南通大剧院舞台灯光配电系统三相平衡及调整方法

陈志兵

摘 要：随着社会经济发展，人们生活水平不断提高，在满足物质层面的需求后，人们对精神层面的需求也日益丰富，而剧院作为艺术文化传播的重要场所，越来越多的人喜欢去剧场观看艺术演出和戏剧表演，而剧场舞台灯光作为演出过程中重要的组成元素，对戏剧舞台发挥着艺术渲染的重要作用。剧场的舞台灯光控制是基于灯光配电系统完成的，而舞台灯光配电系统的三相平衡是影响灯光效果的重要因素。因此，本文就以南通大剧院为例，探究如何保证舞台灯光配电系统三相平衡，并分析其调整方法。

关键词：南通大剧院;舞台灯光;配电系统;三相平衡;调整方法

南通大剧院包含五大单体，分别为歌剧院（1600座）、音乐厅（1200座）、戏剧院（600座）、多功能厅（400座）、少年活动中心儿童剧院（300座）。剧院五大单体的综合用电量十分庞大，剧场舞台灯光在负载全满的情况下三相平衡较为容易，但根据实际的剧场使用情况，舞台灯光配电系统处于负载全满的情况相对较少，这就需要设计高标准的舞台灯光配电系统并保证其三相平衡，以此确保各部分剧院在大型演出过程中的舞台灯光效果，保证供电系统设计的合理性。

1 南通大剧院舞台灯光配电三相平衡的难度

1.1 南通大剧院电源配置以及舞台灯光调光回路分配

南通大剧院舞台灯光配电的总电源是从两个不同的上级电站引入的容量相同的市政10kV电源，以建筑群北侧引入至南通大剧院地下一层预设的高压进线间，然后再分配至1#变配电室、2#变配电室。同时采用的变压器为两台2000kVA、四台1600kVA和两台1250kVA的干式变压器来进行分组运行，整个剧院的总安装容量为12900kVA。剧院的防雷接地系统在防雷等级方面为二类，防护等级为B级，低压配电系统接地型式采用TN-S制，接地电阻≤0.5Ω。进出建筑物的金属管线做总等电位联结，凸出屋面金属构件与接闪器做可靠连接;各层强弱电间内均设有接地干线及等电位端子箱，强弱电间周围设置40x4镀锌扁钢，每层与楼板钢筋网做等电位连接。一旦剧院舞台灯光在配电过程中出现三相不平衡，就会导致电流通过零线时产生干扰信号，从而影响剧院舞台表演的音视频信号。因此剧院舞台灯光配电系统的三相平衡十分重要，目前剧院舞台灯光配电系统中的调光回路在配电箱主要分配为a、b、c三相。

1.2 传统舞台灯光配电系统三相平衡检测的弊端

南通大剧院不同演出性质的五大单体剧场用电量较大，舞台设置较多，因此调光回路数量也相对较多，这就要求舞台灯光配电系统必须要保证科学合理、安全性较高的供电设计，以确保舞台演出的灯光场景需要。由于南通大剧院的各单体剧场的演出性质不同，因此其舞台灯光配电系统的运行负荷功率也具有较大差别，为此设置各个剧场专用变压器，以满足不同舞台灯光系统的配电要求。而要想确保剧场舞台灯光配电系统的三相平衡，传统的检测方式主要是基于剧场舞台的灯光方位图来完成，然后利用调光台对舞台灯光进行配电编组，根据三相电流表的数值变化来完成调光回路的调整，直至舞台灯光配电系统的三相电流趋于平衡。但要考虑到举办大型演出时，舞台灯光使用较多，灯光场景的设置和排列组合十分繁杂，花费时间也相对较长。同时调光回路的数量较多，舞台灯光配电系统的三相电流表由于量程较大，产生的误差也会变大，只有满足舞台灯光配电接近或达到全载时，灯光配电系统的三相电流才会处于平衡状态。因此这种传统的三相平衡检测调节方式很难保证舞台灯光配电长时间处于三相平衡状态。同时这种检测方式需要大量的人力和时间，且不利于舞台灯光配电安全。

