深圳大运中心主体育馆供配电系统及场地照明设计
1 工程概况
世界大学生运动会体育中心主体育馆，位于深圳市龙岗区龙祥路和黄阁路相交处。总建筑面积７３７６１m2，看台可容纳观众１７９６４人，其中固定 观众席总数为１４９４１人，活动看台为３０２３人。该体育馆是２０１１年世界大学生运动会的主赛场，是集羽毛球、体操、篮球、排球及室内短跑道速度滑冰比 赛于一体的多功能体育场馆。既可满足各类国际综合赛事和专项锦标赛的功能要求，也能满足大型演出、集会、小型展览及文化休闲活动等功能要求。
体育馆分为比赛场馆及热身场馆，总长２４６m，宽１９３m.比赛场地接近于圆形。有地下一层，地上三层，局部四层，体育建筑等级为甲级。
2 １０kＶ供配电系统
体育馆１０kＶ供电系统采用了常用的结线方案，（见图1），由市政两个２２０ｋＶ区域变电站分别引来一路１０kＶ电源供给主体育馆。两路电源同 时工作互为备用，单母线分段，母线间设有联络开关。一路电源故障时，由另一路电源带全部负荷。满足《供配电系统设计规范》ＧＢ５００５２－２００９对一级 负荷的供电要求。为满足大运会期间及今后国际体育赛事的供电要求，考虑采用临时租赁柴油发电机组的方式作为第三电源以满足一级负荷中特别重要负荷的供电。 为了使供电电源深入负荷中心，减少电能损耗，提高供电质量，经综合考虑，馆内共设置了三处变电所，变压器总装机容量为９４６０kＶＡ.变电所的分布见图 2，１＃、２＃变电所分别承担各自区域内的全部用电负荷，３＃变电所专用于空调制冷系统及冰场制冰系统的供电。
为了满足大型文艺演出临时用电量的需求，在高压供电系统中预留了备用开关柜供今后临时设置箱式变电站使用，并在场馆北侧３＃变电所靠外墙处预留的通向箱式变电站的通路。
3 低压配电系统
１＃、２＃变电所分别设有三台变压器，其中一台专供体育工艺及场地照明（包括一般演出用照明）用电，三台变压器低压侧母线之间设有手动联络开 关。根据体育场馆以往的运营经验，在没有大型体育赛事及文艺演出的情况下，各变压器的负荷率都极低。为了节省运行成本，管理人员常将变电所中多台变压器仅 保留一台运行，并合上联络开关，使低压侧多段母线分列运行方式变成了单母线运行方式。在这种情况下，原供消防负荷从不同变压器引出的两路电源实际上变成了 一路电源，不能满足消防供电要求。鉴于该状况，本工程供消防负荷的两路电源分别取自于不同变电所（１＃和２＃）不同高压母线段供电的两台变压器，从而保证 消防负荷的两路电源供电。１＃、２＃变电所低压配电系统见图1.
在图1所示的低压配电系统中，体育工艺及场地照明用电的两路电源也分别取自于不同变电所（１＃和２＃）的专用变压器，其中一台专用变压器低压侧预留了与临时租赁的柴油发电机供电的切换接口，以保证临时第三电源的接入。
场地照明包括比赛场地照明、观众区照明、观众区及场地的应急照明。
（1）照明标准
照明标准应依据《建筑照明设计规范》ＧＢ５００３４－２００４及《体育场馆照明设计及检测标准》ＪＧＪ １５３－２００７，并根据体育场馆的使 用功能等级及运动项目的分类来确定。如果有承接重大国际比赛的，也应依据国际相关体育组织和机构的技术标准。照明标准应满足场馆承接赛事的要求，但也不可 盲目地攀高，造成不必要的浪费。
深圳大运中心体育馆作为大运会主体育馆，共分为：篮球、体操、冰球、网球、排球、室内足球、手球、乒乓球、羽毛球、短道速滑、拳击、柔道、举 重、摔跤等１４种功能场地。设计阶段征得组委会的意见，该馆照明标准依据国家现行规范执行。因而设计时，对满足这１４种功能的比赛场地各种照明模式（训练 场景、专业比赛场景、ＨＤＴＶ转播重大国际比赛场景及ＴＶ转播应急照明场景）的照度标准值（包括Ｅｈ、Ｅｖｍａｉ及Ｅｖａｕｘ）及照度均匀度（包括Ｕｈ、 Ｕｖｍａｉ及Ｕｖａｕｘ）均依据《体育场馆照明设计及检测标准》表４．１．１～４．１．１１中的规定执行。
对观众席座位面、主席台面、观众席前排的照度也依据《体育场馆照明设计及检测标准》中的规定来执行：
观众席座位面的平均水平照度值不宜小于１００lｘ.
