解決方案
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醫院的消費系統,不僅需符合民用建築規範要求、建築防火規範要求,也需符合醫院對消防供電可靠性、連續性要求,甚至需滿足民防對戰時醫院的特殊要求。

醫療設備用電系統、應急照明系統、非消防用乘客電梯以上系統需由兩路電源供電且設置雙電源

醫療設備用電系統對兩路電源切,不僅要考慮雙電源切換裝置的可靠性,切換時間、條件等均有嚴格要求︰

GB16895.24《建築物電氣裝置 第7-710部分︰特殊裝置或場所的要求-醫療場所》規定醫療設施等級︰t? 0.5 s、0.5 s < t? 15 s、15s

應用于醫院的雙電源切換裝置,不僅切換時間需滿足要求,而且控制器需檢測電源電壓、頻率等,如電壓、頻率不滿足要求也應能準確切換。


客戶的需求


安全︰杜絕或避免人身的死亡或傷害事故的發生。

高效︰確保設備在規定年限內正常、高效、有序運行。

環保︰確保對沿線環境不產生不良影響,如噪音,有害氣體、諧波、電磁干擾等。

降低成本︰減少建設成本及運營成本。

可持續發展︰延長系統整體使用年限,減少系統整體的維護資金。


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1、中壓配電系統

根據我國現行規範標準並參照IEC 標準,根據供電可靠性及中斷供電所造成的損失或影響程度,消防設備、醫用客梯、氧氣供應系統設備、真空吸引系統設備、中心供應室內的醫用蒸汽、潔淨空調系 統用電設備、走道照明用電及生活泵用電等,按一級負荷供電。其中所有消防設備、重癥監護室、急救室、重要手術室(手術室配電解決方案以以GGF-O8隔 離配電櫃系統化圖為例)等涉及患者生命安全的設備及照明用電,為一級負荷中特別重要的負荷。一般空調電源、客梯用電、自動扶梯電源、電子顯微鏡、高級病房照明用電等為二級負荷,其他用電按三級負荷設計。綜上,因為一級負荷佔比較大,所以醫院一般是按一級負荷設計。

醫院常規供電分別從兩個不同的變電站(開閉站)引入雙重10kV電源,進線采用電纜埋地方式引入。兩路電源同時工作,互為備用;每路均能承擔本工程全部一、二級負荷。要求當一路電源發生故障時.另一路電源不應同時受到損害。10kV配電系統采用單母線分段運行,設母聯開關。主進開關與聯絡開關設電氣聯鎖,任何情況下只能合其中的2個開關。圖1為醫院中壓配電系統解決方案。

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10 kV保護斷路器推薦使用MV1型戶內高壓真空斷路器.

MV1型戶內高壓真空斷路器,該產品主要用于發電廠、交流配電系統和變電站內的保護和控制,也可以作為電網設備、工礦企業動力設備的保護和控制單元。由于真空斷路器的優越滅弧特性,使得該產品特別適合用在額定工作電流下的頻繁操作或多次開斷短路電流的場所。該產品的操動機構與斷路器本體一體化設計,既可以作為固定安裝單元,也可以配合專用的推進機構,組成手車單元使用。表1為MV1型戶內高壓真空斷路器選型表。

表1 MV1型戶內高壓真空斷路器選型表。

序號參數名稱單位數據
1額定電壓kV12
2額定功率Hz50
3額定絕緣水平1min工頻耐壓kV42對地/48斷口
額定雷電沖擊耐壓(峰值)kV75對地/85斷口
4額定電流A630125016002000250031504000*
5額定短路開斷電流(有效值)
額定短時耐受電流(有效值)
kA2525
31.531.531.531.531.531.5
404040404040
6額定短路關合電流(峰值)
額定動穩定電流(峰值)
kA6363
8080808080
100100100100100100

2、低壓配電系統

醫院低壓系統的供電大概可以分為4大部分︰照明部分、醫療設備、空調通風部分及動力部分。

其中消防負荷及一級負荷中特別重要負荷如︰消防泵、排煙風機、加壓送風機、消防控制室、消防電梯、搶救、檢驗中心、ICU、呼吸機等維持患者生命的設備及計算機監控中心等負荷,配置應急電源系統。

