摘要：探討了大型綜合醫(yī)院建筑電氣設(shè)計方案，介紹了開關(guān)站及變配電所的設(shè) 置，闡述了照明系統(tǒng)節(jié)能、醫(yī)療IT系統(tǒng)、能耗監(jiān)測系統(tǒng)、智能配電監(jiān)測管理系統(tǒng)等 方面的設(shè)計,提出大型綜合醫(yī)院要重點(diǎn)關(guān)注供電可靠性和用電安全性，進(jìn)一步推動 智能配電系統(tǒng)在綜合醫(yī)院建筑中的實際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：大型綜合醫(yī)院；電氣設(shè)計；智能配電；負(fù)荷分級

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大型綜合醫(yī)院醫(yī)療業(yè) 務(wù)規(guī)模不斷擴(kuò)大，醫(yī)護(hù)人員及病患人數(shù)急劇增 加，各種精密醫(yī)療和科研設(shè)備數(shù)量猛增，用 電量急劇上升，導(dǎo)致各種變壓器和配電設(shè)施經(jīng)常 岀現(xiàn)過載發(fā)熱、超負(fù)荷運(yùn)行、電壓波動、諧波干擾 嚴(yán)重等問題，危及醫(yī)院供電電網(wǎng)的安全，影響供 電網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。為此，要采取有效措施，既 能保障大型綜合醫(yī)院供電可靠性,又能讓醫(yī)院管 理人員及時發(fā)現(xiàn)電氣隱患并在短時間內(nèi)予以 排除。

1合理確定供配電系統(tǒng)設(shè)計方案

大型綜合醫(yī)院的供配電系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)醫(yī)院建 筑的標(biāo)準(zhǔn)等級、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、系統(tǒng)規(guī)模以 及當(dāng)?shù)毓╇姉l件，充分考慮近期的使用和遠(yuǎn)期的 發(fā)展需要，合理確定供配電系統(tǒng)設(shè)計方案口3。 在保障安全、供電可靠、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理的 前提下，供配電系統(tǒng)架構(gòu)應(yīng)簡單明晰，能降低造 價,減少電量損失，便于管理及維護(hù)。

1.1負(fù)荷分級及供電要求

醫(yī)院供電負(fù)荷等級分為一級負(fù)荷中特別重 要負(fù)荷、一級負(fù)荷、二級負(fù)荷及三級負(fù)荷。

（1）一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷：急診搶救 室、急診采血、兒科急診、產(chǎn)房、早產(chǎn)兒室、重癥監(jiān) 護(hù)室、手術(shù)部（手術(shù)室、麻醉室、蘇醒室）、透析、生 殖中心、燒傷病房中涉及患者生命安全的設(shè)備及 其照明用電，大型生化儀器、重癥呼吸道感染區(qū) 的通風(fēng)系統(tǒng)⑴。

（2）一級負(fù)荷:急診部、監(jiān)護(hù)病房（ICU）、手 術(shù)部、介入手術(shù)、急診與門診手術(shù)、危重病人（搶 救室）、分娩房、嬰兒室、病理切片分析、核磁共 振、介入治療用CT及X光機(jī)掃描室、血庫、加速 器機(jī)房、治療室及配血室的電力和照明，培養(yǎng)箱、 冰箱、恒溫箱和其他必須持續(xù)供電的精密醫(yī)療裝 備，走道照明用電；百級潔凈度手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng) 用電；消防控制室、火災(zāi)自動及聯(lián)動控制裝 置、火災(zāi)應(yīng)急照明及疏散指示標(biāo)志、防煙及排煙 設(shè)施、自動滅火系統(tǒng)、消防水泵、消防電梯及其排水泵、電動的防火卷簾與門窗以及閥門等消防用 電；主要業(yè)務(wù)和計算機(jī)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、電子信息 系統(tǒng)機(jī)房用電，普通電梯（客、醫(yī)梯）用電；排水 （污）泵、生活水泵用電等⑵。

（3）二級負(fù)荷:除百級潔凈度手術(shù)室之外的 其他手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)用電，電子顯微鏡、一般診 斷用CT及X光機(jī)用電、自動扶梯用電、廚房動力 與照明用電等。

（4）三級負(fù)荷:不屬于一、二級的負(fù)荷，如一 般電力、照明、空調(diào)及開水器等用電負(fù)荷。

大型綜合醫(yī)院存在著大量一級負(fù)荷和特別 重要負(fù)荷，應(yīng)由2個市電電源供電，當(dāng)一個電源 發(fā)生故障時，另一個電源不應(yīng)同時受到損壞。對 于特別重要負(fù)荷，還應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴(yán)禁將 其他負(fù)荷接入應(yīng)急。