主席台面的平均水平照度值不宜小于２００lｘ.
观众席前排的垂直照度不宜小于场地垂直照度的２５％.
（2）光源及灯具的选择
体育馆场地照明灯具通常采用４００Ｗ或１０００Ｗ中光束或宽光束的金属卤化物投光灯，４００Ｗ宽光束的金属卤化物灯多用于规模较小的体育馆，而对于甲级及以上体育馆多采用１０００Ｗ的金属卤化物灯，光束窄中宽的确定取决于灯具安装的高度。
本体育馆场地照明灯具采用的是飞利浦生产的金属卤化物投光灯ＭＶＦ４０３型，此款灯具通过配合七种不同类型的反射器，可以提供Ａ１～Ａ７七种不同的配光。设计中采用了Ａ３和Ａ５类两种配光灯具（中光束和窄光束）。
光源采用的是高光效紧凑型大功率石英、双封接双端金卤灯―ＭＨＮ－ＬＡ１０００Ｗ/２３０Ｖ.
此光源具有光效高、显色性能好、光色稳定性强、独特的双夹封结构延长其使用寿命等特点。
Ａ３类灯具参数为：
向下光输出比：０．８１
向上光输出比：０
总光输出比：０．８１
光通量：９００００ｌｍ
色温：５６００Ｋ
显色指数：９０
Ａ５类灯具参数为：
向下光输出比：０．８
向上光输出比：０
总光输出比：０．８
光通量：９００００ｌｍ
色温：５６００Ｋ
显色指数：９０
（3）灯具的布置
对于甲级及以上体育馆其垂直照度要求较高，且通常都有电视转播要求，多采用灯具布置在马道上的安装方式。本场馆沿场地的长轴方向设置了四条主马 道，每侧各两条。主马道的两侧均布置有灯具，内侧（面向场地中心）布置场地照明灯具，外侧布置观众区照明及场地应急照明灯具。主马道之间的连接马道为次马 道，次马道除用于安装场地应急照明灯具外，主要为今后大型演出临时布灯作预留。
主马道宽１．５m，次马道宽１．１m.马道距地面２５．８m高。
场地照明共配置：ＭＶＦ４０３/ＭＨＮ－ＬＡ１０００Ｗ Ａ３ ３５２套，
ＭＶＦ４０３/ＭＨＮ－ＬＡ１０００Ｗ Ａ５ １４４套，
观众区照明共配置：２５０Ｗ金属卤化物投光灯 １０６套。
场地应急照明共配置：５００Ｗ卤钨投光灯７８套
场地照明灯具布置见图3，观众区照明及场地应急照明灯具布置见图4.
