安科瑞  鮑靜君 

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

    摘  要：本文以杭州市西溪院為實例，介紹大型綜合醫(yī)院醫(yī)療工作對后勤供電保障要求的特殊性和重要性,，應(yīng)用計算機實時監(jiān)控技術(shù),，實現(xiàn)對醫(yī)院供電系統(tǒng)的實時監(jiān)控，大大提高了供配電系統(tǒng)運行可靠性和管理的科學(xué)合理性,。

關(guān)鍵詞：醫(yī)院供配電,；計算機實時監(jiān)控；電能管理軟件,。

1 項目概況

      杭州市西溪醫(yī)院（杭州市第十人民醫(yī)院）新建工程位于西湖區(qū)留下水泥廠地塊,，東臨繞城公 路，南臨上埠河,，西北靠荊山,；項目規(guī)模為總床位500張，建設(shè)用地89681M2,總建筑面積68515 M2,其中醫(yī)療綜合樓地上12層,，建筑面積39934M2,，行政后勤綜合樓地上6層，建筑面積11066M2,，傳染病房樓地上8層,，建筑面積16296M2，為三類甲等綜合性醫(yī)院,。本項目后臺系統(tǒng)監(jiān)控范圍包含三個樓：傳染病房樓配,、行政后勤樓配、醫(yī)療綜合樓配,；其中行政后勤樓配包含2個配電室：全院總配電室（包含高壓部分）和中央空調(diào)分配（冷凍機房在此配內(nèi)）,；

2 初步方案設(shè)想 

   隨著醫(yī)療電子電器技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代醫(yī)療開始更多的依賴于電氣和電子設(shè)備,。這些設(shè)備對于醫(yī)院的用電環(huán)境要求越來越高,，過去的配電設(shè)計遠不能滿足人們對安全保障的要求。尤其是手術(shù)室等些重要場所存在大量設(shè)備觸及人體內(nèi)臟和大腦等器官,，如發(fā)生供電中斷等電氣故障,，很可能會危及到人身生命安全。因此,，正確規(guī)劃醫(yī)院各種設(shè)備和照明用電,， 科學(xué)合理地設(shè)計供配電路線與方案，對確保連續(xù),、安全可靠供電,，防止停電故障帶來的危害有著非常重要的意義和作用。因此本智能變配電系統(tǒng)在以下各方面達到預(yù)定的目標：

1） 在現(xiàn)有的基礎(chǔ)條件上，加裝變配電監(jiān)控系統(tǒng),；

2） 掌握變電所電力設(shè)備運行情況,；

3） 系統(tǒng)內(nèi)部能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)的監(jiān)控平臺，能夠得到系統(tǒng)內(nèi)部全部參數(shù)的實時數(shù)據(jù),；對整個供配電系統(tǒng)的智能化管理,，能夠?qū)┡潆娤到y(tǒng)中所有電氣設(shè)備的運行狀態(tài)進行安全、可靠,、準確地實時監(jiān)視,、控制，實現(xiàn)系統(tǒng)故障,、異常實時報警并具有故障追憶功能,。

4） 對電能管理系統(tǒng)中各種狀態(tài)監(jiān)測、歷史數(shù)據(jù)生成報表,，系統(tǒng)可以設(shè)計和管理多種報表樣式,，實現(xiàn)日、周,、月,、年負荷報表管理；

5） 能夠加強用電負荷控制和電能成本統(tǒng)計分析,、匯總,。

6） 實現(xiàn)單位能耗對比、重要負荷對比,、同類負荷用電能耗對比,，以圖表、棒圖,、曲線圖進行分析,，并體現(xiàn)，實現(xiàn)可視化管理,；

7） 可對各部門制定相應(yīng)的能耗指標,，提高公共的節(jié)能意識；

8） 提高電能統(tǒng)計數(shù)據(jù)的精度與實時性,；  

9） 實現(xiàn)對電能能耗指標的評估和電能消耗結(jié)構(gòu)分析及電能消耗成本分攤；

10） 能夠準確,、及時地進行事件順序記錄,、各種圖表的匯總、分類,、輸送或上報,，并具有打印、存盤和光盤刻錄存儲功能。

11） 使設(shè)備優(yōu)化運行,，降低維護成本,；

12） 有效控制電能消耗成本；

13） 提高電氣系統(tǒng)運行管理效率,；

14） 數(shù)據(jù)記錄和故障數(shù)據(jù)記錄,；

15） 實現(xiàn)數(shù)據(jù)Web瀏覽功能，醫(yī)院各級在定權(quán)限下,，在網(wǎng)絡(luò)上能夠查看醫(yī)院用能情況,；

