簡(jiǎn)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(shè)計(jì)方案，介紹了開關(guān)站及變配電所的設(shè) 置，闡述了照明系統(tǒng)節(jié)能、醫(yī)療IT系統(tǒng)、能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、智能配電監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)等 方面的設(shè)計(jì),提出大型綜合醫(yī)院要重點(diǎn)關(guān)注供電可靠性和用電安全性，進(jìn)一步推動(dòng) 智能配電系統(tǒng)在綜合醫(yī)院建筑中的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：大型綜合醫(yī)院；電氣設(shè)計(jì)；智能配電；負(fù)荷分級(jí)

0 引言

      隨著經(jīng)濟(jì)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(kuò)大，醫(yī)護(hù)人員及病患人數(shù)急劇增加，各種先進(jìn)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(yùn)行、電壓波動(dòng)、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(yùn)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(shí)發(fā)現(xiàn)電氣隱患并在短時(shí)間內(nèi)予以 排除。

1 合理確定供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jí)、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(jì)方案口3。 在保障安全、供電可靠、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理的 前提下，供配電系統(tǒng)架構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單明晰，能降低造 價(jià),減少電量損失，便于管理及維護(hù)。

1.1負(fù)荷分級(jí)及供電要求

      醫(yī)院供電負(fù)荷等級(jí)分為一級(jí)負(fù)荷中特別重 要負(fù)荷、一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷及三級(jí)負(fù)荷。

（1）一級(jí)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(hù)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(jí)負(fù)荷:急診部、監(jiān)護(hù)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(jī)掃描室、血庫(kù)、加速 器機(jī)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(jí)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(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)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(dòng)滅火系統(tǒng)、消防水泵、消防電梯及其排水泵、電動(dòng)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、電子信息 系統(tǒng)機(jī)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(jí)負(fù)荷:除百級(jí)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(jī)用電、自動(dòng)扶梯用電、廚房動(dòng)力 與照明用電等。

（4）三級(jí)負(fù)荷:不屬于一、二級(jí)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(jí)負(fù)荷和特別 重要負(fù)荷，應(yīng)由2個(gè)市電電源供電，當(dāng)一個(gè)電源 發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。對(duì) 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(duì)于制冷、空調(diào)、風(fēng)機(jī)、水泵、電熱、電梯等用電 設(shè)備按相關(guān)專業(yè)工藝所提供的設(shè)備安裝容量進(jìn)行負(fù) 荷統(tǒng)計(jì)，其備用設(shè)備容量不計(jì)入在內(nèi);對(duì)于照明等設(shè) 備用電負(fù)荷根據(jù)不同設(shè)計(jì)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(jìn)行負(fù)荷統(tǒng)計(jì)。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(jí)

      供電電源及電壓等級(jí)采用20 kV還是10 kV 電壓等級(jí)，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(jī) 組供電，另設(shè)有不間斷電源（UPS）裝置，以滿足 電源切換時(shí)間的要求。

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制裝置、主要業(yè)務(wù)和 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、電子信息系統(tǒng)機(jī)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(jí)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(jī)組供電,但雙路市電已滿足國(guó)家規(guī)范 的要求，正常時(shí)由工作電源供電。工作電源故障 或斷電時(shí)，備用電源自動(dòng)投入供電，工作電源恢 復(fù)供電后備用電源自動(dòng)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(zhǎng)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(chǎng)所，并避免電磁輻射。按國(guó) 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(dú)立市電電源同時(shí)供 電（高壓電源等級(jí)應(yīng)符合當(dāng)?shù)毓╇姴块T要求），采 用單母線分段方式運(yùn)行，中間設(shè)置母聯(lián)開關(guān)，平 時(shí)兩段母線分列運(yùn)行，當(dāng)任一路電源故障或斷電 時(shí),通過手動(dòng)/自動(dòng)操作母聯(lián)開關(guān)合閘，另一路電 源承擔(dān)全部一、二級(jí)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(yùn)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(shí),通過母聯(lián)斷路器手投/自投合閘，確保一、二 級(jí)負(fù)荷的使用。母聯(lián)斷路器自投時(shí)，應(yīng)按適當(dāng)?shù)?比例分批自動(dòng)斷開三級(jí)負(fù)荷，以滿足變壓器的正 常工作。主進(jìn)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(gè)斷路器合 閘,避免發(fā)生誤動(dòng)作造成損失。當(dāng)主進(jìn)斷路器因 過載或短路故障分閘時(shí),母聯(lián)斷路器不得自動(dòng)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(hù)等級(jí)為IP30o

