引言隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,大型綜合醫(yī)院醫(yī)療業(yè) 務(wù)規(guī)模不斷擴大,,醫(yī)護人員及病患人數(shù)急劇增 加,,各種先進精密醫(yī)療和科研設(shè)備數(shù)量猛增,,用 電量急劇上升,,導(dǎo)致各種變壓器和配電設(shè)施經(jīng)常 岀現(xiàn)過載發(fā)熱,、超負(fù)荷運行,、電壓波動,、諧波干擾 嚴(yán)重等問題,,危及醫(yī)院供電電網(wǎng)的安全,影響供 電網(wǎng)絡(luò)的正常運行,。
為此,,要采取有效措施,既 能保障大型綜合醫(yī)院供電可靠性,又能讓醫(yī)院管 理人員及時發(fā)現(xiàn)電氣隱患并在短時間內(nèi)予以 排除,。
1合理確定供配電系統(tǒng)設(shè)計方案大型綜合醫(yī)院的供配電系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)醫(yī)院建 筑的標(biāo)準(zhǔn)等級,、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量,、系統(tǒng)規(guī)模以 及當(dāng)?shù)毓╇姉l件,,充分考慮近期的使用和遠(yuǎn)期的 發(fā)展需要,合理確定供配電系統(tǒng)設(shè)計方案口3,。
在保障安全,、供電可靠、技術(shù)先進和經(jīng)濟合理的 前提下,,供配電系統(tǒng)架構(gòu)應(yīng)簡單明晰,,能降低造 價,減少電量損失,便于管理及維護,。
1.1負(fù)荷分級及供電要求醫(yī)院供電負(fù)荷等級分為一級負(fù)荷中特別重 要負(fù)荷,、一級負(fù)荷、二級負(fù)荷及三級負(fù)荷,。
(1)一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷:急診搶救 室,、急診采血、兒科急診,、產(chǎn)房,、早產(chǎn)兒室、重癥監(jiān) 護室,、手術(shù)部(手術(shù)室,、麻醉室、蘇醒室),、透析,、生 殖中心、燒傷病房中涉及患者生命安全的設(shè)備及 其照明用電,,大型生化儀器,、重癥呼吸道感染區(qū) 的通風(fēng)系統(tǒng)⑴。
(2)一級負(fù)荷:急診部、監(jiān)護病房(ICU),、手 術(shù)部,、介入手術(shù)、急診與門診手術(shù),、危重病人(搶 救室),、分娩房、嬰兒室,、病理切片分析,、核磁共 振、介入治療用CT及X光機掃描室,、血庫,、加速 器機房、治療室及配血室的電力和照明,,培養(yǎng)箱,、 冰箱、恒溫箱和其他必須持續(xù)供電的精密醫(yī)療裝 備,,走道照明用電,;百級潔凈度手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng) 用電;消防控制室,、火災(zāi)自動報警及聯(lián)動控制裝 置,、火災(zāi)應(yīng)急照明及疏散指示標(biāo)志、防煙及排煙 設(shè)施,、自動滅火系統(tǒng),、消防水泵、消防電梯及其排水泵,、電動的防火卷簾與門窗以及閥門等消防用 電,;主要業(yè)務(wù)和計算機系統(tǒng)、安防系統(tǒng),、電子信息 系統(tǒng)機房用電,普通電梯(客,、醫(yī)梯)用電,;排水 (污)泵、生活水泵用電等⑵,。
(3)二級負(fù)荷:除百級潔凈度手術(shù)室之外的 其他手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)用電,,電子顯微鏡、一般診 斷用CT及X光機用電,、自動扶梯用電,、廚房動力 與照明用電等。
(4)三級負(fù)荷:不屬于一、二級的負(fù)荷,,如一 般電力,、照明、空調(diào)及開水器等用電負(fù)荷,。
大型綜合醫(yī)院存在著大量一級負(fù)荷和特別 重要負(fù)荷,,應(yīng)由2個市電電源供電,當(dāng)一個電源 發(fā)生故障時,,另一個電源不應(yīng)同時受到損壞,。
