大型綜合醫院電氣安全設計與應用

簡婷

（韦德1946网址上海嘉定201801）

摘要：探討了大型綜合醫院建築電氣設計方案，介紹了開關(guan) 站及變配電所的設 置，闡述了照明係統節能、醫療IT係統、能耗監測係統、智能配電監測管理係統等 方麵的設計,提出大型綜合醫院要重點關(guan) 注供電可靠性和用電安全性，進一步推動 智能配電係統在綜合醫院建築中的實際應用。

關(guan) 鍵詞：大型綜合醫院；電氣設計；智能配電；負荷分級

0 引言

      隨著經濟的快速發展，大型綜合醫院醫療業(ye) 務規模不斷擴大，醫護人員及病患人數急劇增加，各種先進精密醫療和科研設備數量猛增，用 電量急劇上升，導致各種變壓器和配電設施經常 岀現過載發熱、超負荷運行、電壓波動、諧波幹擾 嚴(yan) 重等問題，危及醫院供電電網的安全，影響供 電網絡的正常運行。為(wei) 此，要采取有效措施，既 能保障大型綜合醫院供電可靠性,又能讓醫院管 理人員及時發現電氣隱患並在短時間內(nei) 予以 排除。

1 合理確定供配電係統設計方案

      大型綜合醫院的供配電係統應根據醫院建 築的標準等級、負荷性質、用電容量、係統規模以 及當地供電條件，充分考慮近期的使用和遠期的 發展需要，合理確定供配電係統設計方案口3。 在保障安全、供電可靠、技術先進和經濟合理的 前提下，供配電係統架構應簡單明晰，能降低造 價(jia) ,減少電量損失，便於(yu) 管理及維護。

1.1負荷分級及供電要求

      醫院供電負荷等級分為(wei) 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(er) 科急診、產(chan) 房、早產(chan) 兒(er) 室、重症監 護室、手術部（手術室、麻醉室、蘇醒室）、透析、生 殖中心、燒傷(shang) 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(yi) 器、重症呼吸道感染區 的通風係統⑴。

（2）一級負荷:急診部、監護病房（ICU）、手 術部、介入手術、急診與(yu) 門診手術、危重病人（搶 救室）、分娩房、嬰兒(er) 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(yang) 箱、 冰箱、恒溫箱和其他必須持續供電的精密醫療裝 備，走道照明用電；百級潔淨度手術室空調係統 用電；消防控製室、火災自動報警及聯動控製裝 置、火災應急照明及疏散指示標誌、防煙及排煙 設施、自動滅火係統、消防水泵、消防電梯及其排水泵、電動的防火卷簾與(yu) 門窗以及閥門等消防用 電；主要業(ye) 務和計算機係統、安防係統、電子信息 係統機房用電，普通電梯（客、醫梯）用電；排水 （汙）泵、生活水泵用電等⑵。

（3）二級負荷:除百級潔淨度手術室之外的 其他手術室空調係統用電，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(yu) 照明用電等。

（4）三級負荷:不屬於(yu) 一、二級的負荷，如一 般電力、照明、空調及開水器等用電負荷。

      大型綜合醫院存在著大量一級負荷和特別 重要負荷，應由2個(ge) 市電電源供電，當一個(ge) 電源 發生故障時，另一個(ge) 電源不應同時受到損壞。對 於(yu) 特別重要負荷，還應增設應急電源，並嚴(yan) 禁將 其他負荷接入應急供電係統。

1.2用電負荷容量的確定

      對於(yu) 製冷、空調、風機、水泵、電熱、電梯等用電 設備按相關(guan) 專(zhuan) 業(ye) 工藝所提供的設備安裝容量進行負 荷統計，其備用設備容量不計入在內(nei) ;對於(yu) 照明等設 備用電負荷根據不同設計階段按規範照度標準、單 位容量法和具體(ti) 平麵布置方案進行負荷統計。變壓 器安裝容量指標為(wei) 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(yu) 當地供電部門協商，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。

火災自動報警及聯動控製裝置、主要業(ye) 務和 計算機係統、安防係統、電子信息係統機房設備 等用電，除采用雙路市電供電，另外增加UPS 供電。

      為(wei) 確保消防係統的可靠性，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 柴油發電機組供電,但雙路市電已滿足國家規範 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 複供電後備用電源自動退岀。

2 合理確定開關(guan) 站及變配電所

2.1開關(guan) 站及變配電所設置

      開關(guan) 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(cong) 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，並避免電磁輻射。按國 家現行規範，中心城區供電半徑不大於(yu) 15。m, 一 般城區不大於(yu) 250 m,郊區不大於(yu) 40。mo

2.2高壓供電係統

      高壓供電係統由兩(liang) 路獨立市電電源同時供 電（高壓電源等級應符合當地供電部門要求），采 用單母線分段方式運行，中間設置母聯開關(guan) ，平 時兩(liang) 段母線分列運行，當任一路電源故障或斷電 時,通過手動/自動操作母聯開關(guan) 合閘，另一路電 源承擔全部一、二級負荷。

