大型主题乐园的电气设计探讨

马婷

（广东长隆集团有限公司，广东 广州 510030）

0 引言

如今经济飞速发展，人们对娱乐项目的需求越来越多，大型主题乐园逐渐受到人们的喜爱，变成如今娱乐市场中的热门领域，顺应时代发展趋势。本文通过借鉴如今一些大型主题乐园的电气设计方案，对电气设计进行探讨，以期为相关人员起到一定的帮助。

1 主题公园各单位项目负荷量区域划分

大型主题乐园里各单位项目众多，其耗电量各不相同，如今并没有具体的规定对个设备的负荷量进行划分，但可以根据《供配电系统设计规范》（GB 50052—2009）、具体项目单位的功能以及具体工作需要来对其负荷量所处于的区域范围里进行划分，主要可以分为以下几个方面。

1.1 娱乐设备的负荷划分

娱乐设备作为主题公园最重要的组成部分，直接关乎主题乐园能否正常运行，假设供电异常，就会使主题乐园内部运营直接瘫痪，造成游客紧张，最终有可能使客流量大大减少。参考标准《供配电系统设计规范》（GB 50050—2009）中的规定可知，当供电异常现象会使经济遭受严重影响以及供电异常现象会使对用电需要较大的单位无法正常工作时定位二级负荷配电，但是通常来说乐园的发电机容量通常不低于20000kW，而娱乐设备就要占据接近2/3的用电负荷，基于此种情况若定为二级负荷，从经济方面来说不够科学，会使整个主题乐园的供电系统造成很多不必要的浪费。应当对各娱乐设备的实际运行情况来进行细分，针对一些例如碰碰车、旋转木马等这样不大且通常不会发生危险状况的娱乐设备，定为三级负荷进行配电。而一些类似于过山车、跳楼机、大摆锤之类的非小型且易发生危险的娱乐设备，为了供电异常时所造成的危险状况避免发生，需要使用动力负荷进行疏散，保证用户的安全，此类设备应定为二级负荷进行配电，对于一些像是3D电影或者VR之类的娱乐项目，因为此类项目的动力牵引装置用电需求较低可以定为三级负荷进行配电，而控制此类项目的系统却需要较大的用电量，可以定为二级负荷进行配电。对于一些用以抢修、在应急时使用的电源，为了可以快速修复娱乐项目，保证游乐园系统不瘫痪，这类应急电源应当定为二级负荷进行配电。

1.2 消防类设备的负荷划分

一些用于消防的设备例如消防泵、应急照明灯以及消防风机等进行负荷划分应当依据给排水在非室内环境中对于消防水量的资金供给。按照相关的具体规定来说，当在非室内的环境里用于消费的水量超过25L/s的建筑项目，应当将消防所需的负荷采取二级负荷的标准进行配电。除此之外，为了能使稳定的配电，可以使用双路电源放射式的方式来对消防设备进行配电，还应当在尾部配电箱的地方安设自动进行双路切换的设置。

1.3 安全防护以及智能化类装置的负荷划分

游乐场消防管理控制处、游乐园机房所在处、安全防护系统、广播中心、售票处（包括售票机器系统及照明系统）以及对游客进行服务的客服中心，这些直接关系着游乐园能否合理且稳定的运行。基于此种情况并依据相关规定，以上这些地方需要采用一级负荷的标准来进行配电。进行配电时，还应当选用不间断的电源来当作备用能源，进而使当供电异常且柴油发电机没有投入使用的时候，能继续进行电源供给，保证上述系统稳定运行。

1.4 关于一些剧场类仪器的负荷划分

一般来说，游乐场里的剧场建设依据乙等剧场的标准进行建设。按照关于剧场建设的相关规定和实际情况需要，剧场里的大型的舞台设备以及用于照明、调光、影音、安全防护的舞台系统应当依据二级负荷的标准进行配电，剧场内的电梯、马道照明以及消费方面的负荷也应当依据二级负荷的标准进行配电，剩下关于剧场类的设备负荷均采取三级负荷的标准进行配电，如图1所示。

图1 剧场类相关低压配电

2 非小型弹射式过山车的供电方式

过山车的类型主要有两种：①牵引式；②弹射式。这两种类型的过山车的工作原理都是通过机械动力或者电磁动力为过山车在启动阶段提供动能，使过山车可以达到最高出的位置，之后通过重力势能转换为动能为过山车后续运行提供能量。如今，比较先进的过山车一般为弹射式的过山车。设备商的提资作为过山车的主要供电方式。下面通过一个具体事例来对过山车的电气设计进行探讨：

（1）位于底部位置的直线感应电动机通过电能机械能转换，在很短的时间里得到很大的动能。该底部直线电动机的最大输入功率可以达到2800kW，相应的受电时间只有4.2s。应采取专门的变压器来对位于底部位置直线感应电动机进行供电。

（2）要注意位于顶部位置的直线感应电动机以及控制骑乘的系统的配电方式应当按照二级负荷的标准对其进行配电。假使过山车在行驶的周期里突然在最高处发生故障，这个时候需求位于顶部位置的直线感应电动机为过山车提供动能，进而驱使其前进，保障过山车顺利度过最高处，可以借助重力势能转换来平稳结束整个运行周期，如图2所示。

图2 新型弹射式过山车低压配电

3 大型主题乐园的计量方式

按照所处地理位置相应电网的要求，来判断要不要安装高压计量表。一般来说会在10kV的电源进线的位置上安装计量总表，照明以及动力系统进行一块收费。应当按照运营商的管理要求来合理地设置低压出线柜的出线回路，计量仪器可以选用多功能数字仪表，并将计量的结果通过变电所的综合能耗监测装置上传到相应部门的监控中心。假如游乐园入口周围的地区有出租出去的商户，则会在这些出租商户配电总箱的位置安装计量表。

4 大型主题乐园的谐波治理

游乐园属于大型的建筑项目，需要用到很多的游乐装置也就是我们所说的调速驱动压缩机、晶闸管调光系统、非固定频率空调、水泵等非线性的电气装置。以上的装置会在使用的时候出现很多奇数次谐波，由于7次往后的谐波振幅较小，这里主要是解决3次谐波、5次谐波、7次谐波对用电装置、供电系统、测量装置、继电保护装置的影响。这里可以通过将谐波本身进行直接抑制或者通过间接的方式进行抑制。具体措施如下：首先可以在变电所的低压母线位置处安装有源滤波器，来抑制谐波电流。应当等运营商招标之后再依据厂家提供的信息对滤波器的容量进行调整设计。在进行设计的阶段，要给变电所、非小型屏幕LED控制室以及晶闸管调光室等位置提前留好充足的空间，以便于以后开展对滤波器的装设。可以在游乐场的各个主题区域采用单独的一台变压器为夜间灯光秀进行配电，这样可以抑制谐波对一些声敏装置的影响。当三线四线制的回路中出现谐波电流，应当将中性导体的电流加以计算并计入到谐波电流的效应里，假设相电路的电流低于中性导体的电流时，应当安装中性导体的电流进行电缆相导体的选择。

5 结语

大型主题乐园内部组成复杂，工作人员很多，因此电气设计的难度比较高，也需要对应更高的标准。应当将大型主题乐园供电系统的稳定及安全问题放在最关键的位置上，此外还要注意节能环保，避免不必要的经济浪费。