1.2用電負(fù)荷容量的確定

對于制冷、空調(diào)、風(fēng)機(jī)、水泵、電熱、電梯等用電 設(shè)備按相關(guān)工藝所提供的設(shè)備安裝容量進(jìn)行負(fù) 荷統(tǒng)計，其備用設(shè)備容量不計入在內(nèi);對于照明等設(shè) 備用電負(fù)荷根據(jù)不同設(shè)計階段按規(guī)范照度標(biāo)準(zhǔn)、單 位容量法和具體平面布置方案進(jìn)行負(fù)荷統(tǒng)計。變壓 器安裝容量指標(biāo)為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(yīng)與當(dāng)?shù)毓╇姴块T協(xié)商，以滿足用戶的供電要求。

1.4備用電源和應(yīng)急電源

特別重要負(fù)荷采用雙路市電和柴油發(fā)電機(jī) 組供電，另設(shè)有不間斷電源（UPS）裝置，以滿足 電源切換時間的要求。

火災(zāi)自動及聯(lián)動控制裝置、主要業(yè)務(wù)和 計算機(jī)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)備 等用電，除采用雙路市電供電，另外增加UPS 供電。

為確保消防系統(tǒng)的可靠性，一級負(fù)荷中的消 防設(shè)備電源除采用雙路市電供電外，一般要納入 柴油發(fā)電機(jī)組供電,但雙路市電已滿足規(guī)范 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 復(fù)供電后備用電源自動退岀。

2合理確定開關(guān)站及變配電所

2.1開關(guān)站及變配電所設(shè)置

開關(guān)站及變配電所的設(shè)置應(yīng)充分考慮負(fù)荷 中心和供電半徑的要求，從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(yuǎn)離人員密集的場所，并避免電磁輻射。按國 家現(xiàn)行規(guī)范，中心城區(qū)供電半徑不大于15。m, 一 般城區(qū)不大于250 m,郊區(qū)不大于40。mo

2.2高壓

高壓由兩路獨(dú)立市電電源同時供 電（高壓電源等級應(yīng)符合當(dāng)?shù)毓╇姴块T要求），采 用單母線分段方式運(yùn)行，中間設(shè)置母聯(lián)開關(guān)，平 時兩段母線分列運(yùn)行，當(dāng)任一路電源故障或斷電 時,通過手動/自動操作母聯(lián)開關(guān)合閘，另一路電 源承擔(dān)全部一、二級負(fù)荷。

2.3低壓

變壓器低壓側(cè)采用單母線分段方式運(yùn)行，設(shè) 置母聯(lián)斷路器，當(dāng)任一路電源或變壓器故障斷電 時,通過母聯(lián)斷路器手投/自投合閘，確保一、二 級負(fù)荷的使用。母聯(lián)斷路器自投時，應(yīng)按適當(dāng)?shù)?比例分批自動斷開三級負(fù)荷，以滿足變壓器的正 常工作。主進(jìn)斷路器與母聯(lián)斷路器之間設(shè)有電 氣聯(lián)鎖，任何情況下只能使其中的2個斷路器合 閘,避免發(fā)生誤動作造成損失。當(dāng)主進(jìn)斷路器因 過載或短路故障分閘時,母聯(lián)斷路器不得自動合 閘。干式變壓器采用箱變形式與低壓開關(guān)柜并 列安裝，箱體防護(hù)等級為IP30o

2.4干式變壓器選擇

根據(jù)規(guī)范和用戶的負(fù)荷特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)運(yùn) 行條件,10/0.4 kV單臺變壓器的容量一般不宜 大于1 250 kVA,但考慮到用電設(shè)備容量較大，在 保證技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行安全可靠，并征得當(dāng)?shù)?供電部門同意后,可采用1 600 -2500 kVA的低 損耗高節(jié)能環(huán)保型干式變壓器（如非晶合金變壓 器等）。