消防負荷及一級負荷中特別重要負荷接在應急母線上,正常情況下應急母線的電源引自低壓母線,當一、二級負荷在兩路市電均失電的緊急情況下,應急母線的電源引自柴油發電機組的出線,應急柴油發電機組將在15 s內起動完成供電。

對于重要手術室及重要醫療設備等對間斷供電時問要求更高的設備,需在末端配置UPS設備來滿足要求。具體典型接線見圖2

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圖2醫院低壓配電系統圖

系統進線保護斷路器及母聯保護斷路器配置,推薦使用MA60系列框架斷路器。MA60架斷路器,為高可靠性負載量身定制的高品質產品,其電子脫扣器的技術先進性,能夠最大程度保證主電源端的供電可靠性,該產品具有區域聯鎖功,能夠確保完全選擇性保護。根據變壓器容量大小不同選擇相應的進線保護斷路器。A60系列框架斷路器與變壓器選型配合見表2。

表2 MA60系列框架斷路器與變壓器選型配合表

變壓器容量/kVA額定電流/A阻抗電壓/U%短路電流/kA斷路器+智能控制器
315455411.4MA60 - 1600/630 H
400577414.4MA60 - 1600/630 H
500722418.1MA60 - 1600/800 H
630909422.7MA60 - 1600/1000 H
8001155619.3MA60 - 1600/1250 H
10001443624.1MA60 - 1600/1600 H
12501804630.1MA60 - 2500/2000 H
16002309638.5MA60 - 2500/2500 H
20002887648.1MA60 - 4000/2900 H
25003608660.1MA60 - 4000/4000 H
31504547675.8MA60 - 6300/5000 H

上表計算依據︰上級電網的短路功率設定為 500 MVA ;變壓器為10 KV / 0.4 KV 。當短路電流的計算結果發生改變時,MA60斷路器要從65KA、85KA、100KA、120KA中選取適合的分斷能力指標。

系統應急電源進線保護斷路器,推薦使用MA60系列框架斷路器。系統饋線保護斷路器,推薦使用MB60系列塑殼斷路器。

系統雙電源切換裝置推薦使用TBBQ3-W/2W系列專用PC級產品。該產品專業PC級一體化設計;額定電流16A~4000A,國內範圍最大;高標準分斷能力,使用類別AC-33iA;勵磁驅動,轉換時間小;專用銀合金觸頭,耐弧抗氧化;特設獨立滅弧系統,滅弧迅速.其帶抽出帶旁路結構設計,可在負載不斷電的狀況下,通過旁路開關旁通電源,因此特殊情況下 ATSE處于檢修狀態時,負載供電的連續性不受影響。表3是TBBQ3-W/2W抽出帶旁路型ATSE選型表。

表3 TBBQ3-W/2W抽出帶旁路型選型表

額定電流100-400630-16002000-32004000
電壽命/次6000600060003000
機械壽命/次10000300003000030000
使用類別AC-33iA
本體轉換時間/ms80≦140≦200≦220≦
額定短時耐受電流Icw/kA12.5325050

3、手術室及ICU配電系統

根據《醫院潔淨手術部建築技術規範》,手術室的用電由變電所采用雙電源直接供給,並在末端切換。在手術部總配電箱,每個手術室單獨設配電箱,電源由手術部總配電箱配出。根據醫院布局及規模,考慮部分手術室內需要設置高低溫冷櫃等三相設備,手術室的電源進線采用三相進線。與病人接觸的電源部分,采用單相供電。為潔淨手術部設置的潔淨空調機房設備用電也從變電所采用雙電源直接供給,末端切換。

根據《醫院潔淨手術部建築技術規範》第8.3.4 條規定,心髒外科手術室必須設置隔離變壓器的功能性接地系統。根據JGJ 16--2008《民用建築電氣設計規範》第12.8.6條第1款規定,在2類場所內用于維持生命、外科手術和其他位于患者區域(在離手術台1.5 m的水平範圍,高度為2.5 m的垂直範圍)內的醫用電氣設備和系統的供電回路,均采用局部IT(隔離)電源,輔以局部等電位聯結,防止心髒手術及檢查中的微電擊,這樣可以最大限度地 保證病人的安全。

