《体育建筑电气设计规范》JGJ 354-2014

3.1.1 本章适用于体育建筑中35kV及以下供配电系统的设计。
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3.1.1 体育建筑、体育建筑群的规模较大，用电量较多，经常会用到35kV、20kV供配 电系统，故本章的适用范围定为35kV及以下供配电系统。

3.1.2 体育建筑供配电系统的构成应简单可靠、灵活方便、减少电能损失。

3.1.3 体育建筑供配电系统设计应符合国家现行标准《供配电系统设计规范》GB 50052和《民用建筑电气设计规范》JGJ 16的有关规定。 

3.2.1 体育建筑负荷分级应符合下列规定：

    1 负荷分级应符合表3.2.1的规定。

    注：A 包括主席台、贵宾室及其接待室、新闻发布厅等照明负荷，应急照明负荷，计时记分、现场影像采集及回放、升旗控制等系统及其机房用电负荷，网络机房、固定通信机房、扩声及广播机房等用电负荷，电台和电视转播设备，消防和安防用电设备等；

        B 包括临时医疗站、兴奋剂检查室、血样收集室等用电设备，VIP办公室、奖牌储存室、运动员及裁判员用房、包厢、观众席等照明负荷，建筑设备管理系统、售检票系统等用电负荷，生活水泵、污水泵等设备；

        C 包括普通办公用房、广场照明等用电负荷；

        D 普通库房、景观等用电负荷。

    2 特级体育建筑中比赛厅(场)的TV应急照明负荷应为一级负荷中特别重要的负荷，其他场地照明负荷应为一级负荷；甲级体育建筑中的场地照明负荷应为一级负荷；乙级、丙级体育建筑中的场地照明负荷应为二级负荷。

    3 对于直接影响比赛的空调系统、泳池水处理系统、冰场制冰系统等用电负荷，特级体育建筑的应为一级负荷，甲级体育建筑的应为二级负荷。

    4 除特殊要求外，特级和甲级体育建筑中的广告用电负荷等级不应高于二级。
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3.2.1 本条是对体育建筑负荷分级的规定：
第1款是在现行行业标准《体育建筑设计规范》JGJ 31相关规定的基础上制定的；
第2款强调场地照明负荷的重要性，尤其TV应急照明是该建筑物最高等级的负荷；
第3款是根据现行行业标准《民用建筑电气设计规范》JGJ 16的相关规定，结合体育建筑特点制定的。

3.2.2 临时用电设备的负荷等级应根据使用要求确定。
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3.2.2 临时用电设备的负荷等级通常由体育赛事组委会提出，或组委会通过业主单位提出。

3.2.3 当体育建筑中有非体育功能用房时，其用电负荷等级应按国家现行有关标准执行。

3.3.1 甲级及以上等级的体育建筑应由双重电源供电，乙级、丙级体育建筑宜由两回线路电源供电，其他等级的体育建筑可采用单回线路电源。特级、甲级体育建筑的电源线路宜由不同路由引入。
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3.3.1 根据国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052-2009的定义，双重电源为到一个负荷的电源是由两个电路提供的，这两个电路就安全供电而言被认为是互相独立的。也就是行业标准《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008第3.2.8条的规定，双重电源中的一个电源发生故障时，另一个电源不同时受到损坏。因此，本规范规定甲级及以上体育建筑需由双重电源供电。
而“两回线路”的电源可以是两个电源的两回线路，也可以是一个电源的两回线路，但前者可靠性更高。条件允许时，建议优先采用两个电源的两回线路。
对于全民健身的场馆，如室外灯光球场、健身房，可以采用单回线路电源。

3.3.2 当小型体育场馆用电设备总容量在100kW及以下时，可采用220／380V电源供电；特大型、大型体育场馆应采用10kV或以上电压等级的电源供电。

    当体育建筑群进行整体供配电系统设计时，应根据当地供电电源条件，并进行技术经济比较后，可采用10kV以上电压等级的电源供电。
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3.3.2 本条有以下问题需要说明：
1 国家标准《标准电压》GB／T 156-2007已经将20kV列入国家标准的电压等级，国家电网公司于2007年下达了《关于推广20kV电压等级的通知》，故将20kV列入本规范。目前，杭州体育场、杭州网球场等已经采用20kV电压等级的系统。
2 国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052-2009第5.0.2条规定，当供电电压大于等于35kV时，用户的一级配电电压宜采用10kV。
3 中型体育场馆视具体情况确定电源电压等级。

3.3.3 特级体育建筑电源应采用专用线路供电。甲级体育建筑电源宜采用专用线路供电，当有困难时，应在重大比赛期间采用专用线路供电。
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3.3.3 “重大比赛”尚无统一定义，建议由业主提出。当业主没有明确要求时，重大比赛可界定为奥运会、世界杯、世界锦标赛、洲际综合性运动会(如亚运会)、全运会等比赛。

