医院紧急备用电源配置方案.docx

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医院紧急备用电源配置方案
陈伯武福建省肿瘤医院
摘要
大中型医院整体电乃荷级别属--,其中特别重要负荷,还必须增设应急电源。由于电网

部大区域断电。 1000多张床位,占地约150亩,拥有髙层建筑2座
《髙层民用建筑设计防火规范》,《民用23000m2,多层建筑6座45000m2,截止至2006年底,建筑电气设计规范)),《医院建筑设计规范》就变压器容量达到4660KVA,形成1个10KV开闭所和严格规定:“一级负荷应由两个电源供电,当一3个10KV区域负荷中心供电模式。该院重要负荷个电源发生故障时,、程控交换机房、
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间的断电事件为主。笔者实践中,采用 UPS. 损坏。一级负荷中特别重要负荷,除上述两个电净化手术室医疗用电、ICU治疗用电、消防设施
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EPS和中功率发电机等的組合来实现应 急电源的逹没关键词
源外,还必须增设应急电源。常用的应急电源可电源、电梯、科研用低温冰箱、加速器、CT、核
有下列几种: 磁共振等,分布在不同的负荷中心。
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医院:应急电源建设:UPS、EPS和中功率犮电机的组合
供电网络中有效地独立于正常电源的
专门馈电线路;
独立于正常电源的发电机组;
蓄电池电源EPS或UPS。市电正常时,电池充电,断电时,蓄电池逆变放电。
在需要提供紧急备用电源的重要负荷中,依据对电源电压质量、备用电源投用时间、可靠性等要求试分类为如表1。
三类负荷对备用电源的启动时间、瞬时带负载能力、、维护方便性和经
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大中型医院整体电力负荷级别属一级负荷。即使短时间的电力供应中断也将极大威胁医疗安全,或可能造成医疗亊故,或造成科研活动中断,。电力故障突发性強,往往不以人们的意志为转移,供电部门和医院内部管理
多年来的运行经验表明,独立于正常电源济性等方面的要求稍微略有差异。根据差异性和的专门馈电线路往往在技术上难于实现或经济上从备用电源方案设计的简洁、成本和维护的方便负担很重,而且电力部门也从未保证过不断电,性考虑紧急备用电源配置方案有如表2。
另外供电系统的电气故障也是无法限制在某个范针对A类、B类负荷而言,发电机自启动需围内部的。因此,应急电源一般应是与电网在电历经“确认双电源已停电,发出指令启动,待发气上独立的各种电源,即柴油发电机和蓄电池电电电压稳定后,方予以送电,整个完整过程需历
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再严格,即使电网设施再先进,由于网络超载、源。因电网原因长时间断电故障概率低,应急电经2-3分钟。用发电机作为备用电源显然无法满
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严重的自然灾害等原因均有可能造成电力供应的中断。
源以考虑短时断电时间(60分钟内)为主,故设足A、B类负荷对响应时间的要求和瞬时带负荷能置以自备发电机、蓄电池电源为主体的紧急备用力的需求。
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随着电网建设的好转,大多数大型医疗机
电源是保证医院电力安全的主要措施。
B类负荷如净化手术室医疗用电、电梯负荷
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构在政府和电力部门的支持下,采用10千伏或以上双回路供电,因电网原因长时间断电故障概率极低。而短时断电对计算机系统、和精密医疗仪器带来的损害则不可忽视,轻则造成微电子仪器设备系统的运行中断,设备永久性损坏,重则这些系统所承负的那些须实时运行的后续工作的中断瘫痪将造成不可估量的直接与间接的巨大经济损失和影响。
