医院建设项目供配电系统设计方案探讨

　　摘要：文章结合大型综合医院供配电系统的建设和运行管理实际情况，分析了供配电系统的设计方案，并对高压供电系统方案、低压配电系统方案和变配电所的计算机监控系统方案进行了探讨。

　　关键词：供配电系统；高压供电系统；低压配电系统；计算机监控系统

　　随着社会经济的不断发展和进步，广大人民群众生活水平逐渐提高，健康意识逐步增强，对医疗服务的需求也逐步增加。为满足广大人民群众日益增长的医疗需求、保证医疗服务质量，许多医院开始进行新建或改扩建工程。笔者结合大型医院供配电系统建设和运行管理的实际体会，对医院建设项目中的供配电系统设计方案进行探讨。

　　一、医院负荷的分级

　　根据供电可靠性的不同要求，我国将供电负荷分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。医院供电的负荷应根据负荷对供电可靠性的需求及中断供电可能造成的损失和影响程度进行分级。依据《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008的规定：二级以上医院的急诊科、监护病房、手术室、婴儿室、分娩室、血液透析室、血液病房的净化室、病理切片机、核磁共振（MRI）室、介入治疗用CT室、X光机扫描室、血库、高压氧仓、加速器机房、治疗室及配血室的电力照明用电，培养箱、冰箱、恒温冰箱的用电，走道照明用电，百级洁净度手术室空调用电、重症呼吸道感染区的通风系统用电，以及消防设备，为一级负荷供电。其中，重症监护室（ICU）、重要手术室、抢救室等涉及患者生命安全的设备及照明用电、重症呼吸道感染区的通风系统用电，为一级负荷中特别重要的负荷。一般的空调电源、客梯用电、自动扶梯电源，一般诊断用CT及X光机、电子显微镜用电，高级病房、肢体伤残康复病房照明用电等为二级负荷，其它的用电为三级负荷。

　　二、医院供电电源要求

　　（一）市电要求

　　医院市电电源的供电等级宜选用10kV，分两路专线供电到医院的变配电所，保证双路的l0kV电源供电，其中两路均能保证为100%的满负荷供电，且一路检修或故障时，另一路不能同时断电。

　　（二）自备应急电源

　　为保障医院一级负荷中的特别重要负荷，三级医院应设置自备应急电源，二级医院宜设置自备应急电源。自备电源可以采用柴油发电机组（EPS）或蓄电池（UPS）。

　　EPS的容量应满足医院特别重要负荷、应急照明及消防负荷供电。EPS同时应配置自启动装置，当市电中断时能够在15s内快速启动负荷供电。考虑到医院临床医疗的实际需求，建议有条件的单位可以将EPS的容量选择大一点，做到能够保障医院一级负荷的供电。EPS和UPS的使用需满足《民用建筑电气设计规范》的要求。

　　三、供配电系统方案设计

　　（一）高压供电系统方案

　　10kV高压系统供电应采用两路l0kV电源专线供电，同时应满足医院供电的市电电源要求，宜采用电缆敷设方式。10kV主接线有多种方式，如双母线不分段接线方式、单母线分段接线方式等。宜采用单母线分段接线方式，因为从运行角度考虑，这种接线方式的供电可靠性比较高，检修也比较方便。例如当市电Ⅰ断电或检修时，可以用市电Ⅱ的电源通过分段开关来带市电Ⅰ的负荷。单母线分段主接线如图1所示。

　　高压供电方案应依据供电负荷的不同特点进行分类选择，各类负荷使用各自单独的变压器供电。推荐空调、动力设备采用1号变压器供电；照明插座和普通医疗仪器设备(如X光机、B超等)采用2号变压器供电，1、2号变压器应从两段不同的10kV母线取得电源，同时这两台变压器在400V低压侧通过母联开关互为备用。医院的一级负荷（例如手术室、检验室、重症监护室等）采用3、4号变压器供电，3、4号变压器也应从两段不同的10kV母线取得电源，同时这两台变压器也在400V低压侧通过母联开关互为备用。两个高压主进线开关与分段母联开关之间设电气联锁，任何情况下只能闭合两个开关，即 “三投二”模式。

　　变压器的微机保护装置应配置三段式复压闭锁方向过电流保护，包括限时速断、瞬时速断和过电流保护，其中限时速断保护范围应延伸至变压器内部。微机保护装置同时还应具备过负荷报警和超温报警功能。

