戴明浪，王晉宏

臺(tái)州市中心醫(yī)院 設(shè)備科，浙江 臺(tái)州318000

智能電力監(jiān)控系統(tǒng)在醫(yī)院的應(yīng)用

戴明浪，王晉宏

臺(tái)州市中心醫(yī)院 設(shè)備科，浙江 臺(tái)州318000

本文分析了醫(yī)院的供電系統(tǒng)特征，介紹了智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成，并分析了應(yīng)用智能電力監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)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(shí)別的作用。

智能電力監(jiān)控；醫(yī)院供電系統(tǒng)；能耗監(jiān)測(cè)；安全運(yùn)行

0 前言

隨著社會(huì)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(shí)建設(shè)，存在著設(shè)備老化，安全隱患較多，智能化程度不高的問題。醫(yī)院因其工作的特殊性，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(diǎn)[1]。醫(yī)院的供電負(fù)荷等級(jí)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(duì)用電專業(yè)知識(shí)比較缺乏，用電安全隱患較多，漏電流對(duì)病人構(gòu)成了潛在的危險(xiǎn)。

此外，為貫徹落實(shí)《公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例》，加強(qiáng)對(duì)醫(yī)院的電力能耗監(jiān)測(cè)和用能分析核算，需要引進(jìn)智能電力監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)供電系統(tǒng)實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)測(cè)供電質(zhì)量、電能消耗和電力安全保護(hù)[2]。

根據(jù)目前國內(nèi)眾多配電系統(tǒng)的主流設(shè)計(jì)思路和發(fā)展趨勢(shì)，配電的智能化、網(wǎng)絡(luò)化目前的應(yīng)用已非常廣泛，配電智能化系統(tǒng)在整個(gè)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(duì)提升醫(yī)院建筑的整體智能化水平將會(huì)起到積極的作用。

1 智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、系統(tǒng)構(gòu)成及系統(tǒng)功能

1.1 設(shè)計(jì)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(jì)遵循下列原則。

（1）系統(tǒng)的實(shí)用性。智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的組成和實(shí)際一定要符合現(xiàn)場(chǎng)配電的實(shí)際情況，系統(tǒng)的實(shí)用性是首先應(yīng)遵循的第一設(shè)計(jì)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(jí)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(jí)大多為一級(jí)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(shí)， 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(shí)時(shí)性。電力系統(tǒng)中的電參量時(shí)刻都處在變化中，超負(fù)荷，不平衡等因素將會(huì)對(duì)配電設(shè)備造成巨大的損害，這些因素的產(chǎn)生具有偶然性，所以對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求非常關(guān)鍵，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，還應(yīng)具有記錄存儲(chǔ)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(xiàng)長期不間斷運(yùn)行的系統(tǒng)，肩負(fù)著監(jiān)測(cè)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(jì)并不是一層不變的，要求系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)預(yù)留多路與其他系統(tǒng)的通訊接口，如樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)（BAS）、管理信息系統(tǒng)（MIS）、消防控制系統(tǒng)等運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展。

（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。

1.2 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。系統(tǒng)拓?fù)鋱D[4]及現(xiàn)場(chǎng)儀表接法如下：

各現(xiàn)場(chǎng)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3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

（1）設(shè)備層由智能測(cè)量儀表單元組成。以總線形式接入站級(jí)層主控單元，傳輸介質(zhì)采用屏蔽雙絞線（RVVSP）。主要從電路測(cè)量和信號(hào)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(hào)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(hào)。

1.3 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控儀表的功能要求[3]

（1）配電房及重要科室

測(cè)量及顯示內(nèi)容：全電參量測(cè)量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)；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(jì)算；電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量測(cè)量。

（2）普通樓層

測(cè)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(dòng)、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。

1.4 系統(tǒng)功能

電力監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和通信系統(tǒng)提供的傳輸通道，完成對(duì)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(bào)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(cè)控單元裝置送來的參數(shù)，所有回路的遙測(cè)信號(hào)，包括每個(gè)回路的實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)、工況圖及操作畫面、配電系統(tǒng)實(shí)用參數(shù)表格、各類操作票及報(bào)表、事故及故障報(bào)警顯示、測(cè)控及保護(hù)單元運(yùn)行工況顯示等電力運(yùn)行狀況。

（3）統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表、打印

時(shí)、日、月、年用電量統(tǒng)計(jì)；所有報(bào)表的定時(shí)打印、召喚打印和事件記錄打印；對(duì)各電氣設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)。

（4）歷史記錄與趨勢(shì)分析

系統(tǒng)收集各監(jiān)測(cè)控制與管理裝置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在一個(gè)開放式數(shù)據(jù)庫中予以保存，系統(tǒng)可保存長時(shí)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)趨勢(shì)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)。

（5）故障分析與設(shè)備維護(hù)管理

系統(tǒng)依據(jù)帶時(shí)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(jì)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。

（6）保護(hù)信息管理

管理保護(hù)定值和保護(hù)動(dòng)作信息，提供有關(guān)查詢。

2 智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

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(shí)性，可能在某個(gè)時(shí)段前后，各個(gè)供電參數(shù)有截然不同的變化。所以對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的即時(shí)功耗、供電質(zhì)量、漏電流、配電干線溫升的實(shí)時(shí)監(jiān)控，觀測(cè)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(duì)配電系統(tǒng)實(shí)行24h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(shí)排除故障，提升整個(gè)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。

3 結(jié)束語

隨著社會(huì)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(shì)，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(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)院配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)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(huì)在醫(yī)院的后勤管理中發(fā)揮越來越重要的作用。

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Application of Intelligent Power Monitoring System in Hospital

DAI Ming-lang,WANG Jin-hong Equipment Department, Taizhou Central Hospital, Taizhou Zhejiang 318000,China

TM76；TU855

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.04.031

1674-1633(2011)04-0087-02

2010-01-19

作者郵箱：13738500386@163.com

Abstract:This paper analyzes the characteristics of the hospital's power supply system, introduces intelligent power monitoring system structure,analyzes the hospital's power supply reliability, economic operation of electric power, hidden faults identified in advanceusing while using intelligent power monitoring system.

Key words:intelligent power monitoring; hospital power supply system; energy consumption monitoring;safe operation