医院紧急备用电源配置方案.doc

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-级S荷. 应由不致同时损坏的两个电源供电，其中特 别重要负荷，还必须增设应急电源。由于电 网建设的完善.建议应急电源配备以预防短 时间的断电事件为主。笔者实践中，采用 UPS. EPS和中功率发电机等的組合来实现应 急电源的逹没 关键词医院：应急电源建设：UPS、EPS和中功率犮电 机的组合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，给医院安定.人民群众生命财产等 造成不可挽回的损失。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 部管理再严格，即使电网设施再先进，由于网 络超载、严重的自然灾害等原因均有可能造成 电力供应的中断。随着电网建设的好转，大多数大型医疗 机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：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、操作不当等导致内表1负荷分类负荷特点代表用户负荷容f对备用电源要求A类负荷：实时运行的计算机 系统等断电不允许 超过lOlDS计算机中心机 房、局部网络中 心和程桩交换机 房等。计算机中心机房 30KW,局部网络 中心 50+20 KW, 程控交換机 30KW负荷对备用电源 的切換时间和电 压质t要求较 萵。B类灸荷：供电中断超过3分钟 将引起&疗事故或 人擗高度恐惙的负 荷*净化手术室g疗 用电、IOJ治疗 用电、我睞1部 电梯净化手朮室S疗 用电、ICTJ治疗 用电容t约计 30K识，11台电 梯合计約60ICW启动时问快，由 千电梯起动电流 冲击较大，对备 用电源带负裁能 力有较高荽求。C类负荷消防安全设施、重要 设备、雄挎S院适转的必要设备2个消桩中心、2 个淌防泵房、疏 散照明、1个生活 泵房、直流加速 器、CT、核磁共 撖、科研用低* 冰箱等紧密设备计算容f约为 120DKW持续稳定，较长 时闵供电紇力万方数据部大区域断电。髙层民用建筑设计防火规范，民 用建筑电气设计规范)，医院建筑设计规 范就严格规定：“一级负荷应由两个电源 供电，当一个电源发生故障时，另一个电源 应不致同时受到损坏。一级负荷中特别重要 负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急 电源。常用的应急电源可有下列几种：A. 供电网络中有效地独立于正常电源 的专门馈电线路；B. 独立于正常电源的发电机组；C. 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。多年来的运行经验表明，独立于正常电 源的专门馈电线路往往在技术上难于实现或经 济上负担很重，而且电力部门也从未保证过 不断电，另外供电系统的电气故障也是无法 限制在某个范围内部的。因此，应急电源一 般应是与电网在电气上独立的各种电源，即 柴油发电机和蓄电池电源。因电网原因长时 间断电故障概率低，应急电源以考虑短时断 电时间（60分钟内）为主，故设置以自备 发电机、蓄电池电源为主体的紧急备用电源 是保证医院电力安全的主要措施。笔者以福建省肿瘤医院为例说明备用电 源的配置思路。福建省肿瘤医院截止至06年7月拥有1000多张床位，占地约150亩，拥有髙层建 筑2座23000m2,多层建筑6座45000m2,截 止至2006年底，变压器容量达到4660KVA, 形成1个10KV开闭所和3个10KV区域负荷 中心供电模式。该院重要负荷如计算机中心. 局部网络中心、程控交换机房、净化手术室医 疗用电、ICU治疗用电、消防设施电源、电梯、 科研用低温冰箱、加速器、CT、核磁共振等， 分布在不同的负荷中心。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、电压质量.稳定性、维护方便性 和经济性等方面的要求稍微略有差异。根据差 异性和从备用电源方案设计的简洁、成本和维 护的方便性考虑紧急备用电源配置方案有如表 2。针对A类、B类负荷而言，发电机自 启动需历经“确认双电源已停电，发出指令 启动，待发电电压稳定后，方予以送电，整 个完整过程需历经2-3分钟。用发电机作为 备用电源显然无法满足A、B类负荷对响应 时间的要求和瞬时带负荷能力的需求。B类负荷如净化手术室医疗用电、电梯 负荷由于负荷较大且对备用电源启动时间要求 较髙，在短时断电（2-3分钟内）时，启用发电机，操作相当不便，而2-3分钟的断| 电，严重扰乱净化手术室工作秩序，又给电I 梯中滞留乘客带来恐慌和高度不适。以蓄电 池为蓄能装置的紧急备用电源EPS启动时间 快，瞬时带负载能力高，维护方便，电压 质量高，但由于造价略高的原因，适合做中 小容量的B类负荷的备用电源。电梯断电再 平层装置在市电正常时处于自动充电及电源检 测的状态,市电通过装置的互锁接触器的触点 供电给电梯，电梯正常运行。当市电发生突然 停电或缺相的情况，应急装置可以立刻检出， 并在一个可调的延迟时间后启动后备应急供电 状态，与此同时应急装置内部的互锁接触器切 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100 KW、生活泵房120 KW,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120 KW,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: Uninterruptable Power System)和允许短时电源中断的应急电源装 置（EPS: Emergency Power Supply)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当有市电时，市电向负载供电，同时充电器 对电池充电。