福建省肿瘤医院等福州市大型医院近8年统计数据证明短时(2分钟内)断电事件发生概率不低于于毎年3次,未发生超过15分钟以上的断电事件。根据笔者经验总结,主要有如下情况:
笔者以福建省肿瘤医院为例说明备用电源由于负荷较大且对备用电源启动时间要求较髙,的配置思路。 在短时断电(2-3分钟内)时,启
福建省肿瘤医院截止至06年7月拥有
负A荷分类
类负荷:
负荷特点
实时运行的计算机
统lO等l断D电S不允许
1
代表用户
负荷容
f
超过房、局部网络中心0
系计算机中心机计K算W机中心机房
对备用电源要求
3负荷对备用电源
和程桩交换机
等。
房心50+20 ,程
,局部K网W络
中的切t換时间和电
压质要求较萵。
控KW交換机 30
B
类灸荷:
供电中断超过3分钟净化手术室g疗用净化手朮室S疗用启动时问快,由千
将引起&疗事故或人电、
IOJ
ICTJ
擗高度恐惙的负荷*
电、我睞〗1部电电容约计
治疗用电、t 治疗K用电梯起动电流冲
30
击较大,对备用电
梯 识,11台电ICW梯合源带负裁能力有
C
计約〗60
类负荷
消防安全设施、重要2个消桩中心、2个计算容f约为
设备、雄挎院适转
的必要设备
S
淌防泵房、疏散照
明、1个生活泵
DKW
较高荽求。
120持续稳定,较长时闵供电紇力
房CT、直流加速器、
、核磁共撖、
科研用低*冰箱等紧密设备
表
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A网络超载、严重的自然灾害如台风暴雨
等、或网络的其他用户的故障等电源供应原因有可能造成我院电力供应的短时中断。
B响应电力部门工程施工需要,对工作电
源进行切换,导致医疗机构短时断电(正常切换2-4分钟)。
C内部配电房故障、操作不当等导致内
万方数据
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用发电机,操作相当不便,而2-3分钟的断|电,当有市电时,市电向负载供电,同时充电器对严重扰乱净化手术室工作秩序,又给电I梯中滞电池充电。当控制系统检测到市电停电或者留乘客带来恐慌和高度不适。以蓄电池为蓄能装市电过低时,逆变器工作,切换至应急输出置的紧急备用电源EPS启动时间快,瞬时带负载状态,向负载提供电能。
续不间断地工作,因此,寿命相对较短,一般为8年左右。。UPS对使用环境要求也很髙,只能放在计算机房或空调房间。.
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能力高,维护方便,电压质量高,但由于造价略
UPS作为不间断供电设备,是因为当市电异 EPS产品具有以下特点:
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高的原因,适合做中小容量的B类负荷的备用电常转为电池供电或市电恢复正常后将负载切换到
电网有电时,处于静态,无噪音;有市电
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源。电梯断电再平层装置在市电正常时处于自动市电时的切换时间是1OmS。而10mS的断电时间时,小于60db。电网供电与EPS电源供电相互切充电及电源检测的状态,市电通过装置的互锁接属于计算机正常工作情况,即计算机不向市电或换时间均为〇.l~〇.25S。带载能力强,EPS适应触器的触点供电给电梯,电梯正常运行。当市电UPS摄取能量的时间是10mS。所I以,UPS广泛应于电感性、电容性、及综合性负载的设备,如电
发生突然停电或缺相的情况,应急装置可以立刻用于计算机、程控交换机、数据处理系统、医疗梯、水泵、风机、检出,并在一个可调的延迟时间后启动后备应急诊断仪及精密电子仪等不能中断供电的场所。因
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供电状态,与此同时应急装置内部的互锁接触器为UPS
表2
负栽分类
A类A祷:
备用电源方案
计算机中心机房30KW的
方案特点
A类负荷由子其对备用电源反应时问
OTS,局部网络中心50+20KW的要求迅速为主,采用以蓄电池为f轮装置的