2.3低壓供電係統

      變壓器低壓側(ce) 采用單母線分段方式運行，設 置母聯斷路器，當任一路電源或變壓器故障斷電 時,通過母聯斷路器手投/自投合閘，確保一、二 級負荷的使用。母聯斷路器自投時，應按適當的 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(yu) 母聯斷路器之間設有電 氣聯鎖，任何情況下隻能使其中的2個(ge) 斷路器合 閘,避免發生誤動作造成損失。當主進斷路器因 過載或短路故障分閘時,母聯斷路器不得自動合 閘。幹式變壓器采用箱變形式與(yu) 低壓開關(guan) 櫃並 列安裝，箱體(ti) 防護等級為(wei) IP30o

2.4幹式變壓器選擇

      根據國家規範和用戶的負荷特點及經濟運 行條件,10/0.4 kV單台變壓器的容量一般不宜 大於(yu) 1 250 kVA,但考慮到用電設備容量較大，在 保證技術經濟合理、運行安全可靠，並征得當地 供電部門同意後,可采用1 600 -2 500 kVA的低 損耗高節能環保型幹式變壓器（如非晶合金變壓 器等）。

2.5無功補償(chang) 與(yu) 諧波治理

      綜合樓內(nei) 各用電設備優(you) 先選用高效節能 產(chan) 品，故平均自然功率因數按0. 80〜0. 85考慮，根據規範和供電部門要求進行無功功率補償(chang) 。 0.4 kV低壓側(ce) 功率因數應提高至0.93左右，在 各變壓器低壓側(ce) 統一考慮自動補償(chang) ，實時檢測負 荷變化情況，實現相控補償(chang) 動態管理,避免超、漏 補現象的發生；為(wei) 防止電源諧波的幹擾和汙染, 應在無功功率補償(chang) 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 配電係統和各種設備造成影響或破壞，以達到節 能目的。國家規範對諧波治理有明確的規定，部 分地方規範的規定更明確些，如規定對醫療 設備、空調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 其特點和經濟合理等因素,並采取有效的阻火安 全措施,避免產(chan) 生有害氣體(ti) 對環境和人身造成危 害。消防設備等所屬配電幹線及分支幹線采用 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(ge) 別配電幹線采用封閉式母線。

安科瑞為(wei) 醫院安全用電提供的解決(jue) 方案

安科瑞Acrelcloud-6000安全用電雲(yun) 平台

安科瑞電氣推出的安全用電監控雲(yun) 係統采用研發的剩餘(yu) 電流互感器、溫度傳(chuan) 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，對引發電氣火災的主要因素（導線溫度、電流、剩餘(yu) 電流、故障電弧等）進行不間斷的數據與(yu) 統計分析，並將發現的各種隱患信息及時推送給學校管理人員，指導學校實現時間的排查和治理，達到潛在電氣火災隱患，實現“防患於(yu) 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對平台的訪問，查詢包括係統信息、實時數據、報記錄等在內(nei) 的各種信息，使用方便。利用該係統為(wei) 用戶提供的低成本服務，能有提升企業(ye) 的消防管理和電氣設備水平，防範重大惡性火災財產(chan) 損失、尤其是重大惡性人員傷(shang) 亡責任的發生。

本係統的整體(ti) 結構如圖所示：

硬件配置：

平台服務器：建議按照我方提供配置標準購買(mai) ，或者客戶自己租用阿裏雲(yun) 資源。

站控管理層硬件配置：（如申請阿裏雲(yun) 可忽略）

現場儀(yi) 表硬件配置

現場儀(yi) 表選型介紹--剩餘(yu) 電流火災探測器

現場儀(yi) 表選型--故障電弧探測器

現場儀(yi) 表選型--電氣防火限流式保護器

現場儀(yi) 表選型中性安防保護器

中性線的定義(yi) ：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製或者五線製。也可不引出，形成三相三線製。現

在的低壓配電線路，采用多的是三相四線製，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。

在三相四線製或五線製供電係統運行過程中，中性線引發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，後使得絕緣層燃燒引發火災；

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

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

1）產(chan) 品型號

2） 模塊接口示意

3）產(chan) 品尺寸

5 結語

      隨著大型綜合醫院建築的不斷發展,建築電 氣設計所包含的內(nei) 容越來越豐(feng) 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(xi) 新技術、熟悉新產(chan) 品，將成熟 先進的技術及節能產(chan) 品應用到綜合醫院建設工 程中。智能配電管理係統初期建設時應統籌規 劃，分步實施,為(wei) 業(ye) 主提供高效的管理服務。

參考文獻

[1]醫療建築電氣設計規範:JGJ 312—2013[S].

[2]民用建築電氣設計規範:JGJ 16—2008 [S].

[3]建築照明設計標準:GB 50034—2013[S].

[4]公共建築節能設計標準:GB 50189-2015[S].

[5]張釗，任立全：大型綜合醫院電氣設計與(yu) 應用.

[6]安科瑞企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) ，2020.06版.

作者簡介：簡婷，女，韦德1946网址，主要研究方向為(wei) 醫院安全用電雲(yun) 平台係統的研發與(yu) 應用。