2.5無功補(bǔ)償與諧波治理

綜合樓內(nèi)各用電設(shè)備優(yōu)先選用高效節(jié)能 產(chǎn)品，故平均自然功率因數(shù)按0. 80?0. 85考慮，根據(jù)規(guī)范和供電部門要求進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。 0.4 kV低壓側(cè)功率因數(shù)應(yīng)提高至0.93左右，在 各變壓器低壓側(cè)統(tǒng)一考慮自動補(bǔ)償，實時檢測負(fù) 荷變化情況，實現(xiàn)相控補(bǔ)償動態(tài)管理,避免超、漏 補(bǔ)現(xiàn)象的發(fā)生；為防止電源諧波的干擾和污染, 應(yīng)在無功功率補(bǔ)償同時增加電源濾波裝置進(jìn)行 治理,提高設(shè)備的可靠性,降低運(yùn)行成本,避免對 配電系統(tǒng)和各種設(shè)備造成影響或破壞，以達(dá)到節(jié) 能目的。規(guī)范對諧波治理有明確的規(guī)定，部 分地方規(guī)范的規(guī)定更明確些，如規(guī)定對醫(yī)療 設(shè)備、空調(diào)設(shè)備應(yīng)進(jìn)行有源濾波治理。

2.6線纜選擇

線纜選擇應(yīng)考慮工程的重要性、火災(zāi)幾率及 其特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)合理等因素,并采取有效的阻火安 全措施,避免產(chǎn)生有害氣體對環(huán)境和人身造成危 害。消防設(shè)備等所屬配電干線及分支干線采用 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(fù)荷供電采用低煙無鹵阻燃型電線電 纜;個別配電干線采用封閉式母線。

3照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

根據(jù)GB 50034—2013 （建筑照明設(shè)計標(biāo) 準(zhǔn)》⑶要求，正常照明按不同的場所、不同使用功 能和特點(diǎn)，在滿足照度和節(jié)能的前提下,合理地 選擇光源和光色，并結(jié)合建筑吊頂形式選擇相適 應(yīng)的燈具,與室內(nèi)裝飾相協(xié)調(diào)。

3.1節(jié)能光源與燈具的應(yīng)用

按照GB 50034—2013 （建筑照明設(shè)計標(biāo) 準(zhǔn)》，各房間或場所不超過現(xiàn)行照明功率密度值, 對于要求照度高和顯色好的場所,優(yōu)先選用高效 節(jié)能型熒光燈或LED燈;對于走廊、電梯廳、前室 等處以筒燈照明為主，均采用LED燈;對于門廳 等空間比較高的場所選用小容量金屬鹵化物燈, 并配套節(jié)能鎮(zhèn)流器;病房樓標(biāo)準(zhǔn)層走廊及病房 內(nèi)，為避免眩光采用帶磨砂罩高效節(jié)能熒光燈或 LED燈，并在走廊及病房內(nèi)設(shè)置起夜燈，由護(hù)士 站統(tǒng)一集中控制。通過節(jié)能光源和燈具的應(yīng)用, 提高了發(fā)光效率，降低了運(yùn)營成本，延長了使用 壽命。

大面積應(yīng)用高能效LED燈具與使用同樣光 效的普通照明燈具相比，高可降低30%能耗; 結(jié)合照明控制裝置，節(jié)能效益高可達(dá)50%。隨 著LED技術(shù)的發(fā)展,照明材料價格降低,有利于 LED產(chǎn)品的使用和推廣。采用LED燈具進(jìn)行巧 妙組合、運(yùn)用的環(huán)境照明可改善用戶體驗。

3.2智能照明控制系統(tǒng)

門急診大廳、醫(yī)療街、候診區(qū)、停車場及病房 走廊等公共場所，其正常照明采用智能照明控制 系統(tǒng)，可實現(xiàn)就地控制、遠(yuǎn)程控制、定時控制、場 景編程控制等功能,提高節(jié)能效果，降低工作強(qiáng) 度?？刂泼姘逡嗽O(shè)置在分診臺、護(hù)士站及主要通 道口等便于操作的位置。智能照明控制系統(tǒng)應(yīng) 預(yù)留與BAS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的通信接口。

4醫(yī)療IT系統(tǒng)設(shè)計

醫(yī)院2類場所（如手術(shù)室、監(jiān)護(hù)室等），既要 保證供電的可靠性和連續(xù)性，還需防止系統(tǒng)和負(fù) 載的微弱漏電，即醫(yī)療設(shè)備對病人的微電擊（導(dǎo) 致病人有生命危險）。因此在2類醫(yī)療場所內(nèi)， 醫(yī)用電氣設(shè)備和系統(tǒng)的供電回路均應(yīng)采用醫(yī)療 IT系統(tǒng)。