IJPS,卷控交換机30KW的XUPS作为备角电麻。
-90
分钟不等
B类负荷: 净化手水室医疗用电采净化手术室设置的EPS电源,其切换时间约
用35KW(%分钟)f电池为蓄能为〇.1秒,a瞬时带负载能力较強。电梯电装置的EPS作为备用电源。电源断电时,自带蓄电池的电梯断电再乎层梯采用广泛使用在髙级写字楼装S提供电源,并选择在就近层站开门放和高级公寫的电梯断电再平层人,等待电源恢复。保谨乘客人身安全。装置11套。
C类负荷 新购发电机460KW作为紧急备可持续为C类负荷提供电力,作为A、B类
用电源 第二道后备电源
切断市电,确保电源安全。装置根据配套电梯的控制方式及主机型式来选择不同的驱动方式,将电梯运行至平层位置,打开轿厢门及厅门,保证乘客安全走出电梯。
C类负荷由发电机作为紧急备用电源。同时
表3
f
备电机竝
比较結果
三相应t电滅(EPS)启动时《 <JU秒,可#10炎
在电网析电2分斜后,5-3
EPS占优
0秒不允许f负莪启动,-电f
步加我 全部兔街,发■电晚
护
过蕺能力强,保分功能究
过蕺徒力筠,保护功《羞
EPS^
善,选用EPS容责与负蕺选用发电机姐容景与负栽功率
功率为hi印可肢任 一般莠1.&1
防火
无矸燃油料、无火愚、不有贯燃油料、省火灾換■愚、索
EPS占优
铕特殊昉火措施 特殊防大播旄(如水幕灭火,二
氟化破气体等)若发生火灾会帯
来很大的危险性和破坏性
供4度"状况
蔽占■说j
效EPS效奉低
嫩护
定、波彤好、无千扰、
率高
索要定期嫩护
EPS占优
fr
I
梅■
驿棲俱电能力i
增容较方便、培加咆池
较差,轚电池较贵
要专人者管,甭赛定期维栌增容相对困难
ffSi5优
机占优
|和 寿命
力芘
本EPS为电力电玎*性高,粢油发电机由众多的机械器
件
甚本-致
主机寿命较高 构成,死靠惟篆,i机寿命"般
为10-20年
造价及运行成EPS为主机价+电池价一次
基本-致
本 性换入,电池可用1〇年,
i〇年内不甭再较
入#用
装1费+消防设族赛十燃油及机
油费十人工錐栌鬢+维修#
发电机同时作为A类、B类负荷的第二道保护。发电机作为区域备用电源,通过低压电缆向不同负荷中心事故母排供电。我们看到2个消控中心均10KW、2个消防泵房均100KW、疏散照明100KW、生活泵房120KW,再考虑4台直流加速器、供应中心、CT、核磁共振、科研用低温冰箱、5台B超等、介入治疗设备等精密仪器计算容量合计约1200KW。消控中心负荷低,消防泵房在非启动运行状态时无负荷且不同大楼同时启:用消防泵可能性极小,完全可按单个消防泵i房设备来计算发电机容量。生活泵房水泵容|量计120KW,由于各楼屋顶水箱的缓冲,|发电状态下可根据实际情况决定是否送电。|在发电机工作时,其电压质量较电网电压为低,因此要求精密仪器仅处理急诊检査,暂时停止作业。采取上述运行方案后,可以大幅度降低发电机容量。
备用电源的比较——柴油发电机组与蓄电池电源的比较
随着电力电子逆变技术的成熟及其产品价格的下降,应急电源一EPS已在建筑领域得到广泛推广。蓄电池电源除工业控制专用的直流电源以外,交流供电的有不间断电源装置(UPS:UninterruptablePowerSystem)和允许短时电源中断的应急电源装置(EPS:EmergencyPowerSupply)和两种。
EPS和UPS均是采用了IGBT逆变技术和
脉宽调制PWM技术。但它们的工作原理又有不同。UPS不论市电是否正常,它都一直由逆变器供电,即按照“市电输入一整流(充电)一逆变一输出”的路程进行。EPS
是只要开机,就连 _第180页‘
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万方数据
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私密空间和整体环境两个方面。
私密空间“私密性是健康居住生活的关键因素131。”私密性是人们对生活方式和交
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办公自动化设备、应急照明等。使用可靠、主机

