剧院专业灯光配电系统三相平衡及调整方法

摘要　介绍配电系统三相平衡检测应用软件的设计和功能，该软件可提高灯光系统供电的安全性。

关键词　三相平衡；数据；总电流；总功率；记录组；检测计算

随着高新技术的迅猛发展，剧院灯光系统逐步向数字化迈进，数字调光台、数字调光立柜、数字换色器、智能电脑灯、灯控室DMX数字信号控制系统、微机控制的机械系统等高新技术都得到应用。剧院灯光配电系统三相平衡检测软件是计算机通过对剧场灯光系统三相负载不平衡的计算，提出趋于三相平衡的建议，使供电系统更加安全、可靠。实际上全场灯光全载平衡较容易做到，但要达到调光实时控制负载三相平衡是有一定难度的，对第一个“组”、每一个集控，更大的一个场景控制要达到三相平衡，在时间紧的情况下，布光、调光控制是难以把握的技术问题。本软件通过计算能完成该任务，我们以温州大剧院1503座综合剧场的灯光系统为例，了解该软件的功能特点。

1，配电系统三相平衡的难度

温州大剧院1503座的歌剧场的用电量很大，灯光系统总共有1152调光回路，要求供电系统设计合理，安全可靠，能够保证大型演出的需要。歌剧场灯光系统最大运行负荷绝迹830KW，设置了专用变压器，按照国家标准，采用TN―S接地系统。若在使用过程中出现三相不平衡，则零线有电流通过，会产生干扰信号，对音频、视频信号有一定影响。目前剧院灯光系统的调光回路在配电柜中分配为A相、B相、C相，配电硅柜中的光路为

A相：1、2、7、8、13、14、19、20、……1147、1148

B相：3、4、9、10、15、16、21、22、……1149、1150

C相：5、6、11、12、17、18、23、24、……1151、1152

灯光系统的调光回路经过科学合理的设计，分布于舞台的各个用电终端，舞台的各道灯杆、各个方位被均匀地分配了三相电源，这给灯光配电系统三相平衡奠定了重要基础。但是我们在利用灯光系统进行布光控制时，未必会使用所有的通路，也不可能在每个通路都使用同样的数量、同样功率的灯具。根据剧情需要，有时把几路、甚至几十路的调光回路组合成一个“组”，有时把几个“组”调光回路组合成一个集控，几个集控多种组合，形成一个个场景等，这样的布光控制有可能导致配电三相不平衡。这了尽量避免三相不平衡的技术问题，以往是布光后，依配电柜中分配A相、B相、c相的电流表数值大小，重新进行多次布光调整，但是由于电流表量程太大(单位为KA)。误差大，在电流表上很难准确讲到几十安培的电流差值。布光时，要重新升降灯杆，调整灯具电线源。只能通过线路交叉分布、分配排列组合，互相弥补的方法使负载接近三相平衡，工作量大，效率低。如果想要一个“组”、一个集控或更大的一个场景达到三相平衡，在时间紧的情况下，布光控制是难以把握的技术问题。虽然在灯光系统供电及调光出现瞬间或暂时的三相不平衡现象是有一定允许范围，但时间不宜太长，应提高灯光系统供电及调光使用的安全性。

2，新设计软件的功能和作用情况

新设计软件的设计思路是：软件先对灯光系统的调光回路固定不变的A相、B相、c相分配进行初始化，默认所有线路各自所对应的供电相。在一个光路表中。我们只要分别输入所需调光回路的号码，输入各调光回路的承载功率，即输入灯具的瓦数、数量、调光亮度值，通过软件对各调光回路的承载功率进行累计。

运行该软件时，在各相使用光路总功率的总和显示在荧光屏上，并自动计算出各相使用光路总功率所对应电流值，与各相使用光路总功率同时显示在荧光屏上。“添加选择组号”后，对每次输入若干调光回路可记录成组，并把该组分配的A相、B相、C相的总功率和总诉数值大小情况记录在“组表”中，可按需要点击组号，点击按键返回到该组的相关资料，可对资料进行修改或重新输入。在“组号”最下一行进行统计，把该组分配的A相、B相、C相的总功率和总电流的六个数值分别统计，可作为全场总输出功率、总输出电流的记录。可对灯光系统回路所处的相在灯位设计图进行调整，不必重新进行升降灯杆及布光调整。只要在该应用软件计算每一个“组”，或几个“组”、或一个集控、或一个场景的配电三相都平衡，则这些“组”、集控、灯光同时控制、交叉控制、瞬间控制都能达到配电三相平衡。

众组表中可以看出：各相的总功率、总电流如果A相偏低、B相偏高、c相中间。只要把B相中部分负载调至偏低的A相，使之接近三相平衡。最后一行所三组各相的总功率、总电流进行统计，也可通过鼠标点击组号，统计出该组的总功率、总电流。再次输入，直到接近或达到三相平衡为止。

使用这款软件时，应在剧场的调光回路图上清楚地表示出各相电的分配情况，每个用电终端(即插座)都用不同颜色标注出由哪相供电(黄色、绿色、红色分别代表A相、B相、C相)。对应演出剧目的灯光设计的灯位图，使灯具一一对应所在吊杆位置的光路，经软件计算可以得到哪一相电流偏高，哪一相电流偏低。依吊杆位置所在的相邻光路进行调整，取出负载偏高一相的部分灯具调往负载偏低的另一相上，从而使配电达到或接近三相平衡。

当使用2个光路时，跃然无法达到三相平衡，但也可以接近三相平衡，可通过该软件检测到2个光路不在同一相上，把2个光路分别接载于两个相。当光路数不是3的倍数时，往往都会出现此类问题。若有几个组都出现该情况，则把它们相互错开，甲组若A相偏高，使乙组c相偏高，那么使丙组B相偏高，依次类推尽量接近或达到三相平衡。

当使用的连续光路是6的倍数，且同时使用同一功率的灯具时，不必进行检测，这种情况一定处于感想平衡的状态。例如光路407―418共12光路是6的倍数，每路同时接上2000W的灯具，所组成的一个组必定是三相平衡。

3，新设计软件的优势

省时省力，高效节能。综合剧场灯光供电及调光系统采用分区域控制的方式。在配电室中的12台调光立柜，每个调光器立柜都有一个分控电源开光。为了便于剧场灯光分区控制，同时也从节能考虑，将歌剧场总回路1152分区进行控制。在歌剧场进行现场灯布光是，工作人员可根据具体情况进行分区布光，接通相应调光立柜的供电电源。这样，当进行剧场布光时，不必把所有的调光立柜的电源同时接通，这有利于节能。应尽量避免多次布光调整，减少劳动力和时间，提高工作效率。这是配电三相平衡检测应用软件的优点。我们来比较一下不使用软件及使用软件两种下的简单工作流程：

3，1不使用软件的简单工作流程：

3，2使用软件时的单位工作流程：

相比之下，不用该软件时，整个灯光系统的工作浪费时间，人力，工作效率低，调光控制三相平衡效果差，不利于节能。使用了软件后，则省时、省力、节能、高效，计算准确，调光控制三相平衡效果好。

虽然这个系统不是很大，所用到的技术也不是很多，但是我们能够利用软件在设计图纸上修改光路所在相序，实现各相在负载上达到平衡的目的，既安全又能提高效率，这个软件具有一定的实用价值。