醫(yī)療IT系統(tǒng)主要由醫(yī)用單相隔離變壓器、直 流穩(wěn)壓電源模塊、絕緣監(jiān)視儀、外接顯示儀和 絕緣故障定位系統(tǒng)等組成,單相隔離變壓器容量 為3.15?10.00 kVA。手術(shù)室都采用8 kVA單相隔 離變壓器，承擔(dān)手術(shù)室內(nèi)吊塔、無影燈和插座的供 電。蘇醒室、搶救室、麻醉室內(nèi)相對所需醫(yī)療設(shè)備 較少,可降低單相隔離變壓器選型容量。

5能耗監(jiān)測系統(tǒng)

計量裝置對建筑物內(nèi)用電、水、冷熱量、燃?xì)?及醫(yī)用氣體等能耗進(jìn)行分類分項計量，具有數(shù)據(jù) 通信功能,通過對能耗進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，實現(xiàn)建筑 物內(nèi)用能的管理。按科室或區(qū)域?qū)φ彰骱筒遄?室外景觀照明、空調(diào)用電、動力用電、特殊用電等 進(jìn)行分項計量。在園區(qū)給水進(jìn)水管處、各科室供 水管處及生活熱水供回水管處設(shè)置計量水表;市 政主干熱力供熱管網(wǎng)處設(shè)置計量表具，對總供熱量進(jìn)行計量;在空調(diào)機(jī)房內(nèi)分水器至各區(qū)域的主 干供水管處設(shè)置能量計量表，對各區(qū)域供冷、供 熱量進(jìn)行計量。分項分科室計量便于醫(yī)院后勤 的精細(xì)化管理，掌握各科室、各區(qū)域的用能情況, 促進(jìn)整個醫(yī)院行為節(jié)能,有利于發(fā)現(xiàn)用能過程存 在的問題,便于進(jìn)一步進(jìn)行節(jié)能診斷和改造⑷。

6智能配電監(jiān)測管理系統(tǒng)

智能配電監(jiān)測管理系統(tǒng)可支撐變配 電系統(tǒng)的實時監(jiān)測管理、供給管理和運(yùn)維管理等工作，對用能供能單位進(jìn)行有效監(jiān)管，實現(xiàn)優(yōu)化 運(yùn)行以及供電可靠性，具有運(yùn)行維護(hù)、管理功能。 智能配電系統(tǒng)按照主要功能劃分為以下4個 層級。

現(xiàn)場設(shè)備管理層,實現(xiàn)電氣系統(tǒng)的基本 現(xiàn)場保護(hù)、監(jiān)測、控制層級功能,主要由現(xiàn)場多功 能電表組成。該層級設(shè)備是實現(xiàn)電力系統(tǒng)的計 量、信息監(jiān)測功能。

通信管理層，實現(xiàn)設(shè)備之間聯(lián)絡(luò)和通信 管理，主要由交換機(jī)、以太網(wǎng)關(guān)設(shè)備組成。該層 設(shè)備完成設(shè)備的基本智能化功能,是實現(xiàn)電力系 統(tǒng)信息化的基礎(chǔ)。

管理層，實現(xiàn)現(xiàn)場信息到計算機(jī)界 面的轉(zhuǎn)化,主要由計算機(jī)、軟件、打印機(jī) 等設(shè)備組成。該層設(shè)備將現(xiàn)場信息化的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換成人機(jī)界面信息,并將信息按照發(fā)生源進(jìn)行分 析處理。

遠(yuǎn)程移動運(yùn)維應(yīng)用層，結(jié)合移動端數(shù)據(jù) 完成資產(chǎn)管理、維護(hù)管理、工單計劃和落實管理、 實時推送、能耗分析等功能,遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)需要 能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的備份,須能提升對電力系統(tǒng) 的管理易用性和便利性。

7防雷、接地系統(tǒng)及安全措施

建筑防雷裝置應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置，滿足防直 擊雷、防側(cè)擊雷、防雷電感應(yīng)及防雷電波的侵入, 并設(shè)置等電位聯(lián)結(jié)。建筑防雷接地、電氣設(shè)備保 護(hù)接地、電梯機(jī)房、消防控制室、弱電進(jìn)線間等接 地共用建筑物聯(lián)合接地極,要求接地電阻W1 Oo 當(dāng)實測不滿足要求時，增加人工接地極。

為防止雷電的侵入，配電室干線以及各樓層 總配電箱等設(shè)置防雷過電壓保護(hù),配電箱內(nèi)加裝 一至二級電涌保護(hù)器，某些部位設(shè)置三級電涌保 護(hù)，以確保各回路電源干線和重要設(shè)備可靠運(yùn) 行。在變電室低壓配電柜母線、室外引入的電力 線路的總配電箱母線等處,應(yīng)裝設(shè)I級試驗的電 涌保護(hù)器。