16）提高配電系統(tǒng)運行管理效率，大幅提升管理水平,；

17）為企業(yè)發(fā)現(xiàn)有節(jié)能機會提供了可能,；

18） 可實現(xiàn)信息的擴展與互連，可實現(xiàn)與其他系統(tǒng)無縫連接,；

19） 實現(xiàn)各變電站無人或少人值班,；

3 設(shè)計方案

3.1項目分析

   全院總配電由兩路電源供電，1#電源進線為3550KVA,，2#電源進線為3050KVA,。共配出7路變壓器出線，分別給傳染病房（兩路變壓器出線）,、行政后勤樓（三路變壓器出線）以及醫(yī)療綜合樓陪（兩路變壓器出線）供電,。其中傳染病房共兩臺變壓器容量均為800KVA，共計兩路進線,、兩路電容補償,、路聯(lián)絡(luò)以及69路出線回路；行政樓后勤樓分為兩部分,，包括全院總配電室（包含高壓部分）和中央空調(diào)分配（冷凍機房在此配內(nèi)）,，全院總配電室高壓部分共兩路電源進線、兩路備用出線,、7臺變壓器出線以及路母聯(lián),，現(xiàn)場監(jiān)控裝置為微機保護，低壓部分共臺500KVA容量的變壓器,，共計路電源進線,、路電容補償回路以及34路出線；中央空調(diào)分配共兩臺變壓器,，容量均為1000KVA,，共計兩路進線、兩路電容補償,、路聯(lián)絡(luò)以及16路出線,；醫(yī)療綜合樓共兩臺變壓器,，容量均為1250KVA，共計兩路進線,、兩路電容補償柜,、路聯(lián)絡(luò)以及131路出線。現(xiàn)場共計安裝233只低壓監(jiān)控儀表PZ80-E4/KC ,7臺微機保護

3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

   整個系統(tǒng)采設(shè)計了套Acrel3000電能管理系統(tǒng),，采用分層分布式結(jié)構(gòu),，即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)管理層,、監(jiān)控管理層,，如圖1所示：

圖1

   整套電能管理系統(tǒng)監(jiān)控管理層包括電能管理主機、打印機,、UPS電源等,，整個系統(tǒng)的核心Acrel3000電能管理軟件安裝于電能管理主機，UPS電源作為不間斷電源,，當設(shè)備供電出現(xiàn)故障時,，可以保證電能管理主機正常運行，電能數(shù)據(jù)不丟失,。配電需要的數(shù)據(jù)采集主要通過PZ80可編程智能電測表,、微機保護、變壓器溫控儀,、直流屏,、柴油發(fā)電機、ATS雙電源,、PT,、CT等裝置進行采集，這些采集設(shè)備可獨立完成測量,、控制,、報警、通訊等功能,，個設(shè)備出現(xiàn)問題時,，不會影響其他設(shè)備正常運行。所有這些設(shè)備均有485通訊接口,，可以通過RS485總線連接到網(wǎng)絡(luò)層,。針對傳染病房配電室、醫(yī)療綜合樓配電房距離行政后勤樓較遠,，底層監(jiān)控裝置具備RS485接口,，網(wǎng)絡(luò)通訊介質(zhì)采用屏蔽雙絞線，通訊協(xié)議采用Modbus通訊規(guī)約,，通過RS485總線方式將數(shù)據(jù)傳送至以太網(wǎng)關(guān),；上層網(wǎng)絡(luò)通訊介質(zhì)采用光纖傳輸，通訊管理機將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)處理后經(jīng)光纖收發(fā)器和光纜上傳至行政后勤總變室內(nèi)光線收發(fā)器,，再經(jīng)超五類線的以太網(wǎng)信號將數(shù)據(jù)長傳至監(jiān)控主機,。行政后勤樓內(nèi)的中央空調(diào)分配在總變附近，中央空調(diào)配電室監(jiān)控裝置具備RS485通訊接口,，網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)采用屏蔽雙絞線,，通訊協(xié)議采用Modbus通訊規(guī)約，通過RS485總線方式將數(shù)據(jù)傳送至總配的通訊管理機,，上層通訊介質(zhì)使用超五類線,，通訊管理機將采集的數(shù)據(jù)處理后經(jīng)TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)信號上傳至總配值班室監(jiān)控主機。整個配電系統(tǒng)以計算機站控管理系統(tǒng)為核心,，采用現(xiàn)代通訊技術(shù),，對整個配電系統(tǒng)的用電狀況進行統(tǒng)管理，實時監(jiān)測每個環(huán)節(jié),、每種設(shè)備的用電量,；實時監(jiān)測、監(jiān)督電能質(zhì)量,，及時發(fā)現(xiàn)用電故障,，避免用電的浪費。