3.3.4 应急电源和备用电源应根据体育建筑中负荷允许中断供电时间进行选择，并应符合下列规定：

    1 要求连续供电的用电设备，应选用不间断电源装置(UPS)；

    2 允许中断供电时间仅为毫秒级的负荷，应选用不间断电源装置(UPS)或应急电源装置(EPS)，且EPS不得用于非照明负荷；

    3 当允许中断供电时间较短的负荷，且允许中断供电时间大于电源转换时间时，可选用带有自动投入装置的、独立于正常电源的专用馈电回路；

    4 当允许中断供电时间为15s及以上时，可选用快速自动启动的柴油发电机组；

    5 当柴油发电机组启动时间不能满足负荷对中断供电时间的要求时，可增设UPS或EPS等电源装置与柴油发电机组相配合，且与自启动的柴油发电机组配合使用的UPS或EPS的供电时间不应少于10min。
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3.3.4 本条是结合体育建筑的特点对行业标准《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008进行细化，“允许中断供电时间较短”可以参考IEC 60364相关规定。

3.3.5 容量较大的临时性负荷应采用临时电源供电，并应在设计时为临时电源供电预留电源接入条件及设备空间或场地。
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3.3.5 临时电源通常采用临时箱式变电站、临时发电机组等。例如，北京奥运会开闭幕式负荷为临时性负荷，采用南北两个临时供电设施群。临时箱式变电站总容量达24700kVA，变压器共计28台；同时还设有15台柴油发电机组，安装容量达12300kVA。
在建筑电气设计时，需为临时电源供电预留充足的供配电设备空间，同时要为临时电源接入提供条件。
临时电源装置可以自备，也可以租赁，用户可视具体情况来定。

3.4.1 综合运动会主体育场不应将开幕式、闭幕式或极少使用的大容量临时负荷纳入永久供配电系统。特级和甲级体育建筑的供配电系统应具有临时电源接入的条件。
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3.4.1 综合运动会主体育场的开幕式、闭幕式或极少使用的大容量临时负荷的特点是负荷容量大，使用时间短，节目不可复制，供电可靠性要求高，如果将这类负荷纳入到永久供配电系统，会使系统变得很复杂，这些负荷使用结束后系统、设备闲置，造成固定资产投入过大而使用率低下，不利于节能、环保。本条要求特级和甲级体育建筑的供配电系统，需具有临时电源接入的措施，届时这些负荷可以由临时电源供电，形成独立的临时供配电系统。

3.4.2 特级、甲级体育建筑以及体育建筑群的高压供配电系统应采用放射式为分配变电所供电，高压供配电系统不宜多于两级。
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3.4.2 本条与国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052-2009的第4.0.7条和4.0.6条相一致，高压总供配电系统为第一级，放射式至分配变电所形成第二级高压系统。体育建筑中高压供配电系统一般不会多于两级，故本规范有此规定。

3.4.3 规模较小且位置分散的乙级及以下等级的体育建筑群，可采用环式或树干式供配电系统。
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3.4.3 本条与国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052-2009的第4.0.7条相一致，并结合体育建筑的特点进行了细化。对于“规模较小”的判定，由设计者灵活掌握，需考虑下列主要因素：
1 一个回路总容量不超过其保护和电缆载流量的相关要求；
2 满足电压降的要求。
第3.4.2条和第3.4.3条之外的体育建筑，如乙级体育建筑，当其规模和用电量较大时，由设计者灵活掌握。

3.4.4 根据不同赛事的要求，体育建筑的供配电系统应具备改造的条件。

3.5.1 体育建筑的电源电压应符合本规范第3.3.2条的规定。

3.5.2 比赛场地照明灯具端子处的电压偏差允许值应符合下列规定：

    1 特级和甲级体育建筑宜为±2％；

    2 乙级及以下等级的体育建筑应为±5％。
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3.5.2 本条是关于场地照明灯具端子处电压偏差允许值的规定。试验研究表明，灯具端子处电压对光通量有较大的影响，电压偏差过大，场地上照度将大幅度减小，因此作出此规定。
1 在行业标准《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008的基础上进行细化，以满足特级、甲级体育建筑的需要。编制组对国家体育场“鸟巢”进行了实测，结果表明，尽管“鸟巢”规模大，场地照明线路长，但最长线路回路最大电压偏差不到1.5％。因此经过精心设计，可以满足本款的要求。
2 行业标准《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008中对照明的总体要求，故要满足。