對 于特別重要負(fù)荷,還應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源,,并嚴(yán)禁將 其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng),。
1.2用電負(fù)荷容量的確定對于制冷、空調(diào),、風(fēng)機,、水泵、電熱,、電梯等用電 設(shè)備按相關(guān)工藝所提供的設(shè)備安裝容量進行負(fù) 荷統(tǒng)計,,其備用設(shè)備容量不計入在內(nèi);對于照明等設(shè) 備用電負(fù)荷根據(jù)不同設(shè)計階段按規(guī)范照度標(biāo)準(zhǔn)、單 位容量法和具體平面布置方案進行負(fù)荷統(tǒng)計,。
變壓 器安裝容量指標(biāo)為70?100 VA/m2,。
1.3供電電源及電壓等級供電電源及電壓等級采用20 kV還是10 kV 電壓等級,應(yīng)與當(dāng)?shù)毓╇姴块T協(xié)商,,以滿足用戶 的供電要求,。
1.4備用電源和應(yīng)急電源特別重要負(fù)荷采用雙路市電和柴油發(fā)電機 組供電,另設(shè)有不間斷電源(UPS)裝置,,以滿足 電源切換時間的要求,。
火災(zāi)自動報警及聯(lián)動控制裝置、主要業(yè)務(wù)和 計算機系統(tǒng),、安防系統(tǒng),、電子信息系統(tǒng)機房設(shè)備 等用電,除采用雙路市電供電,,另外增加UPS 供電,。
為確保消防系統(tǒng)的可靠性,一級負(fù)荷中的消 防設(shè)備電源除采用雙路市電供電外,,一般要納入 柴油發(fā)電機組供電,但雙路市電已滿足國家規(guī)范 的要求,,正常時由工作電源供電。
工作電源故障 或斷電時,,備用電源自動投入供電,,工作電源恢 復(fù)供電后備用電源自動退岀,。
2合理確定開關(guān)站及變配電所2.1開關(guān)站及變配電所設(shè)置開關(guān)站及變配電所的設(shè)置應(yīng)充分考慮負(fù)荷 中心和供電半徑的要求,從而縮短低壓配電線路 長度,,降低線路的損耗,減少電壓損失,其位置盡 量遠(yuǎn)離人員密集的場所,,并避免電磁輻射。
按國 家現(xiàn)行規(guī)范,,中心城區(qū)供電半徑不大于15,。
m, 一 般城區(qū)不大于250 m,郊區(qū)不大于40。
mo2.2高壓供電系統(tǒng)高壓供電系統(tǒng)由兩路獨立市電電源同時供 電(高壓電源等級應(yīng)符合當(dāng)?shù)毓╇姴块T要求),,采 用單母線分段方式運行,,中間設(shè)置母聯(lián)開關(guān),平 時兩段母線分列運行,,當(dāng)任一路電源故障或斷電 時,通過手動/自動操作母聯(lián)開關(guān)合閘,,另一路電 源承擔(dān)全部一、二級負(fù)荷,。
2.3低壓供電系統(tǒng)變壓器低壓側(cè)采用單母線分段方式運行,,設(shè) 置母聯(lián)斷路器,當(dāng)任一路電源或變壓器故障斷電 時,通過母聯(lián)斷路器手投/自投合閘,,確保一,、二 級負(fù)荷的使用。
母聯(lián)斷路器自投時,,應(yīng)按適當(dāng)?shù)?比例分批自動斷開三級負(fù)荷,,以滿足變壓器的正 常工作。
主進斷路器與母聯(lián)斷路器之間設(shè)有電 氣聯(lián)鎖,,任何情況下只能使其中的2個斷路器合 閘,避免發(fā)生誤動作造成損失,。
當(dāng)主進斷路器因 過載或短路故障分閘時,母聯(lián)斷路器不得自動合 閘。
干式變壓器采用箱變形式與低壓開關(guān)柜并 列安裝,,箱體防護等級為IP30o2.4干式變壓器選擇根據(jù)國家規(guī)范和用戶的負(fù)荷特點及經(jīng)濟運 行條件,10/0.4 kV單臺變壓器的容量一般不宜 大于1 250 kVA,但考慮到用電設(shè)備容量較大,,在 保證技術(shù)經(jīng)濟合理、運行安全可靠,,并征得當(dāng)?shù)?供電部門同意后,可采用1 kVA的低 損耗高節(jié)能環(huán)保型干式變壓器(如非晶合金變壓 器等),。