3.3系統(tǒng)功能

數(shù)據(jù)采集與管理

   數(shù)據(jù)采集與處理是供配電系統(tǒng)安全監(jiān)視和控制的基礎(chǔ),，監(jiān)控系統(tǒng)能實時和定時采集電氣設(shè)備的模擬量（電流,、電壓、功率,、電度,、頻率、諧波,、變壓器溫度等）和開關(guān)量（斷路器及隔離開關(guān)位置信號,、繼電保護及自動裝置信號、設(shè)備運行狀態(tài)信號,、以及各種事件信息等）,。 監(jiān)控系統(tǒng)軟件可以通過網(wǎng)絡(luò)直接讀取各配電所電力參數(shù)測量儀、電能質(zhì)量監(jiān)測裝置和第三方設(shè)備（如：綜合保護裝置,、直流屏,、無功補償控制器、變壓器溫控儀柴油發(fā)電機等）采集的數(shù)據(jù),，并可以對采集的所有數(shù)據(jù)進行顯示,、統(tǒng)計、分析,、計算和存儲,。 實時計算各線路的功率因數(shù),。實時計算各線路的有功、無功功率值,。 實時計算每日,、每月各條線路的有功，無功大,、小及平均值,。 實時顯示各變壓器溫度值；實時計算每日,、每月各變壓器溫度高,、低與平均值。實時顯示,、統(tǒng)計各回路各時段的電度值,對電能數(shù)據(jù)進行分時計費統(tǒng)計,根據(jù)用戶要求具有多種分時計費（尖,、峰、谷,、平值等）方案和費率的種類,。實時顯示、統(tǒng)計各回路每日,、每月,、每年的有功電度總值和無功電度總值 實時顯示電容的投切狀態(tài)以及手動/自動狀態(tài)。 數(shù)據(jù)采集周期,、方式,、參數(shù)等可由用戶在線定義，狀態(tài)量的變化優(yōu)先傳送,。

信息處理

   對信號采集系統(tǒng)所采集實時數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計,、分析、計算,，將數(shù)據(jù)進行定時存儲,。對同用電單位不同時期、不同用電單位同時期用電量進行統(tǒng)計,；作為電費的管理平臺,，與實際發(fā)生電費進行比較；根據(jù)柴油發(fā)電機發(fā)電量,，對消耗燃油進行估算,。清晰的反映整個醫(yī)院各個部門的用電構(gòu)成，建立部門,，通過與部門的比較,，發(fā)現(xiàn)漏電、長明燈,、未使用設(shè)備下電等環(huán)節(jié),；對不同的節(jié)能方案節(jié)能效果的評估,，有利于有針對性地選擇節(jié)能措施，還可以作為合同能源管理項目的計量系統(tǒng),； 電能報表實現(xiàn)了實現(xiàn)了所有電能數(shù)據(jù)的按時間查詢,，分為分鐘、小時,、日、月年等多種類型,；電能匯總表,，所有監(jiān)控設(shè)備電能匯總，按時間段查詢,，自動計算任意時段用電量,；打印及導(dǎo)出，所有報表及界面均可打印,，或以EXCEL,、WORD格式導(dǎo)出；電能匯總?cè)鐖D2所示

圖2

畫面顯示

    19寸彩色液晶顯示作為人機交互界面,，實時顯示配電系統(tǒng)各種信息畫面,，包括各斷路器當前狀態(tài)、各回路當前電壓,、電流,、功率等測量值的實時信息。聲光提示報警信息,、保護設(shè)備動作及復(fù)位信息,。圖三所示為傳染病房低壓次配電系統(tǒng)圖：

圖3

用電趨勢

    對任何測量參數(shù)繪制趨勢圖：如電流、電壓,、電能等,。通過用電曲線圖可以顯示需量的峰值情況，發(fā)現(xiàn)危險地負荷趨勢或系統(tǒng)的剩余容量,?？梢詫⒉煌瑫r間段的負荷曲線進行匯總或比較，追蹤每個用電單位每個回路所需消耗的電力成本,。用電趨勢如圖4所示：

圖4

告警與控制

    當出現(xiàn)開關(guān)變位事故,、遙測越限、保護動作或其他報警信號時,，系統(tǒng)發(fā)出音響提示,，并自動彈出報警畫面，報警需操作員確認后方可復(fù)位,，報警系統(tǒng)記錄入監(jiān)控數(shù)據(jù)庫,。 當發(fā)生開關(guān)變位時,，自動推出時間報警窗和故障相關(guān)畫面，畫面中變位開關(guān)閃爍,，變色提示并在報警框內(nèi)有漢字提示的報警語句及當前的變位狀態(tài),，并指明變位開關(guān)名稱，運行編號和性質(zhì)（正常操作或事故跳閘）,。 當發(fā)生電流/電壓越*,，畫面閃爍提示，并在報警提示框里顯示當前越限值,。 監(jiān)控系統(tǒng)自動存儲歷史數(shù)據(jù)和歷史事件,，用戶可以按照設(shè)備，數(shù)據(jù)類型,，時間段等等項目自定義查詢,。 除計算機報警外，系統(tǒng)還設(shè)有專門的聲光報警器,，以提醒值班人員,。

4 結(jié)束語

    該項目所采用的Acrel300電能管理系統(tǒng)已經(jīng)于2012年正式投入運行，整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定,、安全,，極大的方便了用戶的使用，提供了大量實時,、準確的電力數(shù)據(jù),，為管理者進行內(nèi)部計量考核、安全用電做出了只管依據(jù),，進步保證了醫(yī)院供電系統(tǒng)的科學(xué)性及穩(wěn)定性,，為今后的節(jié)能管理的實施打下了基礎(chǔ)。

參考文獻

任致程,，周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007.4

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