特殊房間電氣防護(hù)要求:醫(yī)院建筑內(nèi)的護(hù)士 站、麻醉室辦公室、輸血科、診室等為醫(yī)療。類場 所;病房、血液透析室等為醫(yī)療1類場所；手術(shù) 室、重癥監(jiān)護(hù)室、搶救室等為醫(yī)療2類場所。1類 和2類醫(yī)療場所設(shè)置防止接地故障(間接接觸) 電擊防護(hù)的自動切斷電源保護(hù)裝置,IT、TN系統(tǒng) 約定接觸電壓不超過25 V,TN系統(tǒng)大切斷時 間：230 V時為0.2 s,400 V時為0. 05 so 2類醫(yī) 療場所區(qū)域內(nèi)，TN系統(tǒng)在下列回路中采用不超 過30 mA的額定剩余電流,并有過電流保護(hù)的電 磁式剩余電流保護(hù)器:手術(shù)臺驅(qū)動機(jī)構(gòu)供電回 路,X射線供電回路，額定功率大于5 kVA的設(shè) 備供電回路，非生命支持系統(tǒng)的電氣設(shè)備供電 回路。

8、安科瑞為醫(yī)院安全用電提供的解決方案

8.1安科瑞Acrelcloud-6000安全用電云平臺

安科瑞電氣推出的安全用電云系統(tǒng)采用的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災(zāi)探測器、故障電弧探測器、電氣防火限流式保護(hù)器和中性安防，對引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線溫度、電流、剩余電流、故障電弧等）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)與統(tǒng)計分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時推送給學(xué)校管理人員，指導(dǎo)學(xué)校實現(xiàn)時間的排查和治理，達(dá)到潛在電氣火災(zāi)隱患，實現(xiàn)“防患于未然"的目的。

用戶可以利用PC、手機(jī)、平板電腦等多種終端實現(xiàn)對平臺的訪問，查詢包括系統(tǒng)信息、實時數(shù)據(jù)、報記錄等在內(nèi)的各種信息，使用方便。利用該系統(tǒng)為用戶提供的低成本服務(wù)，能有提升企業(yè)的消防管理和電氣設(shè)備水平，防范重大惡性火災(zāi)財產(chǎn)損失、尤其是重大惡性人員傷亡責(zé)任的發(fā)生。

本系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖所示：

8.2硬件配置：

平臺服務(wù)器：建議按照我方提供配置標(biāo)準(zhǔn)購買，或者客戶自己租用阿里云資源。

站控管理層硬件配置：（如申請阿里云可忽略）

現(xiàn)場儀表硬件配置

8.2.1現(xiàn)場儀表選型介紹--剩余電流火災(zāi)探測器

8.2.2現(xiàn)場儀表選型--故障電弧探測器

8.2.3現(xiàn)場儀表選型--電氣防火限流式保護(hù)器

8.2.4現(xiàn)場儀表選型中性安防保護(hù)器

中性線的定義：三相電的星形接法是把每一相電源或負(fù)載的一端都接在中性點(diǎn)上，將中性點(diǎn)引出的這條線叫中性線，這樣就形成三相四線制或者五線制。也可不引出，形成三相三線制?，F(xiàn)在的低壓配電線路，采用多的是三相四線制，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。在三相四線制或五線制運(yùn)行過程中，中性線引發(fā)火災(zāi)事故主要通過三種途徑：

A.中性線長期過載導(dǎo)致中性線絕緣層老化，后使得絕緣層燃燒引發(fā)火災(zāi)；

B.中性線故障使中性線開路，導(dǎo)致三相電嚴(yán)重不平衡，燒毀電氣設(shè)備引發(fā)火災(zāi)。

C.中性線老化使線路局部過熱，導(dǎo)致中性線絕緣層老化，后使得絕緣層燃燒引發(fā)火災(zāi)。

1）產(chǎn)品型號

2） 模塊接口示意

3）產(chǎn)品尺寸

9、 結(jié)束語

隨著大型綜合醫(yī)院建筑的不斷發(fā)展,建筑電 氣設(shè)計所包含的內(nèi)容越來越豐富,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(shè) 計人員應(yīng)不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)、熟悉新產(chǎn)品，將成熟 的技術(shù)及節(jié)能產(chǎn)品應(yīng)用到綜合醫(yī)院建設(shè)工 程中。智能配電管理系統(tǒng)初期建設(shè)時應(yīng)統(tǒng)籌規(guī) 劃，分步實施,為業(yè)主提供高效的管理服務(wù)。