2 南通大剧院舞台灯光配电系统三相平衡检测设计及调整方法

2.1 舞台灯光配电系统三相平衡及调整思路

剧院舞台灯光配电系统中，调光回路应根据灯光系统设计科学的调整方案，同时在舞台的多个用电终端合理分布，剧院舞台灯光的各项接电设施在电源分配上都是均匀的三相电源，这为舞台灯光配电系统的三相平衡打下了良好的基础。但剧院舞台灯光配电系统在演出过程中，会根据灯光系统的布光来进行线路连接，同时会根据舞台效果需求选择连通不同功率的灯具，每个通路的连通数量也会有所不同。根据舞台演出的需要会将几路或几十路的调光回路进行组合，形成调光回路组，再将调光回路组组合成一个集控，通过多个集控形成舞臺演出灯光的不同场景，在这种情况下，布光控制很容易造成灯光配电系统的三相不平衡。因此为避免舞台灯光配电三相不平衡的技术问题，需要进行舞台灯光配电系统的三相平衡调整。通常选用的三相平衡方法是根据配电箱a、b、c三相电流表的数值大小来进行调控，以此对舞台灯光重新进行布光调整，但由于三相电流表的量程误差较大，难以准确的完成灯光配电系统的三相平衡，因此需要在舞台布光过程中，频繁调整灯具的电源以及升降灯杆。通过灯光线路交叉分布，重新对调光回路进行排列组合来确保舞台灯光配电系统三相平衡。但值得一提的是，这种调整方式在完成某个集控或场景的舞台灯光配电系统三相平衡时，很容易在布光控制方面出现技术问题。剧院舞台灯光配电系统在运行过程中，是允许供电系统和调光回路出现短时间的配电三相不平衡，但若长时间灯光配电系统出现三相不平衡，会影响舞台的灯光场景效果，因此需要提高剧场舞台灯光配电系统的安全性，以更好平衡调光回路的三相电流。

2.2 舞台灯光配电系统三相平衡及调整方法

本文所述剧场灯光配电系统检测设计主要是根据南通大剧院的舞台灯光供电需求以及调光控制特点，采用分区控制的方法调整三相平衡。剧场舞台灯光配电室设置多个调光柜，每个调光柜设置分控电源开关，以便于不同分区进行舞台灯光控制，同时这种舞台灯光配电系统的三相平衡调整也具备节能效用。在进行不同剧场舞台灯光布控时，根据调光回路的具体情况来接通调光柜的供电电源。这种舞台配电方式可以根据舞台灯光的需要来选择性接通调光柜的供电电源，可以有效避免舞台灯光配电系统多次进行三相平衡，节省人力时间，提高舞台灯光配电系统三相平衡的工作效率。这种舞台灯光的三相平衡及调节方法，在调光控制过程中，可以确保调光回路组合成的每个集控达到三相平衡，甚至更大的舞台灯光场景在配电过程中都能达到三相平衡，也能确保舞台灯光的配电系统在进行推光、拉光等任意调光时能够一直处于三相电流平衡状态。

该检测调整方法在南通大剧院舞台灯光配电系统三相平衡的过程中，舞台灯光配电系统的调光回路匹配a、b、c三相处于固定状态。设计过程中，灯光的调光回路始终分布在舞台的多个用电终端，以确保舞台的各种灯具在接连通路时，能够均匀的分配三相电流。在舞台灯光配电系统三相平衡调整过程中，在调光回路的设计基础上，通过明确标注舞台的调光回路图、用电终端以及三相电路的分布，并对应演出时的舞台灯光设计灯位图，来确保各项灯具处于预设位置的光路中，再通过计算得出电流值，调整灯具所在位置的光路，将负载较高组的灯具调配到负载较低组，从而达到舞台灯光配电系统的三相平衡。

3 结语

综上所述，本文结合南通大剧院的剧场舞台灯光配电设计，分析了剧院舞台灯光配电系统传统三相平衡及调整方式的弊端，根据南通大剧院五大不同性质的单体演出剧场，提出舞台灯光配电系统的三相平衡及调整方法，通过组合调光回路，合理分配舞台布光调控电源，能够有效减少三相不平衡现象，保证舞台演出的灯光效果，提高剧场舞台灯光配电系统的安全性。

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