（4）频闪效应的防治
频闪效应：即在以一定频率变化的光照射下，使人观察到的物体运动显现出不同于其实际运动的现象。对于有电视转播的场馆应充分考虑频闪效应对电视 转播画面真实性的影响。为了改善频闪效应，我们采用单灯单回路供电方式，同时将相邻灯具依次接自不同的相序。对于４００Ｗ及以下功率灯具当采用一回路多灯 供电时，灯具也可采用间隔接自不同的相序，从而使得频闪得到有效地控制。
（5）场地ＴＶ应急照明
众所周知，金属卤化物灯熄灭后再点燃时间通常需要１０～１５min.如何确保当发生事故断电时金卤灯再点燃时间内比赛活动和电视转播能继续进 行，此时需要的照明为ＴＶ应急照明。ＴＶ应急照明的照度值依《体育场馆照明设计及检测标准》要求，不同的比赛的照度要求值不同，一般为场地照明照度值的 ５０％.保证ＴＶ应急照明有以下几种解决方案：１）对于没有国际性体育比赛的场馆，当场馆外部供电条件可以满足一级负荷供电要求，“即当一路电源发生故障 时，另一路电源不应同时受到损坏。”场地照明采用交叉供电方式，各占５０％，当一路市电失电时，场地照明仍保证原场景的５０％照度；２对于有国际重大比赛 的场馆，往往考虑政治影响更为突出，即使外部供电条件可以满足一级负荷供电要求，仍考虑配备临时租赁柴油发电机组，以确保一级负荷中特别重要的负荷，此时 场地照明交叉供电中的５０％负荷由发电机供电（比赛期间发电机是处于带负荷运行状态），另外外５０％负荷由市电供电；３）５０％的金属卤化物灯采用热触发 装置，可满足断电后快速再启动的要求；４）５０％的金属卤化物灯供电采用不间断电源ＵＰＳ。后两种方案投资造价高。经综合考虑，本场馆采用了第２种方案。
（6）场地照明供电
无论场馆规模大小，场地照明均宜采用交叉供电方式，对于甲级及以上体育馆，笔者认为为保证场地照明的供电可靠性及管理的灵活性，宜采用双电源末 端手动切换或自投不自复供电方式。体育馆由于在大运会期间作为主赛场，为了保证场地照明供电万无一失，采用双电源末端手动切换供电方式，在场地两侧５层各 有一灯光配电室，通过观察窗可 直接观察到场地情况，两侧灯光配电室各设置了两台双电源切换箱。一台双电源切换箱的两路电源均为不同的市电，另一台双电源切换箱的两路电源一路为临时租赁 柴油发电机组电源，一路为市电，且发电机组电源为主供电源，市电为备用电源（见图1）。由双电源切换箱配出若干回路供末端场地照明配电箱，末端配电箱均安 装在马道上，马道上线路均采用金属线槽布线方式。
临时租赁的柴油发电机组容量仅考虑赛时体育设施用电及场地照明用电，可不考虑消防设备的用电。
（7）场地应急照明
场地应急照明包括疏散照明和安全照明，是确保火灾时人们有效地疏散和确保非火灾时人员安全的照明。
《体育场馆照明设计及检测标准》对场地应急照明的照度和设置要求作了如下规定：
1）观众席和运动场地安全照明的平均水平照度值不应小于２０ｌｘ.
2）体育场馆出口及其通道的疏散照明最小水平照度值不应小于５1lｘ.
场地应急照明采用了由ＥＰＳ电源供电方式，在五层两侧灯光配电室各设置一台在线式１０kＷ/９０min分钟ＥＰＳ电源装置。
（8）场地照明控制
场地照明包括观众区照明及其它公共区域照明，控制方式均采用智能照明控制系统。由于受工程招标限制，这部分分成两套独立地系统，一套系统用于主馆比赛场地照明包括观众区照明，在＋３．００ｍ层灯光控制室和＋２０．００ｍ层灯光扩声控制室内分别设置控制设备。另一套系统用于其它公共区域照明，控制主机设在一层消防控制室。两套系统之间具有互访功能。
场地照明控制系统采用ｉ－ｂｕｓ系统结构，为分布式总线结构形式，并且由主机、驱动器及各种输入单元等组成。具有如下功能特点：
１）场地照明按比赛种类不同、使用场景不同共分有５６种模式。系统可通过电脑图形化界面对场地照明灯光进行集中监视和控制各种场景。由于系统具有场景预设置和记忆功能，操作时仅需一键即可启动一个所需灯光场景。各场景之间可随时相互切换，控制方便。
２）系统内驱动器有独立的ＣＰＵ，任何驱动器的损坏不会影响到其它元件的正常运行，维护更换方便，具有可扩展性。
３）系统采用软启动和软关断技术，能有效地抑制冲击电压和浪涌电压，从而使灯具寿命延长２～４倍。
４）系统具有时序控制功能，能根据不同负载智能化顺序延时控制照明回路，避免由于同时点亮而引起启动电流的冲击。
５）采用电流检测模块可检测出每个照明回路是否故障并通过总线向中控室发出报警。
６）可对照明回路进行开灯时间及开关次数的统计，方便设置维保计划。
5 结束语
近几年，奥运会、亚运会、大运会等世界性体育赛事相继在我国举办，再一次掀起全民运动、全民健身的高潮，因而各大城市纷纷建设或筹建各类体育场馆。在这种形势下，笔者通过对深圳大运中心主体育馆供配电及场地照明设计作简要介绍。
