簡婷

（安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定201801）

摘要：探討了大型綜合醫(yī)院建筑電氣設計方案，介紹了開關站及變配電所的設 置，闡述了照明系統(tǒng)節(jié)能、醫(yī)療IT系統(tǒng)、能耗監(jiān)測系統(tǒng)、智能配電監(jiān)測管理系統(tǒng)等 方面的設計,提出大型綜合醫(yī)院要重點關注供電可靠性和用電安全性，進一步推動 智能配電系統(tǒng)在綜合醫(yī)院建筑中的實際應用。

關鍵詞：大型綜合醫(yī)院；電氣設計；智能配電；負荷分級

0 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)療和科研設備數(shù)量猛增，用 電量急劇上升，導致各種變壓器和配電設施經(jīng)常 岀現(xiàn)過載發(fā)熱、超負荷運行、電壓波動、諧波干擾 嚴重等問題，危及醫(yī)院供電電網(wǎng)的安全，影響供 電網(wǎng)絡的正常運行。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)設計方案

      大型綜合醫(yī)院的供配電系統(tǒng)應根據(jù)醫(yī)院建 筑的標準等級、負荷性質(zhì)、用電容量、系統(tǒng)規(guī)模以 及當?shù)毓╇姉l件，充分考慮近期的使用和遠期的 發(fā)展需要，合理確定供配電系統(tǒng)設計方案口3。 在保障安全、供電可靠、技術先進和經(jīng)濟合理的 前提下，供配電系統(tǒng)架構應簡單明晰，能降低造 價,減少電量損失，便于管理及維護。

1.1負荷分級及供電要求

      醫(yī)院供電負荷等級分為一級負荷中特別重 要負荷、一級負荷、二級負荷及三級負荷。

（1）一級負荷中特別重要負荷：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、手術部（手術室、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) 的通風系統(tǒng)⑴。

（2）一級負荷:急診部、監(jiān)護病房（ICU）、手 術部、介入手術、急診與門診手術、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；百級潔凈度手術室空調(diào)系統(tǒng) 用電；消防控制室、火災自動報警及聯(lián)動控制裝 置、火災應急照明及疏散指示標志、防煙及排煙 設施、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）二級負荷:除百級潔凈度手術室之外的 其他手術室空調(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）三級負荷:不屬于一、二級的負荷，如一 般電力、照明、空調(diào)及開水器等用電負荷。

      大型綜合醫(yī)院存在著大量一級負荷和特別 重要負荷，應由2個市電電源供電，當一個電源 發(fā)生故障時，另一個電源不應同時受到損壞。對 于特別重要負荷，還應增設應急電源，并嚴禁將 其他負荷接入應急供電系統(tǒng)。

1.2用電負荷容量的確定

      對于制冷、空調(diào)、風機、水泵、電熱、電梯等用電 設備按相關專業(yè)工藝所提供的設備安裝容量進行負 荷統(tǒng)計，其備用設備容量不計入在內(nèi);對于照明等設 備用電負荷根據(jù)不同設計階段按規(guī)范照度標準、單 位容量法和具體平面布置方案進行負荷統(tǒng)計。變壓 器安裝容量指標為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，應與當?shù)毓╇姴块T協(xié)商，以滿足用戶 的供電要求。

1.4備用電源和應急電源

      特別重要負荷采用雙路市電和柴油發(fā)電機 組供電，另設有不間斷電源（UPS）裝置，以滿足 電源切換時間的要求。

火災自動報警及聯(lián)動控制裝置、主要業(yè)務和 計算機系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、電子信息系統(tǒng)機房設備 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，一級負荷中的消 防設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 復供電后備用電源自動退岀。

2 合理確定開關站及變配電所

2.1開關站及變配電所設置

      開關站及變配電所的設置應充分考慮負荷 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。mo

2.2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（高壓電源等級應符合當?shù)毓╇姴块T要求），采 用單母線分段方式運行，中間設置母聯(lián)開關，平 時兩段母線分列運行，當任一路電源故障或斷電 時,通過手動/自動操作母聯(lián)開關合閘，另一路電 源承擔全部一、二級負荷。

2.3低壓供電系統(tǒng)

      變壓器低壓側采用單母線分段方式運行，設 置母聯(lián)斷路器，當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 級負荷的使用。母聯(lián)斷路器自投時，應按適當?shù)?比例分批自動斷開三級負荷，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柜并 列安裝，箱體防護等級為IP30o

2.4干式變壓器選擇

      根據(jù)國家規(guī)范和用戶的負荷特點及經(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,但考慮到用電設備容量較大，在 保證技術經(jīng)濟合理、運行安全可靠，并征得當?shù)?供電部門同意后,可采用1 600 -2 500 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低壓側功率因數(shù)應提高至0.93左右，在 各變壓器低壓側統(tǒng)一考慮自動補償，實時檢測負 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, 應在無功功率補償同時增加電源濾波裝置進行 治理,提高設備的可靠性,降低運行成本,避免對 配電系統(tǒng)和各種設備造成影響或破壞，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)定對醫(yī)療 設備、空調(diào)設備應進行有源濾波治理。

2.6線纜選擇

      線纜選擇應考慮工程的重要性、火災幾率及 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。

安科瑞為醫(yī)院安全用電提供的解決方案

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)采用研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災探測器、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)電氣火災的主要因素（導線溫度、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校管理人員，指導學校實現(xiàn)時間的排查和治理，達到潛在電氣火災隱患，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，能有提升企業(yè)的消防管理和電氣設備水平，防范重大惡性火災財產(chǎn)損失、尤其是重大惡性人員傷亡責任的發(fā)生。

本系統(tǒng)的整體結構如圖所示：

硬件配置：

平臺服務器：建議按照我方提供配置標準購買，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

現(xiàn)場儀表選型介紹--剩余電流火災探測器

現(xiàn)場儀表選型--故障電弧探測器

現(xiàn)場儀表選型--電氣防火限流式保護器

現(xiàn)場儀表選型中性安防保護器

中性線的定義：三相電的星形接法是把每一相電源或負載的一端都接在中性點上，將中性點

引出的這條線叫中性線，這樣就形成三相四線制或者五線制。也可不引出，形成三相三線制?，F(xiàn)

在的低壓配電線路，采用多的是三相四線制，其中的三條線路分別用A、B、C代表三相，另一條中性線用N代表。

在三相四線制或五線制供電系統(tǒng)運行過程中，中性線引發(fā)火災事故主要通過三種途徑：

A.中性線長期過載導致中性線絕緣層老化，后使得絕緣層燃燒引發(fā)火災；

B.中性線故障使中性線開路，導致三相電嚴重不平衡，燒毀電氣設備引發(fā)火災。

C.中性線老化使線路部過熱，導致中性線絕緣層老化，后使得絕緣層燃燒引發(fā)火災。

1）產(chǎn)品型號

2） 模塊接口示意

3）產(chǎn)品尺寸

5 結語

      隨著大型綜合醫(yī)院建筑的不斷發(fā)展,建筑電 氣設計所包含的內(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 計人員應不斷學習新技術、熟悉新產(chǎn)品，將成熟 先進的技術及節(jié)能產(chǎn)品應用到綜合醫(yī)院建設工 程中。智能配電管理系統(tǒng)初期建設時應統(tǒng)籌規(guī) 劃，分步實施,為業(yè)主提供高效的管理服務。

參考文獻

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[5]張釗，任立全：大型綜合醫(yī)院電氣設計與應用.

[6]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊，2020.06版.

作者簡介：簡婷，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為醫(yī)院安全用電云平臺系統(tǒng)的研發(fā)與應用。