2.5無功補償與諧波治理綜合樓內(nèi)各用電設(shè)備優(yōu)先選用高效節(jié)能 產(chǎn)品,故平均自然功率因數(shù)按0. 80?0. 85考慮,,根據(jù)規(guī)范和供電部門要求進行無功功率補償,。
0.4 kV低壓側(cè)功率因數(shù)應(yīng)提高至0.93左右,在 各變壓器低壓側(cè)統(tǒng)一考慮自動補償,,實時檢測負(fù) 荷變化情況,實現(xiàn)相控補償動態(tài)管理,避免超,、漏 補現(xiàn)象的發(fā)生,;為防止電源諧波的干擾和污染, 應(yīng)在無功功率補償同時增加電源濾波裝置進行 治理,提高設(shè)備的可靠性,降低運行成本,避免對 配電系統(tǒng)和各種設(shè)備造成影響或破壞,,以達到節(jié) 能目的。
國家規(guī)范對諧波治理有明確的規(guī)定,,部 分地方規(guī)范的規(guī)定更明確些,,如規(guī)定對專用醫(yī)療 設(shè)備、空調(diào)設(shè)備應(yīng)進行有源濾波治理,。
2.6線纜選擇線纜選擇應(yīng)考慮工程的重要性,、火災(zāi)幾率及 其特點和經(jīng)濟合理等因素,并采取有效的阻火安 全措施,避免產(chǎn)生有害氣體對環(huán)境和人身造成危 害。
消防設(shè)備等所屬配電干線及分支干線采用 礦物絕緣電纜,,支線采用低煙無鹵耐火型電線電 纜;非消防負(fù)荷供電采用低煙無鹵阻燃型電線電 纜;個別配電干線采用封閉式母線,。
3照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計根據(jù)GB 50034—2013 (建筑照明設(shè)計標(biāo) 準(zhǔn)》⑶要求,正常照明按不同的場所,、不同使用功 能和特點,,在滿足照度和節(jié)能的前提下,合理地 選擇光源和光色,并結(jié)合建筑吊頂形式選擇相適 應(yīng)的燈具,與室內(nèi)裝飾相協(xié)調(diào),。
3.1節(jié)能光源與燈具的應(yīng)用按照GB 50034—2013 (建筑照明設(shè)計標(biāo) 準(zhǔn)》,,各房間或場所不超過現(xiàn)行照明功率密度值, 對于要求照度高和顯色好的場所,優(yōu)先選用高效 節(jié)能型熒光燈或LED燈;對于走廊、電梯廳,、前室 等處以筒燈照明為主,,均采用LED燈;對于門廳 等空間比較高的場所選用小容量金屬鹵化物燈, 并配套節(jié)能鎮(zhèn)流器;病房樓標(biāo)準(zhǔn)層走廊及病房 內(nèi),為避免眩光采用帶磨砂罩高效節(jié)能熒光燈或 LED燈,,并在走廊及病房內(nèi)設(shè)置起夜燈,,由護士 站統(tǒng)一集中控制。
通過節(jié)能光源和燈具的應(yīng)用, 提高了發(fā)光效率,,降低了運營成本,,延長了使用 壽命。
大面積應(yīng)用高能效LED燈具與使用同樣光 效的普通照明燈具相比,,可降低30%能耗; 結(jié)合照明控制裝置,,節(jié)能效益可達50%。
隨 著LED技術(shù)的發(fā)展,照明材料價格降低,有利于 LED產(chǎn)品的使用和推廣,。
采用LED燈具進行巧 妙組合,、運用的環(huán)境照明可改善用戶體驗。
3.2智能照明控制系統(tǒng)門急診大廳,、醫(yī)療街,、候診區(qū)、停車場及病房 走廊等公共場所,,其正常照明采用智能照明控制 系統(tǒng),,可實現(xiàn)就地控制、遠(yuǎn)程控制,、定時控制,、場 景編程控制等功能,提高節(jié)能效果,,降低工作強 度。
控制面板宜設(shè)置在分診臺,、護士站及主要通 道口等便于操作的位置,。
智能照明控制系統(tǒng)應(yīng) 預(yù)留與BAS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的通信接口。
4醫(yī)療IT系統(tǒng)設(shè)計醫(yī)院2類場所(如手術(shù)室,、監(jiān)護室等),,既要 保證供電的可靠性和連續(xù)性,還需防止系統(tǒng)和負(fù) 載的微弱漏電,,即醫(yī)療設(shè)備對病人的微電擊(導(dǎo) 致病人有生命危險),。