2.4干式變壓器選擇

      根據(jù)國(guó)家規(guī)范和用戶的負(fù)荷特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)運(yùn) 行條件,10/0.4 kV單臺(tái)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(jì)合理、運(yùn)行安全可靠，并征得當(dāng)?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(wú)功補(bǔ)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(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)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(dòng)補(bǔ)償，實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù) 荷變化情況，實(shí)現(xiàn)相控補(bǔ)償動(dòng)態(tài)管理,避免超、漏 補(bǔ)現(xiàn)象的發(fā)生；為防止電源諧波的干擾和污染, 應(yīng)在無(wú)功功率補(bǔ)償同時(shí)增加電源濾波裝置進(jìn)行 治理,提高設(shè)備的可靠性,降低運(yùn)行成本,避免對(duì) 配電系統(tǒng)和各種設(shè)備造成影響或破壞，以達(dá)到節(jié) 能目的。國(guó)家規(guī)范對(duì)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(duì)醫(yī)療 設(shè)備、空調(diào)設(shè)備應(yīng)進(jìn)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(diǎn)和經(jīng)濟(jì)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(duì)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(wú)鹵耐火型電線電 纜;非消防負(fù)荷供電采用低煙無(wú)鹵阻燃型電線電 纜;個(gè)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(tái)

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(zāi)探測(cè)器、故障電弧探測(cè)器、電氣防火限流式保護(hù)器和中性安防，對(duì)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(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時(shí)推送給學(xué)校管理人員，指導(dǎo)學(xué)校實(shí)現(xiàn)時(shí)間的排查和治理，達(dá)到潛在電氣火災(zāi)隱患，實(shí)現(xiàn)“防患于未然"的目的。

用戶可以利用PC、手機(jī)、平板電腦等多種終端實(shí)現(xiàn)對(duì)平臺(tái)的訪問，查詢包括系統(tǒng)信息、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)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(cái)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：

硬件配置：

平臺(tái)服務(wù)器：建議按照我方提供配置標(biāo)準(zhǔn)購(gòu)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(qǐng)阿里云可忽略）

現(xiàn)場(chǎng)儀表硬件配置

現(xiàn)場(chǎng)儀表選型介紹--剩余電流火災(zāi)探測(cè)器

現(xiàn)場(chǎng)儀表選型--故障電弧探測(cè)器

現(xiàn)場(chǎng)儀表選型--電氣防火限流式保護(hù)器

現(xiàn)場(chǎng)儀表選型中性安防保護(hù)器

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

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(yùn)行過程中，中性線引發(fā)火災(zāi)事故主要通過三種途徑：

A.中性線長(zhǎng)期過載導(dǎo)致中性線絕緣層老化，后使得絕緣層燃燒引發(fā)火災(zāi)；

B.中性線故障使中性線開路，導(dǎo)致三相電嚴(yán)重不平衡，燒毀電氣設(shè)備引發(fā)火災(zāi)。

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

1）產(chǎn)品型號(hào)

2） 模塊接口示意

3）產(chǎn)品尺寸

5 結(jié)語(yǔ)

      隨著大型綜合醫(yī)院建筑的不斷發(fā)展,建筑電 氣設(shè)計(jì)所包含的內(nèi)容越來(lái)越豐富,對(duì)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(jì)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(jìn)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(shí)應(yīng)統(tǒng)籌規(guī) 劃，分步實(shí)施,為業(yè)主提供高效的管理服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]醫(yī)療建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范:JGJ 312—2013[S].

[2]民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范:JGJ 16—2008 [S].

[3]建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):GB 50034—2013[S].

[4]公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):GB 50189-2015[S].

[5]張釗，任立全：大型綜合醫(yī)院電氣設(shè)計(jì)與應(yīng)用.

[6]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)，2020.06版.

作者簡(jiǎn)介：簡(jiǎn)婷，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)獒t(yī)院安全用電云平臺(tái)系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。