ICU、血透等場所也采用局部IT系統。目前醫院病人接觸的用電設備均為單相設備,通過隔離變壓器配出的IT系統均為單相。手術室及ICU配電系統如圖3所示。

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圖3 手術室及ICU配電系統圖

系統進線保護斷路器推薦使用MB60系列塑殼斷路器。

手術室及ICU配電系統的雙電源切換推薦使用TBBQ3-N或TBBQ6-N系列雙電源轉開關。TBBQ6-N系列雙電源轉開關,具有N線先合後斷的重疊轉換設計,能夠有效避免因電源切換造成的三相不平衡問題。產品的高可靠性重疊轉換,保證N極不會出現騰空現象,有效抑制中性線電位漂移,防止零線電壓瞬變對設備造成危害。TTBBQ6-N系列雙電源轉開關選型見表4。

表4 TTBBQ6-N系列雙電源轉開關選型表

額定電流16-80100-160200-300320-630
電氣壽命6000600060006000
機械壽命10000100001000010000
使用類別AC-33A
本體轉換時間/ms757580100
額定短時耐受電流Icw/kA51012.532
N極重疊轉換型

饋出支路配置,推薦使用MB1系列微型斷路器。

4、動力三箱配電系統

常見醫院普通動力三箱配電系統見圖4。

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圖4動力三箱配電系統一次簡圖

系統進線保護斷路器推薦使用MB1或MB2系列微型斷路器。

醫院普通動力三箱配電系統的雙電源切換推薦使用TBBQ3系列雙電源轉開關。TBBQ3系列雙電源轉開關,專業PC級一體化設計;額定電流16A~5000A,國內範圍最大;高標準分斷能力,使用類別AC-33iA;勵磁驅動,轉換時間小;專用銀合金觸頭,耐弧抗氧化;特設獨立滅弧系統,滅弧迅速。TBBQ3系列雙電源轉開關選型見表5

表5 TBBQ3系列雙電源轉開關選型

額定電流16~100125~250320~400630~16002000~32004000~5000
電氣壽命600060006000600060003000
機械壽命100001000010000100001000010000
使用類別AC-33iA/AC-33BAC-33iA
本體轉換時間/ms757580140200220
額定短時耐受電流Icw/kA51012.5325050
N極重疊轉換型---

饋出支路配置,推薦使用MB1微型斷路器,或MB1L-63系列D形曲線的保護斷路器

5、消防配電系統

醫院消防負荷如︰消防泵、排煙風機、加壓送風機、消防控制室、消防電梯等,采用雙電源供電並在末端自動切換,當消防設備(消防泵、噴淋泵、防排煙風機等)長期不用,一旦要使用的時候必定是消防應急,所以必須可靠供電。由于長期不用,消防設備存在結垢或者銹蝕而導致線路電流過載的隱患。為了減小此類故障產生,和保障負荷的連續可靠供電,線路的保護斷路器過載不允許跳閘。消防配電系統原理圖見圖5

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圖5消防配電系統原理圖

針對于消防負載的保護斷路器,系統進線推薦使用MB60系列斷路器。

系統饋線使用推薦MB50系列斷路器, MB50系列斷路器帶CBI功能(過載報警不跳閘)這款塑殼斷路器,當線路發生過載時,斷路器不跳閘,直接從斷路器上輸出過載報警的無源干接點給到用,從而實現遠方或者就地的聲光報警。

過載報警不跳閘功能斷路器應用的相關規範要求︰

《民用建築電氣設計規範》(JGJ16-2008)第7.6.4規定︰“......對于突然斷電比過負荷造成的損失更大的線路,該線路的過負荷保護應作用于信號而不應切斷電路。”

《低壓配電設計規範》(GB50054-2011)第 6.3.6規定︰“ 過負荷斷電將引起嚴重後果的線路,其過負荷保護不應切斷線路,可作用于信號。”

《通用用電設備配電設計規範》(GB50055-2011)第2.3.7.1規定“......斷電比過載造成的損失更大時,應使過載保護動作于信號。”

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