淺析醫(yī)院供配電電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用
摘要:本文分析了醫(yī)院的供電系統(tǒng)特征，介紹了電力監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成，并分析了應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng)對醫(yī)院的供電可靠性、電力經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、故障隱患提前識別的作用。
隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)也取得了很大發(fā)展，但一些大型醫(yī)院的建筑大部分都在20世紀(jì)建設(shè)，供電系統(tǒng)一般與主體建筑同時建設(shè)，存在著設(shè)備老化，安全隱患較多，智能化程度不高等問題。醫(yī)院因其工作的特殊性，還存在著人員密集、人流量大，病員的就診和生活無法嚴(yán)格區(qū)分，樓宇設(shè)備、建筑醫(yī)療設(shè)備、病房醫(yī)療設(shè)備密集的特點。從供配電方面來看，第一，醫(yī)院的供電負(fù)荷等級較高，供配電方式與其他民用建筑有較大區(qū)別，各種大功率儀器設(shè)備多，使用人員對用電專業(yè)知識比較缺乏，用電安全隱患較多，漏電流對病人構(gòu)成了潛在的危險。此外，為貫徹落實《公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例》，加強(qiáng)對醫(yī)院的電力能耗監(jiān)測和用能分析核算，需要引進(jìn)智能電力監(jiān)控系統(tǒng)，對供電系統(tǒng)實行實時監(jiān)控，監(jiān)測供電質(zhì)量、電能消耗和電金特萊全保護(hù)。第二，根據(jù)目前國內(nèi)眾多配電系統(tǒng)的主流設(shè)計思路和發(fā)展趨勢，配電的智能化、網(wǎng)絡(luò)化目前應(yīng)用已非常廣泛，配電智能化系統(tǒng)在整個配電系統(tǒng)中的作用也是顯得越來越重要，隨著通信技術(shù)和軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，我們有理由相信，配電系統(tǒng)的智能化對提升醫(yī)院建筑的整體智能化水平將會起到積極的作用。
智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計原則、系統(tǒng)構(gòu)成及系統(tǒng)功能
? (一)設(shè)計原則
根據(jù)可靠性和高效率配電管理的要求，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計遵循下列原則。
1.系統(tǒng)的實用性。智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的組成和實際一定要符合現(xiàn)場配電的實際情況，系統(tǒng)的實用性是首先應(yīng)遵循的第一設(shè)計原則。應(yīng)具有良好的可學(xué)習(xí)性和可操作性，使具備電腦初級操作水平的管理人員，通過簡單的培訓(xùn)就能掌握系統(tǒng)的操作要領(lǐng)，達(dá)到能完成值班任務(wù)的操作水平。
2.系統(tǒng)的安全性。大型綜合性醫(yī)院的負(fù)荷等級大多為一級負(fù)荷，系統(tǒng)安全性顯得尤為重要，要求系統(tǒng)中的所有設(shè)備及配件在性能安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的同時，還應(yīng)符合中國或國際有關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)。
3.系統(tǒng)的實時性。電力系統(tǒng)中的電參量時刻都處在變化中，超負(fù)荷、不平衡等因素將會對配電設(shè)備造成巨大損害，這些因素的產(chǎn)生具有偶然性，所以對系統(tǒng)的實時性要求非常關(guān)鍵，不僅要能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)測，還應(yīng)具有記錄存儲的功能。
4.系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于智能電力監(jiān)控系統(tǒng)是一項長期不間斷運(yùn)行的系統(tǒng)，肩負(fù)著監(jiān)測配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況，并具有一定的處理事件的功能，系統(tǒng)應(yīng)有良好的穩(wěn)定性。
5.系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。系統(tǒng)的設(shè)計并不是一成不變的，要求系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)預(yù)留多路與其他系統(tǒng)的通訊接口，如樓宇自動化控制系統(tǒng)(BAS)、管理信息系統(tǒng)(MIS)、消防控制系統(tǒng)等，為以后實現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展打下基礎(chǔ)。
6.系統(tǒng)的易維護(hù)性。智能電力監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的維護(hù)應(yīng)盡量做到簡單易行。
(二)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層和站控層組成。
各現(xiàn)場儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入擴(kuò)展卡，擴(kuò)展卡插在監(jiān)控主機(jī)上。
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)采用間隔層、通訊層和網(wǎng)絡(luò)層三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
1.設(shè)備層由智能測量儀表單元組成。以總線形式接入站級層主控單元，傳輸介質(zhì)采用屏蔽雙絞線(RVVSP)。主要從電路測量和信號采集并與主控單元進(jìn)行通信等功能。
