南通大劇院舞臺燈光配電系統三相平衡及調整方法

陳志兵

摘 要：隨著社會經濟發展，人們生活水平不斷提高，在滿足物質層面的需求后，人們對精神層面的需求也日益豐富，而劇院作為藝術文化傳播的重要場所，越來越多的人喜歡去劇場觀看藝術演出和戲劇表演，而劇場舞臺燈光作為演出過程中重要的組成元素，對戲劇舞臺發揮著藝術渲染的重要作用。劇場的舞臺燈光控制是基于燈光配電系統完成的，而舞臺燈光配電系統的三相平衡是影響燈光效果的重要因素。因此，本文就以南通大劇院為例，探究如何保證舞臺燈光配電系統三相平衡，并分析其調整方法。

關鍵詞：南通大劇院;舞臺燈光;配電系統;三相平衡;調整方法

南通大劇院包含五大單體，分別為歌劇院（1600座）、音樂廳（1200座）、戲劇院（600座）、多功能廳（400座）、少年活動中心兒童劇院（300座）。劇院五大單體的綜合用電量十分龐大，劇場舞臺燈光在負載全滿的情況下三相平衡較為容易，但根據實際的劇場使用情況，舞臺燈光配電系統處于負載全滿的情況相對較少，這就需要設計高標準的舞臺燈光配電系統并保證其三相平衡，以此確保各部分劇院在大型演出過程中的舞臺燈光效果，保證供電系統設計的合理性。

1 南通大劇院舞臺燈光配電三相平衡的難度

1.1 南通大劇院電源配置以及舞臺燈光調光回路分配

南通大劇院舞臺燈光配電的總電源是從兩個不同的上級電站引入的容量相同的市政10kV電源，以建筑群北側引入至南通大劇院地下一層預設的高壓進線間，然后再分配至1#變配電室、2#變配電室。同時采用的變壓器為兩臺2000kVA、四臺1600kVA和兩臺1250kVA的干式變壓器來進行分組運行，整個劇院的總安裝容量為12900kVA。劇院的防雷接地系統在防雷等級方面為二類，防護等級為B級，低壓配電系統接地型式采用TN-S制，接地電阻≤0.5Ω。進出建筑物的金屬管線做總等電位聯結，凸出屋面金屬構件與接閃器做可靠連接;各層強弱電間內均設有接地干線及等電位端子箱，強弱電間周圍設置40x4鍍鋅扁鋼，每層與樓板鋼筋網做等電位連接。一旦劇院舞臺燈光在配電過程中出現三相不平衡，就會導致電流通過零線時產生干擾信號，從而影響劇院舞臺表演的音視頻信號。因此劇院舞臺燈光配電系統的三相平衡十分重要，目前劇院舞臺燈光配電系統中的調光回路在配電箱主要分配為a、b、c三相。

1.2 傳統舞臺燈光配電系統三相平衡檢測的弊端

南通大劇院不同演出性質的五大單體劇場用電量較大，舞臺設置較多，因此調光回路數量也相對較多，這就要求舞臺燈光配電系統必須要保證科學合理、安全性較高的供電設計，以確保舞臺演出的燈光場景需要。由于南通大劇院的各單體劇場的演出性質不同，因此其舞臺燈光配電系統的運行負荷功率也具有較大差別，為此設置各個劇場專用變壓器，以滿足不同舞臺燈光系統的配電要求。而要想確保劇場舞臺燈光配電系統的三相平衡，傳統的檢測方式主要是基于劇場舞臺的燈光方位圖來完成，然后利用調光臺對舞臺燈光進行配電編組，根據三相電流表的數值變化來完成調光回路的調整，直至舞臺燈光配電系統的三相電流趨于平衡。但要考慮到舉辦大型演出時，舞臺燈光使用較多，燈光場景的設置和排列組合十分繁雜，花費時間也相對較長。同時調光回路的數量較多，舞臺燈光配電系統的三相電流表由于量程較大，產生的誤差也會變大，只有滿足舞臺燈光配電接近或達到全載時，燈光配電系統的三相電流才會處于平衡狀態。因此這種傳統的三相平衡檢測調節方式很難保證舞臺燈光配電長時間處于三相平衡狀態。同時這種檢測方式需要大量的人力和時間，且不利于舞臺燈光配電安全。