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往方式的选择与控制,在卫生间设计中主要考虑寿命长。适应恶劣环境,可放置干地下室或配电
的是视觉私密性和听觉私密性。 室。应急备用时间:标准型为60分钟(有延时接 以与其他DIC0M设备通讯,从而集成到医院的
卫生间是个视觉私密比较强的空间,明卫口),可长可短。可消防联动,可计算机控制,生间中要注意窗户的设计,如果用的是透明玻璃,可消防中心控制。既可以采用类同于柴油发电机就得考虑能不能被外界的人所看到,从而采用窗的配电方案,也适用于一些工程在局部重要场合帘等遮蔽物。采用结晶玻璃或带色彩的玻璃砖,作为末端应急备用电源。
就可以隔绝人们的视线从而创设私密空间。卫生柴油发电机组与蓄电池应急电源(EPS)的间的听觉私密主要表现在人们在使用卫生间时,性能比较如表3。
PACS系统。按照面向对象的编程方法实现了本
系统,将系统分为各个功能模块,软件部分如通讯编程接口、存储介质的管理模块等可重用性高,方便以后开发其他的DIC0M系统。
医院的数字化是医学信息学的重要内容,
各种设备设施、管道流水等不发出过大声音。
视觉环境视觉环境主要包括形态与色彩两个方面。卫生间的形态主要是考虑各类卫浴设施、空间造型要稳定均衡,整体性强,避免对人体生理与心理造成伤害和不适。在色彩上主要应该考虑不同居民的对色彩的喜好、心理需要以及气候等因素。赏心悦目的视觉环境能促使人的心理健康,可以给人一种心旷神怡的心理感受。
3结语
提倡住房的健康理念,可以说是真正地从居住者的需要出发,体现出了“以人为本”的设计思想。设计师在卫生间设计中,应该树立健康意识,共同建设更加健康、安全、舒适的卫生间环境。
柴油发电机组是目前大部分工程都有所采
用,由于柴油发电机的容量较大,可并机运行且连续供电时间长,柴油发电机启动时间、供电质量较UPS、EPS略差。发电机优势在于成熟技术,具有大容量长时间供电能力。然而众所周知在建筑中使用柴油发电碰有许多弊端,柴油发电机噪音大,产生公害,排烟中有大量的二氧化硫,污染大气,柴油发电机组一般放在地下室,设计难度大,造价高,进风、冷却、排烟、减震、消音等设施都需要充分考虑。存在火灾隐患。因为油罐象一个极为危险的“炸弹”,万一失火,后果
难以设想。而使用C0灭火,费用则越来越高。特
2
别是伴着环保和消防要求的提高,给柴油发电机组的使用带来更多困难。近年来,大型应急电源一EPS逐步地成为代替柴油发电机组的电源,目前已在建筑领域得到广泛推广,并被用户开始所接受。而且随着电网供电的好转,停电次数和断电时间已明显地减少和缩短,总体上UPS、EPS优势更为突出。在我院应急电源配置中,采用UP
S、EPS、电梯再平层装置和发电机组合较为合适。
目前国内外都围绕着医院三大数字化系统HIS、PACS、RIS展开了大量的研究工作,相信随着计算机技术在医学信息学领域的应用,这些系
统的功能和性能将会更加完善。
参考文献
,P1—25,260—29
4[].,P1-10
.〇〇2,,52-54
.林天毅,(DIC0M)
,18⑴,100—104
.!2月出版
.Huang,H,K;Zhuang,Jun,Integratinga
参考文献
p|马鸿原,李忠智能住宅小第1 ::13
[M].:;18
徐磊青,[M].::162作者简介 .
陈志玉:河北省石家庄市裕华东路70号河
北科技大学研究生学院04级4班:硕士研究生;研究方向为室内设计
ChenZhiyu;Adress;Class4of2004,Collegeo
f


参考文献
[1].[ 程司、中国建筑标准设计研究所合编一中国
陈伯武,:
971年11月。。在福建省肿瘤医院负责电气设备(。
DIC0Macquisitionanddistributiongatewayformicro-CTimaginginaPACSenvironmen,tProceedingsofSP!E-TheInternationalSocietyforOpticalEngineeringv4685Feb26-282002
作者简介
张俊蝰(1968―),,研究方向为计算机与自动化技术
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