2.網(wǎng)絡(luò)層由通訊子站構(gòu)成(即擴(kuò)展卡)，主要是從設(shè)備層采集電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)并執(zhí)行調(diào)配以及通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，然后接入站控層，將本站經(jīng)處理的數(shù)據(jù)上傳和接受站控層下傳的設(shè)定參數(shù)或控制信號等指令。
3.站控層直接接收并處理從擴(kuò)展卡上傳的電參量信號。
(三)現(xiàn)場監(jiān)控儀表的功能要求
1.配電房及重要科室
測量及顯示內(nèi)容：全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限電能計量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計;諧波分量;電壓波峰系數(shù)、電話波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計算;電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量測量。
2.普通樓層
測量及顯示內(nèi)容：三相電流、電壓、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、四象限電能、功率因數(shù)、頻率;單回路剩余電流、溫度。多路繼電器輸出、支持消防聯(lián)動、事件記錄。
3.接口
RS-485接口，并采用Modbus-RTU等國際標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議。
(四)系統(tǒng)功能
電力監(jiān)控計算機(jī)通過現(xiàn)場設(shè)備和通信系統(tǒng)提供的傳輸通道，完成對各回路電力參數(shù)的數(shù)據(jù)采集，信息經(jīng)分析、處理，以報表等多種形式供值班員參考，使值班員能夠便捷的掌握供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，包括相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀況。
1.運(yùn)行信息與保護(hù)信息采集
系統(tǒng)采集來自智能測控單元裝置送來的參數(shù)，所有回路的遙測信號，包括每個回路的實時電能值和各種告警信息等。
2.人機(jī)操作界面
按照配電所顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實時運(yùn)行參數(shù)、工況圖及操作畫面、配電系統(tǒng)實用參數(shù)表格、各類操作票及報表、事故及故障報警顯示、測控及保護(hù)單元運(yùn)行工況顯示等電力運(yùn)行狀況;統(tǒng)計分析、報表、打印時、日、月、年用電量統(tǒng)計;所有報表的定時打印、召喚打印和事件記錄打印;對各電氣設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計。
3.歷史記錄與趨勢分析
系統(tǒng)收集各監(jiān)測控制與管理裝置的實時數(shù)據(jù)，并存儲在一個開放式數(shù)據(jù)庫中予以保存，系統(tǒng)可保存長時段(多年)的歷史記錄。根據(jù)歷史數(shù)據(jù)記錄可進(jìn)行各參數(shù)的年度、月度和日變化和實時數(shù)據(jù)趨勢分析，進(jìn)行分類和綜合比較分析，為業(yè)務(wù)流程優(yōu)化和設(shè)備設(shè)施使用優(yōu)化提供依據(jù)。
4.故障分析與設(shè)備維護(hù)管理
系統(tǒng)依據(jù)帶時標(biāo)的事件記錄和波形記錄可進(jìn)行故障和事件的成因分析;另外，系統(tǒng)統(tǒng)計開關(guān)等設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)和累積壽命參數(shù)，可據(jù)此提出設(shè)備維護(hù)預(yù)告。
5.保護(hù)信息管理
管理保護(hù)定值和保護(hù)動作信息，提供有關(guān)查詢。
智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點
? 傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)是基于各種模擬量的直接讀取，各種儀表分布分散，且各種運(yùn)行數(shù)據(jù)都具有即時性，可能在某個時段前后，各個供電參數(shù)有截然不同的變化。所以要對傳統(tǒng)的供配電系統(tǒng)改造，引進(jìn)智能電力監(jiān)控系統(tǒng)，利用智能電力監(jiān)控系統(tǒng)強(qiáng)大的功能，實現(xiàn)對系統(tǒng)的即時功耗、供電質(zhì)量、漏電流、配電干線溫升的實時監(jiān)控，觀測電參數(shù)的變化和各種異常情況。在電腦中記錄連續(xù)的運(yùn)行數(shù)據(jù)變化，通過回顧追訴事件發(fā)生的過程，對配電系統(tǒng)實行24小時監(jiān)控，為醫(yī)院的供電保障和能耗分析提供決策依據(jù)。設(shè)置各種電參數(shù)運(yùn)行上下極值，提前發(fā)現(xiàn)各種事故隱患，及時排除故障，提升整個配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平，保障醫(yī)院的供電安全和病員的生命安全。
隨著社會和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，配電系統(tǒng)的智能化已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢，可提升醫(yī)院建筑的整體智能化水平，極大方便醫(yī)院的供電安全管理和能耗管理，實現(xiàn)對醫(yī)院配電系統(tǒng)的實時監(jiān)控，及時消除各種用電安全隱患，便于電能的遠(yuǎn)程抄表及分析研究，為管理者提供各種節(jié)能技術(shù)參考。配電系統(tǒng)的智能化改造應(yīng)用必將會在醫(yī)院的后勤管理中發(fā)揮越來越重要的作用。
智能電力監(jiān)控儀表在大型公共建筑電能分項計量中的應(yīng)用。