因此在2類醫(yī)療場所內(nèi), 醫(yī)用電氣設(shè)備和系統(tǒng)的供電回路均應(yīng)采用醫(yī)療 IT系統(tǒng),。
醫(yī)療IT系統(tǒng)主要由醫(yī)用單相隔離變壓器,、直 流穩(wěn)壓電源模塊、絕緣監(jiān)視儀,、外接報警顯示儀和 絕緣故障定位系統(tǒng)等組成,單相隔離變壓器容量 為三一五?10.00 kVA,。
手術(shù)室都采用8 kVA單相隔 離變壓器,承擔(dān)手術(shù)室內(nèi)吊塔,、無影燈和插座的供 電,。
蘇醒室、搶救室,、麻醉室內(nèi)相對所需醫(yī)療設(shè)備 較少,可降低單相隔離變壓器選型容量,。
5能耗監(jiān)測系統(tǒng)計量裝置對建筑物內(nèi)用電、水,、冷熱量,、燃?xì)?及醫(yī)用氣體等能耗進行分類分項計量,具有數(shù)據(jù) 通信功能,通過對能耗進行動態(tài)監(jiān)測,,實現(xiàn)建筑 物內(nèi)用能的管理,。
按科室或區(qū)域?qū)φ彰骱筒遄?室外景觀照明、空調(diào)用電,、動力用電,、特殊用電等 進行分項計量。
在園區(qū)給水進水管處,、各科室供 水管處及生活熱水供回水管處設(shè)置計量水表;市 政主干熱力供熱管網(wǎng)處設(shè)置計量表具,,對總供熱量進行計量;在空調(diào)機房內(nèi)分水器至各區(qū)域的主 干供水管處設(shè)置能量計量表,對各區(qū)域供冷,、供 熱量進行計量,。
分項分科室計量便于醫(yī)院后勤 的精細(xì)化管理,掌握各科室,、各區(qū)域的用能情況, 促進整個醫(yī)院行為節(jié)能,有利于發(fā)現(xiàn)用能過程存 在的問題,便于進一步進行節(jié)能診斷和改造⑷,。
6智能配電監(jiān)測管理系統(tǒng)智能配電監(jiān)測管理系統(tǒng)可全方位支撐變配 電系統(tǒng)的實時監(jiān)測管理,、供給管理和運維管理等工作,對用能供能單位進行有效監(jiān)管,,實現(xiàn)優(yōu)化 運行以及供電可靠性,具有運行維護,、管理功能,。
智能配電系統(tǒng)按照主要功能劃分為以下4個 層級。
現(xiàn)場設(shè)備管理層,實現(xiàn)電氣系統(tǒng)的基本 現(xiàn)場保護,、監(jiān)測,、控制層級功能,主要由現(xiàn)場多功 能電表組成。
該層級設(shè)備是實現(xiàn)電力系統(tǒng)的計 量,、信息監(jiān)測功能,。
通信管理層,實現(xiàn)設(shè)備之間聯(lián)絡(luò)和通信 管理,,主要由交換機,、以太網(wǎng)關(guān)設(shè)備組成。
該層 設(shè)備完成設(shè)備的基本智能化功能,是實現(xiàn)電力系 統(tǒng)信息化的基礎(chǔ),。
監(jiān)控管理層,,實現(xiàn)現(xiàn)場信息到計算機界 面的轉(zhuǎn)化,主要由計算機、監(jiān)控軟件,、打印機 等設(shè)備組成,。
該層設(shè)備將現(xiàn)場信息化的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換成人機界面信息,并將信息按照發(fā)生源進行分 析處理。
遠(yuǎn)程移動運維應(yīng)用層,,結(jié)合移動端數(shù)據(jù) 完成資產(chǎn)管理,、維護管理、工單計劃和落實管理,、 實時報警推送,、能耗分析等功能,遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)需要 能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的備份,須能提升對電力系統(tǒng) 的管理易用性和便利性。
7防雷,、接地系統(tǒng)及安全措施建筑防雷裝置應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置,,滿足防直 擊雷、防側(cè)擊雷,、防雷電感應(yīng)及防雷電波的侵入, 并設(shè)置等電位聯(lián)結(jié),。
