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)濟運行、故障隱患提前識別的作用。該電力監(jiān)控系統(tǒng)利用計算機、計量保護裝置和總線技術(shù)，對中、低壓配電系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)、開關(guān)狀態(tài)及遠程控制進行了集中管理。

該系統(tǒng)對全線的變電設(shè)備進行監(jiān)控，并采集、分析變電設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，從而為供電系統(tǒng)的調(diào)度、維護提供科學(xué)的依據(jù)。以確保牽引供電系統(tǒng)和全線的電力變配電系統(tǒng)安全可靠和經(jīng)濟運行。

隨著社會經(jīng)濟發(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。隨著計算機信息技術(shù)在電力行業(yè)越來越廣泛的應(yīng)用，管理者已經(jīng)不再滿足于在固定的監(jiān)控中心才能監(jiān)控變配電現(xiàn)場的運行工況。鄭州金特萊電力監(jiān)控系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的Web架構(gòu)方式，作為www網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的軟件，其分布式的結(jié)構(gòu)保證了發(fā)揮系統(tǒng)大的效率。

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《公共機構(gòu)節(jié)能條例》，加強對醫(yī)院的電力能耗監(jiān)測和用能分析核算，需要引進智能電力監(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、電能消耗和電力安全保護。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。

目前，供配電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及可靠性對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著舉足輕重的作用，全國各地重點工程項目、標志性建筑、大型公共設(shè)施等用戶的急劇增加，對供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、實時性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。

??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)院的負荷等級大多為一級負荷，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轉(zhuǎn)的同時，還應(yīng)符合中國或國際有關(guān)的安全標準。

??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行的系統(tǒng)，肩負著監(jiān)測配電網(wǎng)絡(luò)的運行狀況，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)的擴展打下基礎(chǔ)。

??6.系統(tǒng)的易維護性。智能電力監(jiān)控系統(tǒng)在運行過程中的維護應(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展卡，擴展卡插在監(jiān)控主機上。

??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行通信等功能。

??2.網(wǎng)絡(luò)層由通訊子站構(gòu)成(即擴展卡)，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、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等國際標準通訊協(xié)議。

??(四)系統(tǒng)功能

??電力監(jiān)控計算機通過現(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)的運行狀況，包括相關(guān)設(shè)備的運行狀況。

??1.友好的人機交互界面（HMI）

??標準的變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況；龐大的系統(tǒng)具有多畫面切換及畫面導(dǎo)航的功能；分散的配電系統(tǒng)具有空間地理平面的系統(tǒng)主畫面。主畫面可直觀顯示各回路的運行狀態(tài)，并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機交互界面并實時刷新。

??2.用戶管理

??電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件可對不同級別的用戶賦予不同權(quán)限，從而保證系統(tǒng)在運行過程中的安全性和可靠性。如對某重要回路的合/分閘操作，需操作員級用戶輸入操作口令外，還需工程師級用戶輸入確認口令后方可完成該操作。

??3.數(shù)據(jù)采集處理

??電力監(jiān)控系統(tǒng)可實時和定時采集現(xiàn)場設(shè)備的各電參量及開關(guān)量狀態(tài)（包括三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、電能、溫度、開關(guān)位置、設(shè)備運行狀態(tài)等），將采集到的數(shù)據(jù)或直接顯示、或通過統(tǒng)計計算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示（總系統(tǒng)功率、負荷大值、功率因數(shù)上下限等），并對重要的信息量進行數(shù)據(jù)庫存儲。

??4.事件記錄和故障報警

??智能電力監(jiān)控系統(tǒng)對所有用戶操作、開關(guān)變位、參量越限及其它用戶實際需求的事件均具有詳細的記錄功能，包括事件發(fā)生的時間位置，當(dāng)前值班人員事件是否確認等信息，對開關(guān)變位、參量越限等信息還具有聲音報警功能，同時自動對運行設(shè)備發(fā)送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。

??5.保護信息管理

??管理保護定值和保護動作信息，提供有關(guān)查詢。可自動生成各種類型的實時運行報表、歷史報表、事件故障及告警記錄報表、操作記錄報表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值，自動生成電能的日、月、季、年度報表，根據(jù)復(fù)費率的時段及費率的設(shè)定值生成電能的費率報表，查詢打印的起點、間隔等參數(shù)可自行設(shè)置；系統(tǒng)設(shè)計還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報表輸出功能。

相關(guān)參數(shù)：

??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，引進智能電力監(jiān)控系統(tǒng)，利用智能電力監(jiān)控系統(tǒng)強大的功能，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)的安全運行水平，保障醫(yī)院的供電安全和病員的生命安全。

智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的的完善既可提高安保人員的工作效率，同時也可以大限度的提升變電站的安防等級，使變電站成為一個現(xiàn)代化智能安防的典范。這就要求在變電站的智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的方案設(shè)計中充分考慮可能完善的整體規(guī)劃，并圍繞當(dāng)前應(yīng)用需求的特點本著實用與發(fā)展相結(jié)合的總體原則，以滿足目前的應(yīng)用為出發(fā)點，合理優(yōu)化設(shè)計方案;并兼顧未來的應(yīng)用需求和技術(shù)發(fā)展，為系統(tǒng)在技術(shù)上提供有效的平滑過渡環(huán)境。保障電站內(nèi)的正常安全的工作環(huán)境，以及在突發(fā)事件發(fā)生時能夠按照相應(yīng)預(yù)案進行有效地組織管理和科學(xué)合理地調(diào)度指揮，就是對安防系統(tǒng)的基本要求。

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)控系統(tǒng)正逐步滲入社會生產(chǎn)生活的各個角落，其在電力等能源開采領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)有相當(dāng)?shù)臍v史了，但是電力行業(yè)和安防行業(yè)都在快速的發(fā)展，新需求和新技術(shù)層出不窮，能源結(jié)構(gòu)的改革和技術(shù)創(chuàng)新必將給電力行業(yè)安防帶來新的生機。