基于医院的UPS不间断电源类型配置

2018-11-14杜雷

中国设备工程 2018年21期

杜雷

（山东省德州市陵城区人民医院设备，山东德州 253500）

随着科学技术的进步，经济的飞速发展，医疗水平也快速上升。各级医院都在不断完善其软硬件建设水平，规模不断扩大，医疗装备不断更新。医疗装备向着测试精度高、操作简单、多功能、小型化、高速度、微机控制、数字处理方向发展。医院对患者的诊断、治疗中越来越依赖于医疗装备，要求医疗装备具有安全可靠、工作稳定、连续运转、精度高、重复性好、不间断存储分析、不间断数据传输等特性。目前我国公共电力系统存在如电网电压偏高、频率偏移、市电中断等不稳定因素，影响医院设备正常运行，造成设备工作不稳定、故障率高、寿命缩短。影响医院正常工作开展。UPS不间断电源作为一种性能优良的应急电源，可以提供高质量的电源，对医院装备的安全运行起着非常重要的保障作用，在现代医院中得到广泛应用，数量越来越多，机型复杂，分布越来越广。

1 UPS不间断电源

UPS不间断电源是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件、稳压、稳频的输出的电源，一般有4部分组成：整流、储能、变换、开关控制。UPS不间断电源主要功能可归纳为5个方面：（1）双路电源之间无间断切换。（2）隔离功能。（3）电压变换功能。（4）频率变换功能。（5）后备功能。UPS不间断电源是随着计算机的诞生而出现的，经历了从最初的单纯“后备电源”发展到网络环境下的“不间断安全供电平台”，保护功能日趋完备，应用范围越来越广。

UPS不间断电源按其工作方式分为后备式、在线互动式、在线式三类；按安置方式分为集中式、区域式和分散式；按向负载提供备用电时间分为标准机（10～15分钟）和长延时机（可达8小时以上）；按频率分为工频机和高频机；按容量分为小容量≤3kVA、中小容量3～10kVA、中大容量≥10kVA；按其输入输出方式分为单相输入/单相输出、三相输入/单相输出、三相输入/三相输出。不同类型的UPS不间断电源对电网及负载的适应能力不同（如下表1），技术指标不同，具有不同的价格档次。

表1 不同类型UPS对电网及负载的适应能力

2 医院配电设计规范

JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》（以下简称《民规》）给出了二级以上医院用电负荷等级划分和医院电气设备工作场所分类及自动恢复时间，同时规定对于一级负荷中的特别重要负荷应增设应急电源，如表2、表 3。

3 UPS不间断电源类型配置

医院负荷中一级负荷所占比例大。现代医院向数字化、网络化发展，从医疗装备、临床诊治到医院管理、医院环境，越来越依赖于医院电子信息系统，确保医院信息安全更加重要，其供电安全重要性完全等同于用于生命支持的设备供电。医院精密、高档的设备多，价值昂贵，故障维修费用高，因此保证其安全工作，降低故障率，延长使用寿命，减少运行费用，供电安全显得尤其重要。医院是个特殊、相对复杂的环境，内部机构繁多，有价值不菲的固定资产，有数量较多的毒麻药品，有行动不便的病人，还有由于沟通问题原因导致的医患纠纷，因此是治安案件易发场所，安防系统是重要证据，记录和威慑犯罪发生的工具，是患者和从医者人身财产安全的重要保障，其供电安全更为重要。随着医院建设规模不断扩大，越来越多的高层建筑出现在医院建筑中，垂直运输工具的电梯，是高层建筑必备设备，电梯尤其是病床电梯在保障患者诊断、治疗等在医疗工作中起着不可替代作用，电梯电力也是医院应急电源供电考虑对象，由于电梯电力负荷较大，UPS不间断电源保障成本过高，一般建议使用EPS(另种应急电源）来解决病床电梯供电。

表2 民用建筑中各类建筑物的主要用电负荷分级表（部分）

表3 医院电气设备工作场所分类及自动恢复时间（部分）

UPS不间断电源作为应急供电电源具有得天独厚的优点，但UPS不间断电源总体投资和运行成本高。要选择与设备要求所匹配的UPS不间断电源类型，并不是越高端越好。UPS不间断电源中电池组的成本所占比例大，但由于电池寿命较短（3～5年），需要周期更换，因此更新电池成本很高。因此在保障长供电时间时，靠增加电池组数量并不合适。在考虑极端情况下（双电源停电），供电方式最好选择UPS加柴油发电机模式。

在医院中同一部门，具体场所不同，功能不同，装备不同，用电负荷级别和重要程度也不同；相同设备，用途不同，用电负荷级别也不同。《民规》是我们配置应急电源的参考规范，设备电气参数是容量选择依据，但要同时兼顾医院负荷的特殊性和UPS不间断电源投资及运行费用。因此UPS不间断电源的配置要从五个方面考虑：（1）保证患者的治疗和生命安全。（2）减少经济损失。（3）防止医院工作瘫痪。（4）保障患者、医者人身财产安全。（5）配置适度，运行经济合理。

4 UPS不间断电源配置实际应用

我院是一所县级二级甲等医院，UPS不间断电源总装机容量650kVA。具体分布情况：（1）层流手术部，手术室六间，配置UPS容量20kVA，在线式，集中安置，三相输入/单相输出，满负荷供电8小时。（2）重症监护病房两个，按功能和病床数配置，外科重症监护病房UPS容量15kVA，内科重症监护病房UPS容量30kVA，均为在线式，集中安置，三相输入/单相输出，满负荷供电8小时。（3）介入手术科，配置UPS容量200kVA，在线式，集中安置，三相输入/三相输出，满负荷供电4小时。（4）核磁共振科（我院设备是超导磁体，氦压机必须保证连续工作），配置UPS容量120kVA，在线式，集中安置，三相输入/三相输出，满负荷供电2小时，氦压机连续工作供电8小时。（5）计算机中心，配置UPS容量30kVA两台（互为热备用），在线式，集中安置，三相输入/三相输出，负荷供电4小时，待机12小时。（6）检验中心，配置UPS容量6kVA四台（按功能区布置），在线式，区域安置，单相输入/单相输出，满负荷供电4小时。（7）安保监控中心，配置UPS容量10kVA两台（按所在建筑物），在线式，集中安置，单相输入/单相输出，负荷供电8小时。（8）B超室，按机器数量配置UPS容量3kVA，后备式，分散安置，标准机。

在极端情况下（双电源停电)，我院综合考虑UPS不间断电源购置、安装场地要求，自身维护保养技术水平和当地电网可靠性等因素，同当地供电公司签订协议，在极端情况下（双电源停电超过4小时）由供电公司提供柴油发电车使用。在实际应用中，切实可行。