建筑防雷接地、電氣設(shè)備保 護接地,、電梯機房,、消防控制室、弱電進線間等接 地共用建筑物聯(lián)合接地極,要求接地電阻W1 Oo 當(dāng)實測不滿足要求時,,增加人工接地極,。
為防止雷電的侵入,,配電室干線以及各樓層 總配電箱等設(shè)置防雷過電壓保護,配電箱內(nèi)加裝 一至二級電涌保護器,某些部位設(shè)置三級電涌保 護,,以確保各回路電源干線和重要設(shè)備可靠運 行,。
在變電室低壓配電柜母線、室外引入的電力 線路的總配電箱母線等處,應(yīng)裝設(shè)I級試驗的電 涌保護器,。
特殊房間電氣防護要求:醫(yī)院建筑內(nèi)的護士 站,、麻醉室辦公室、輸血科,、診室等為醫(yī)療,。
類場 所;病房、血液透析室等為醫(yī)療1類場所,;手術(shù) 室,、重癥監(jiān)護室、搶救室等為醫(yī)療2類場所,。
1類 和2類醫(yī)療場所設(shè)置防止接地故障(間接接觸) 電擊防護的自動切斷電源保護裝置,IT,、TN系統(tǒng) 約定接觸電壓不超過25 V,TN系統(tǒng)切斷時 間:230 V時為0.2 s,400 V時為0. 05 so 2類醫(yī) 療場所區(qū)域內(nèi),TN系統(tǒng)在下列回路中采用不超 過30 mA的額定剩余電流,并有過電流保護的電 磁式剩余電流保護器:手術(shù)臺驅(qū)動機構(gòu)供電回 路,X射線供電回路,,額定功率大于5 kVA的設(shè) 備供電回路,,非生命支持系統(tǒng)的電氣設(shè)備供電 回路。
8,、安科瑞為醫(yī)院安全用電提供的解決方案8.1安科瑞Acrelcloud-6000安全用電云平臺安科瑞電氣推出的安全用電監(jiān)控云系統(tǒng)采用自主研發(fā)的剩余電流互感器,、溫度傳感器、電氣火災(zāi)探測器,、故障電弧探測器,、電氣防火限流式保護器和中性安防,對引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素(導(dǎo)線溫度,、電流,、剩余電流、故障電弧等)進行不間斷的數(shù)據(jù)與統(tǒng)計分析,,并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時推送給學(xué)校管理人員,,指導(dǎo)學(xué)校實現(xiàn)時間的排查和治理,達到潛在電氣火災(zāi)隱患,,實現(xiàn)“防患于未然”的目的,。
用戶可以利用PC、手機,、平板電腦等多種終端實現(xiàn)對平臺的訪問,,查詢包括系統(tǒng)信息、實時數(shù)據(jù)、報記錄等在內(nèi)的各種信息,,使用方便,。
利用該系統(tǒng)為用戶提供的低成本服務(wù),能有提升企業(yè)的消防管理和電氣設(shè)備水平,,防范重大惡性火災(zāi)財產(chǎn)損失,、尤其是重大惡性人員傷亡責(zé)任的發(fā)生。
本系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖所示:8.2硬件配置:平臺服務(wù)器:建議按照我方提供配置標(biāo)準(zhǔn)購買,,或者客戶自己租用阿里云資源,。
站控管理層硬件配置:(如申請阿里云可忽略)現(xiàn)場儀表硬件配置8.2.1現(xiàn)場儀表選型介紹--剩余電流火災(zāi)探測器8.2.2現(xiàn)場儀表選型--故障電弧探測器8.2.3現(xiàn)場儀表選型--電氣防火限流式保護器9結(jié)語隨著大型綜合醫(yī)院建筑的不斷發(fā)展,建筑電 氣設(shè)計所包含的內(nèi)容越來越豐富,對供電可靠性 以及用電安全性等提岀了更高的要求。
電氣設(shè) 計人員應(yīng)不斷學(xué)習(xí)新技術(shù),、熟悉新產(chǎn)品,將成熟 先進的技術(shù)及節(jié)能產(chǎn)品應(yīng)用到綜合醫(yī)院建設(shè)工 程中,。
智能配電管理系統(tǒng)初期建設(shè)時應(yīng)統(tǒng)籌規(guī) 劃,,分步實施,為業(yè)主提供高效的管理服務(wù)。