　　10kV进线保护装置应配置三段式复压闭锁方向过电流保护，也包括限时速断、瞬时速断和过电流保护，其中保护整定值需由当地电力公司的调度部门下达。

　　分段开关应配置备用电源自动投入装置，该装置应具备分段备自投功能，自投于故障应具备加速跳闸功能，同样该装置的保护整定值也应由当地电力公司的调度部门下达。

　　(二)低压配电系统方案

　　低压配电系统也宜采用单母线分段接线。根据医疗负荷特点的划分，对医院的一级负荷供电应从两段不同的低压母线供电到终端配电箱，同时这两段母线还设置联络开关，互为备用，并在终端配电箱设置双电源自动转换装置，条件好的单位还宜对医院一级负荷中的特别重要负荷采用EPS或UPS 供电。此外，还应设置一段应急母线，保障医院的一级负荷在两路市电均停电的情况下还能得到供电。一般情况下，应急母线引自常用的低压母线；在紧急情况下，当市电停电时应急母线的电源则引自柴油发电机电源。当常用母线失电时，应急柴油发电机组应能在15s内启动恢复对常用母线的供电。对于重要的手术室及重要的医疗仪器设备等对中断供电时间要求很短的设备，需在末端配置UPS或EPS电源设备来满足要求。EPS和UPS的配置应根据用电负荷的特点来选择，EPS具有持续供电功能，一般对逆变切换时间要求不高，有多路电源输出且对各路输出电源及单个蓄电池都具有监控检测功能，平时靠旁路供电，只有在市电停电的情况下才转为逆变供电，电能利用率较高，EPS适用于负荷较大且供电中断时间在15s内的医疗区域，例如手术室、重症监护室。UPS相对于EPS有三大特点：稳压、稳频，可净化市电，是切换时间极短的不间断供电。UPS适用于负荷较小且供电中断时间毫秒级的不间断供电医疗区域，例如医院信息中心、检验科。低压主接线也有很多模式。

　　（三）变配电所的计算机监控系统方案

　　为了使配电运行值班人员及时掌握电气设备的动态，必须用信号及时地显示出各种电气设备的运行参数和运行状态。当电气设备发生故障或异常时，应发出各种声光报警信号，引起配电运行值班人员注意，帮助他们分析判断事故的范围和地点。可以将这些运行参数、运行状态及其它一些公用信号集中在监控电脑显示屏上。一般来讲，变配电所的计算机监控系统应具备“四遥”功能，即遥测、遥信、遥控、遥调。

　　运行参数主要包括：电流、电压、变压器温度等。

　　运行状态主要包括：断路器位置信号、隔离开关（手车）位置信号。

　　事故信号由灯光信号和音响信号组成。当电气设备出现故障或异常时，继电保护动作启动警铃发出声响，同时伴有相应光字牌显示异常的具体内容。这套监控系统可以帮助配电运行值班人员发现隐患，及时处理。

　　二级以上的医院宜设置变配电所的计算机监控系统，建议有条件的医院可以安装这套系统，还可配合国家卫计委发布的《医院建筑能耗监管系统建设技术导则》的相关内容进行整合，可以在终端用电设备的配电箱上面安装多功能电表来实现电能的监控和统计。

　　四、结束语

　　医院的供配电系统设计方案有很多种，设计人员应结合各医院的实际情况来选择合适的供配电方案。医院建设项目中的供配电系统非常重要，系统的安全可靠是医院安全可靠运行的一个重要保障，安全供电关系到患者和医护人员的生命安全。因此，医院建设项目中的供配电专业技术人员应不断学习、更新知识，与国内外医院同行相互交流、沟通、学习和探讨，总结经验教训，这样才能使医院的供配电系统建设更加规范和科学，为临床医疗业务工作的开展提供有力的保障。

　　参考文献

　　［1］刘建，陈海勇，罗鸿宇.大型综合医院配电系统方案优化设计探讨［J］.中国医院建筑与装备，2012（10）

　　［2］JGJ312-2013.医疗建筑电气设计规范［S］.北京：中华建筑工业出版社，2014(03)

　　［3］GB50054-1995.低压配电设计规范［S］.北京：中国计划出版社，1996（06）

　　文|刘建