3.5.3 显示屏电源接线端子处的电压偏差允许值应为±10％。

3.5.4 对于场地扩声系统中调音台、功率放大器的交流电源，当电压波动超过设备要求时，应加装自动稳压装置，且稳压装置的功率不应小于使用功率的1.5倍。

3.6.1 对于体育建筑的用电负荷计算，在方案设计阶段可采用单位指标法，在初步设计及施工图设计阶段宜采用需要系数法，且临时性负荷不应计入永久性负荷。
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3.6.1 调研表明，封闭式的体育建筑用电负荷的单位指标可以采用40Wm²～70W／m²，变压器装机容量可以采用60VA／m²～100VA／m²。体育建筑等级越高，单位指标越大。另外，体育建筑群(即体育中心)除考虑各单体体育建筑的单位指标外，还需计入同时系数，同时系数要根据各单体建筑同时使用的负荷情况而定。  
单位指标法不适用于敞开式的体育建筑，例如网球场建筑面积较小，用电负荷没有因建筑面积小而过多地减少，用电负荷的单位指标相对较大。  
 建议将单相负荷均衡分配到三相上；对于相负荷，其等效三相负荷为最大相负荷的3倍；对于线负荷，其等效三相负荷为最大线间负荷的倍加上次大线间负荷的(3—)倍；当既有线间负荷又有相间负荷时，将线间负荷换算为相负荷，然后各相负荷相加，取最大相负荷的3倍作为等效三相负荷。  
 体育场的场地照明经常用到2000W／380V的金卤灯，属于单相线间负荷，其负荷计算不同于相负荷。当场地照明中既有单相线间负荷又有单相相负荷时，建议两类负荷由不同回路供电。设计时，尽可能将灯具均匀地接到三相上，使三相负荷平衡。如果三相负荷不平衡，则按下式计算：
 
式中：p_e——等效三相负荷(kW)；      
  p₁——最大线间负荷(kW)；        
 p₂——次大线间负荷(kW)。  
例如，金卤灯为2000W／380V，若忽略镇流器功率，第一个回路接有m个金卤灯，第二个回路接有n个金卤灯，第三个回路接有p个金卤灯，假设m＞n＞p，则三个回路的功率分别为2m、2n、2p，将上述数据代入上式可得等效三相负荷，即为下式：
 
假设m＝100，n＝98，p＝91，则p_e＝595kW，而不是(100＋98＋91)×2＝578kW，两者有不小的差距。

3.6.2 对于场地照明的设备功率计算，除应计入光源的功率外，还应计入镇流器、变压器等灯具电器附件的功率。
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3.6.2 大部分场地照明采用金属卤化物灯，因此，负荷计算时其设备功率除要计入光源的功率外，还要计入镇流器的功率损耗。当没有确切资料时，镇流器功率可以按光源功率的10％计。

3.7.1 无功补偿应按当地供电部门的规定执行，当当地没有明确规定时，补偿后低压侧进线处的功率因数宜达到0.95以上，并应符合下列规定：

    1 配变电所宜在变压器低压侧设置集中补偿装置；

    2 大容量负荷宜设置就地补偿装置；

    3 大容量临时性负荷宜单独设置临时补偿装置；

    4 场地照明及其他气体放电灯宜分散就地补偿。
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3.7.1 本条采用国家电网公司规定，即国家电网生[2004]203号第二十四条之(二)，100kVA及以上10kV供电的电力用户其功率因数达到0.95以上。  
当不具备设计计算条件时，电容器安装容量可以按下列情况进行估算：  
1 35kV及以上变电所可以按变压器容量的10％～30％计；  
2 10kV变电所可以按变压器容量的20％～30％计。

3.7.2 电容补偿装置的选择应计入配电系统中谐波的影响，并宜根据负荷的谐波特征配置消谐电抗 器。
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3.7.2 串联调谐电抗器在调谐频率fh处的配比可以按下式计算：
 
式中：X_L——电抗器基波感抗；      
  X_C——电容器基波容抗；        
 h——谐波的次数。  
为了避免发生局部谐振，需使实际调谐频率小于理论调谐频率，同时还要考虑一定裕度，防止电容器长期使用后介质材料老化，从而导致电容值下降，引起谐振频率的升高。常用的串联调谐电抗器配比见表4。  
以国家游泳中心“水立方”场地照明回路为例，三相上3次谐波含量最多，均在21％以上；其次是5次谐波，在11％以上；11次谐波位居第三位，达6％以上；7次和13次谐波含量均在3％以上；9次和15次谐波含量较少，尤其15次谐波可以忽略不计。

因此，选择电抗器配比为14％可以有效地抑制3次谐波。所以，调谐电抗器要根据实际负荷的谐波特征做出合理、准确的选择。