不平衡會導致係統損耗發熱加大,電壓偏高或偏低,影響設備正常運行。體育照明的末端負荷多為220V單相負荷或380V線間負荷,其配電係統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於三相負荷平均值的85%。

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