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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
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。
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) 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
高壓由兩(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
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 -2500 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。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。
3照明係統節能設計
根據GB 50034—2013 （建築照明設計標 準》⑶要求，正常照明按不同的場所、不同使用功 能和特點，在滿足照度和節能的前提下,合理地 選擇光源和光色，並結合建築吊頂形式選擇相適 應的燈具,與(yu) 室內(nei) 裝飾相協調。
3.1節能光源與(yu) 燈具的應用
按照GB 50034—2013 （建築照明設計標 準》，各房間或場所不超過現行照明功率密度值, 對於(yu) 要求照度高和顯色好的場所,優(you) 先選用高效 節能型熒光燈或LED燈;對於(yu) 走廊、電梯廳、前室 等處以筒燈照明為(wei) 主，均采用LED燈;對於(yu) 門廳 等空間比較高的場所選用小容量金屬鹵化物燈, 並配套節能鎮流器;病房樓標準層走廊及病房 內(nei) ，為(wei) 避免眩光采用帶磨砂罩高效節能熒光燈或 LED燈，並在走廊及病房內(nei) 設置起夜燈，由護士 站統一集中控製。通過節能光源和燈具的應用, 提高了發光效率，降低了運營成本，延長了使用 壽命。
大麵積應用高能效LED燈具與(yu) 使用同樣光 效的普通照明燈具相比，高可降低30%能耗; 結合照明控製裝置，節能效益高可達50%。隨 著LED技術的發展,照明材料價(jia) 格降低,有利於(yu) LED產(chan) 品的使用和推廣。采用LED燈具進行巧 妙組合、運用的環境照明可改善用戶體(ti) 驗。
3.2智能照明控製係統
門急診大廳、醫療街、候診區、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製 係統，可實現就地控製、遠程控製、定時控製、場 景編程控製等功能,提高節能效果，降低工作強 度。控製麵板宜設置在分診台、護士站及主要通 道口等便於(yu) 操作的位置。智能照明控製係統應 預留與(yu) BAS係統聯網的通信接口。
4醫療IT係統設計
醫院2類場所（如手術室、監護室等），既要 保證供電的可靠性和連續性，還需防止係統和負 載的微弱漏電，即醫療設備對病人的微電擊（導 致病人有生命危險）。因此在2類醫療場所內(nei) ， 醫用電氣設備和係統的供電回路均應采用醫療 IT係統。
醫療IT係統主要由醫用單相隔離變壓器、直 流穩壓電源模塊、絕緣監視儀(yi) 、外接顯示儀(yi) 和 絕緣故障定位係統等組成,單相隔離變壓器容量 為(wei) 3.15〜10.00 kVA。手術室都采用8 kVA單相隔 離變壓器，承擔手術室內(nei) 吊塔、無影燈和插座的供 電。蘇醒室、搶救室、麻醉室內(nei) 相對所需醫療設備 較少,可降低單相隔離變壓器選型容量。
5能耗監測係統
計量裝置對建築物內(nei) 用電、水、冷熱量、燃氣 及醫用氣體(ti) 等能耗進行分類分項計量，具有數據 通信功能,通過對能耗進行動態監測，實現建築 物內(nei) 用能的管理。按科室或區域對照明和插座、 室外景觀照明、空調用電、動力用電、特殊用電等 進行分項計量。在園區給水進水管處、各科室供 水管處及生活熱水供回水管處設置計量水表;市 政主幹熱力供熱管網處設置計量表具，對總供熱量進行計量;在空調機房內(nei) 分水器至各區域的主 幹供水管處設置能量計量表，對各區域供冷、供 熱量進行計量。分項分科室計量便於(yu) 醫院後勤 的精細化管理，掌握各科室、各區域的用能情況, 促進整個(ge) 醫院行為(wei) 節能,有利於(yu) 發現用能過程存 在的問題,便於(yu) 進一步進行節能診斷和改造⑷。
6智能配電監測管理係統
智能配電監測管理係統可支撐變配 電係統的實時監測管理、供給管理和運維管理等工作，對用能供能單位進行有效監管，實現優(you) 化 運行以及供電可靠性，具有運行維護、管理功能。 智能配電係統按照主要功能劃分為(wei) 以下4個(ge) 層級。
現場設備管理層,實現電氣係統的基本 現場保護、監測、控製層級功能,主要由現場多功 能電表組成。該層級設備是實現電力係統的計 量、信息監測功能。
通信管理層，實現設備之間聯絡和通信 管理，主要由交換機、以太網關(guan) 設備組成。該層 設備完成設備的基本智能化功能,是實現電力係 統信息化的基礎。
管理層，實現現場信息到計算機界 麵的轉化,主要由計算機、軟件、打印機 等設備組成。該層設備將現場信息化的數據轉 換成人機界麵信息,並將信息按照發生源進行分 析處理。
遠程移動運維應用層，結合移動端數據 完成資產(chan) 管理、維護管理、工單計劃和落實管理、 實時推送、能耗分析等功能,遠端數據需要 能夠實現關(guan) 鍵數據的備份,須能提升對電力係統 的管理易用性和便利性。
7防雷、接地係統及安全措施
建築防雷裝置應按規範要求設置，滿足防直 擊雷、防側(ce) 擊雷、防雷電感應及防雷電波的侵入, 並設置等電位聯結。建築防雷接地、電氣設備保 護接地、電梯機房、消防控製室、弱電進線間等接 地共用建築物聯合接地極,要求接地電阻W1 Oo 當實測不滿足要求時，增加人工接地極。
為(wei) 防止雷電的侵入，配電室幹線以及各樓層 總配電箱等設置防雷過電壓保護,配電箱內(nei) 加裝 一至二級電湧保護器，某些部位設置三級電湧保 護，以確保各回路電源幹線和重要設備可靠運 行。在變電室低壓配電櫃母線、室外引入的電力 線路的總配電箱母線等處,應裝設I級試驗的電 湧保護器。
特殊房間電氣防護要求:醫院建築內(nei) 的護士 站、麻醉室辦公室、輸血科、診室等為(wei) 醫療。類場 所;病房、血液透析室等為(wei) 醫療1類場所；手術 室、重症監護室、搶救室等為(wei) 醫療2類場所。1類 和2類醫療場所設置防止接地故障(間接接觸) 電擊防護的自動切斷電源保護裝置,IT、TN係統 約定接觸電壓不超過25 V,TN係統大切斷時 間：230 V時為(wei) 0.2 s,400 V時為(wei) 0. 05 so 2類醫 療場所區域內(nei) ，TN係統在下列回路中采用不超 過30 mA的額定剩餘(yu) 電流,並有過電流保護的電 磁式剩餘(yu) 電流保護器:手術台驅動機構供電回 路,X射線供電回路，額定功率大於(yu) 5 kVA的設 備供電回路，非生命支持係統的電氣設備供電 回路。
8、安科瑞為(wei) 醫院安全用電提供的解決(jue) 方案
8.1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雲(yun) 係統采用的剩餘(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：
8.2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
8.2.1現場儀(yi) 表選型介紹--剩餘(yu) 電流火災探測器
8.2.2現場儀(yi) 表選型--故障電弧探測器
8.2.3現場儀(yi) 表選型--電氣防火限流式保護器
8.2.4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.中性線老化使線路局部過熱，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
9、 結束語
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 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。
當前位置：