2 南通大劇院舞臺燈光配電系統三相平衡檢測設計及調整方法

2.1 舞臺燈光配電系統三相平衡及調整思路

劇院舞臺燈光配電系統中，調光回路應根據燈光系統設計科學的調整方案，同時在舞臺的多個用電終端合理分布，劇院舞臺燈光的各項接電設施在電源分配上都是均勻的三相電源，這為舞臺燈光配電系統的三相平衡打下了良好的基礎。但劇院舞臺燈光配電系統在演出過程中，會根據燈光系統的布光來進行線路連接，同時會根據舞臺效果需求選擇連通不同功率的燈具，每個通路的連通數量也會有所不同。根據舞臺演出的需要會將幾路或幾十路的調光回路進行組合，形成調光回路組，再將調光回路組組合成一個集控，通過多個集控形成舞臺演出燈光的不同場景，在這種情況下，布光控制很容易造成燈光配電系統的三相不平衡。因此為避免舞臺燈光配電三相不平衡的技術問題，需要進行舞臺燈光配電系統的三相平衡調整。通常選用的三相平衡方法是根據配電箱a、b、c三相電流表的數值大小來進行調控，以此對舞臺燈光重新進行布光調整，但由于三相電流表的量程誤差較大，難以準確的完成燈光配電系統的三相平衡，因此需要在舞臺布光過程中，頻繁調整燈具的電源以及升降燈桿。通過燈光線路交叉分布，重新對調光回路進行排列組合來確保舞臺燈光配電系統三相平衡。但值得一提的是，這種調整方式在完成某個集控或場景的舞臺燈光配電系統三相平衡時，很容易在布光控制方面出現技術問題。劇院舞臺燈光配電系統在運行過程中，是允許供電系統和調光回路出現短時間的配電三相不平衡，但若長時間燈光配電系統出現三相不平衡，會影響舞臺的燈光場景效果，因此需要提高劇場舞臺燈光配電系統的安全性，以更好平衡調光回路的三相電流。

2.2 舞臺燈光配電系統三相平衡及調整方法

本文所述劇場燈光配電系統檢測設計主要是根據南通大劇院的舞臺燈光供電需求以及調光控制特點，采用分區控制的方法調整三相平衡。劇場舞臺燈光配電室設置多個調光柜，每個調光柜設置分控電源開關，以便于不同分區進行舞臺燈光控制，同時這種舞臺燈光配電系統的三相平衡調整也具備節能效用。在進行不同劇場舞臺燈光布控時，根據調光回路的具體情況來接通調光柜的供電電源。這種舞臺配電方式可以根據舞臺燈光的需要來選擇性接通調光柜的供電電源，可以有效避免舞臺燈光配電系統多次進行三相平衡，節省人力時間，提高舞臺燈光配電系統三相平衡的工作效率。這種舞臺燈光的三相平衡及調節方法，在調光控制過程中，可以確保調光回路組合成的每個集控達到三相平衡，甚至更大的舞臺燈光場景在配電過程中都能達到三相平衡，也能確保舞臺燈光的配電系統在進行推光、拉光等任意調光時能夠一直處于三相電流平衡狀態。

該檢測調整方法在南通大劇院舞臺燈光配電系統三相平衡的過程中，舞臺燈光配電系統的調光回路匹配a、b、c三相處于固定狀態。設計過程中，燈光的調光回路始終分布在舞臺的多個用電終端，以確保舞臺的各種燈具在接連通路時，能夠均勻的分配三相電流。在舞臺燈光配電系統三相平衡調整過程中，在調光回路的設計基礎上，通過明確標注舞臺的調光回路圖、用電終端以及三相電路的分布，并對應演出時的舞臺燈光設計燈位圖，來確保各項燈具處于預設位置的光路中，再通過計算得出電流值，調整燈具所在位置的光路，將負載較高組的燈具調配到負載較低組，從而達到舞臺燈光配電系統的三相平衡。

3 結語

綜上所述，本文結合南通大劇院的劇場舞臺燈光配電設計，分析了劇院舞臺燈光配電系統傳統三相平衡及調整方式的弊端，根據南通大劇院五大不同性質的單體演出劇場，提出舞臺燈光配電系統的三相平衡及調整方法，通過組合調光回路，合理分配舞臺布光調控電源，能夠有效減少三相不平衡現象，保證舞臺演出的燈光效果，提高劇場舞臺燈光配電系統的安全性。

參考文獻：

[1]鄭祥敏.劇院專業燈光配電系統三相平衡及調整方法[J].智能建筑，2016（01）：72-73.

[2]陳旭峰.專業燈光配電系統三相平衡檢測及調整方法[J].演藝設備與科技，2014（06）：19-21.

[3]王國民，李永忠.配電變壓器三相負荷平衡的調整方法[J].農村電工，2017（11）：45.

[4]李悅軍，李新顏.分析配電變壓器三相負荷不平衡原因及調整方法[J].電子技術與軟件工程，2015，73（23）：244.

[5]曹磊，王蕊，胡鵬飛.低壓配電網三相負荷不平衡解決方法研究[J].電器與能效管理技術，2017（16）：44-51.