当控制系统检测到市电停电或 者市电过低时，逆变器工作，切换至应急输 出状态，向负载提供电能。UPS作为不间断供电设备，是因为当市 电异常转为电池供电或市电恢复正常后将负载 切换到市电时的切换时间是1 OmS。而10mS的 断电时间属于计算机正常工作情况，即计算机 不向市电或UPS摄取能量的时间是10mS。所I 以，UPS广泛应用于计算机、程控交换机、数 据处理系统、医疗诊断仪及精密电子仪等不能 中断供电的场所。因为UPS是只要开机，就连续不间断地工作，因此，寿命相对较短，一般 为8年左右。价格却是同容量的EPS的1.5倍。 UPS对使用环境要求也很髙，只能放在计算机 房或空调房间。.EPS产品具有以下特点：电网有电时，处于静态，无噪音；有 市电时，小于60db。电网供电与EPS电源 供电相互切换时间均为.l.25S。带载能 力强，EPS适应于电感性、电容性、及综 合性负载的设备，如电梯、水泵、风机、表2负栽分类备用电源方案方案特点A类A祷：计算机中心机房30KW 的OTS,局部网络中心50+20 KW的IJPS,卷控交換机 30KW的XTPS.tTPS应急奋用 时问60-90分钟不等A类负荷由子其对备用电源反应时 问要求迅速为主，采用以蓄电池为f轮装 置的UPS作为备角电麻。B类负荷：净化手水室医疗用电采用 35KW (%分钟）f电池为蓄 能装置的EPS作为备用电源。 电梯采用广泛使用在髙级写 字楼和高级公寫的电梯断电 再平层装置11套。净化手术室设置的EPS电源，其切换时 间约为.1秒，a瞬时带负载能力较強。 电梯电源断电时，自带蓄电池的电梯断电 再乎层装S提供电源，并选择在就近层站 开门放人，等待电源恢复。保谨乘客人身 安全。C类负荷新购发电机460KW作为紧急 备用电源可持续为C类负荷提供电力，作为A、B 类第二道后备电源表3f三相应t电滅（EPS)备电机竝比较結果启动时JU秒，可# 10炎在电网析电2分斜后， 5-30秒不允许f负莪启动， 启动后遂步加我EPS占优EPS玎在0.1秒而供- 电f全部兔街，发 电晚护过蕺能力强，保分功能 究善，选用EPS容责与 负蕺功率为hi印可肢 任过蕺徒力筠，保护功 羞选用发电机姐容景与负 栽功率一般莠1.& 1EPS防火无矸燃油料、无火 愚、不铕特殊昉火措施有贯燃油料、省火灾換愚、 索特殊防大播旄（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EPS占优供4度 状况定、波彤好、无千扰、 效率高EPS效奉低蔽占说 j嫩护索要定期嫩护要专人者管，甭赛定期维栌EPS占优f梅增容较方便、培加咆池增容相对困难ffSi5 优r驿棲俱电 I能力较差，轚电池较贵力芘机占优| 和 i寿命本EPS为电力电 玎*性高，主机寿命较 高粢油发电机由众多的机械器 件构成，死靠惟篆，i机寿 命般为10-20年甚本-致造价及运 行成本EPS为主机价+电池价 一次性换入，电池可用 1年，i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#基本-致万方数据_第180页私密空间和整体环境两个方面。2.2.1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 式和交往方式的选择与控制，在卫生间设计 中主要考虑的是视觉私密性和听觉私密性。卫生间是个视觉私密比较强的空间，明 卫生间中要注意窗户的设计，如果用的是透明 玻璃，就得考虑能不能被外界的人所看到，从 而采用窗帘等遮蔽物。采用结晶玻璃或带色彩 的玻璃砖，就可以隔绝人们的视线从而创设私 密空间。卫生间的听觉私密主要表现在人们在 使用卫生间时，各种设备设施、管道流水等不 发出过大声音。2.2.2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。参考文献p|马鸿原，李忠智能住宅小第1 版.北京：机械工业出版社.2003: 132 高桥仪平.无障碍建筑设计手册M.陶 新中译.第1版.北京：中国建筑工业出版 社.2003; 183 徐磊青，杨公侠.环境心理学M.第1版.上海：同济大学出版社.2002: 162 作者简介.陈志玉：河北省石家庄市裕华东路7 0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Chen Zhiyu；Adress； Class 4 of 2004, College ofPostguaduate. Hebei University of Science andTechnologyw上接第丨56页办公自动化设备、应急照明等。使用可靠、 主机寿命长。适应恶劣环境,可放置干地下 室或配电室。应急备用时间：标准型为60分 钟（有延时接口），可长可短。可消防联 动，可计算机控制，可消防中心控制。既 可以采用类同于柴油发电机的配电方案，也 适用于一些工程在局部重要场合作为末端应急 备用电源。柴油发电机组与蓄电池应急电源（EPS) 的性能比较如表3。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C02灭火，费用则越来越高。特别是伴 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UPS、EPS、电梯再平层装置和 发电机组合较为合适。参考文献1.医院建筑设计规范.中国建筑标准设计 研究所.中国计划出版社出版 2h全国民用建筑工程设计技术措族.2003 版/建设部工程屑量安全监督和行业发展过 程司、中国建筑标准设计研究所合编一中国 什划出版杜出版.2 00 3.2 作者简介上接第t58页以与其他DIC0M设备通讯，从而集成到医院 的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， 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