医院大型设备安装中的UPS选择与使用分析

摘要：医院是救死扶伤的重要场所，供电的重要性不言而喻。一旦停电，医院各个业务科室都会受到影响。本文以医院大型设备UPS电源选择为例，介绍了UPS电源的特性，分别简要阐述了CT、MRI、DR、生化分析仪等仪器UPS选择上的注意事项，UPS是这些重要医疗设备不间断供电的重要保障。

关键词：UPS;大型设备;医院;选型

医院各大高精尖医疗设备对电源供电质量提出了高要求，比如CT、MRI等影像设备大多是进口设备，对于供电稳定性要求比较高，一旦瞬间停电对于医疗设备有损耗[1-2]。因此，电源质量直接影响到设备寿命。基于医院不同场景对于供电要求的特殊性提出电力保障解决方案，在医院突发中断供电后，UPS可以自动恢复供电，保障医院核心业务的连续性，有效帮助医院克服用电安全方面的困扰。医院的大型医疗设备根据设备的不同，选取的UPS电源类型也存在差异。

1医疗场所UPS类型分析

1.1被动后备式UPS电源

此种UPS电源，在市电正常时，负载完全而且是直接地市电供电，逆变器不做任何电能变换，蓄电池由独立的充电器供电;当市电不正常时，负载完全由逆变器提供电能。被动后备式UPS具有结构简单、价格低廉等优点，但继电器将逆变器切换至负载，切换时间较长，一般需几个毫秒的间断。

1.2在线互动式UPS电源

此种UPS电源，在市电正常时，负载由经改良后的市电供电，同时逆变器作为充电器给蓄电池充电，此时逆变器起AC/DC变换器的作用;而当市电故障时，负载完全由逆变器供电，此时，逆变器起DC/AC变换器的作用。在线互动式UPS具有结构较简单、实施方便、且易于并联、便于维护和维修。但是电源缺点是稳压性能不高电路会产生谐波干扰和调制干扰。

1.3双变换式UPS电源

此种UPS电源其供电方式如下：市电正常时，市电经过整流器、逆变器向负载供电;市电不正常时，由蓄电器经逆变器向负载供电。

双变换式UPS具有性能好、电压稳定度与频率稳定度高、功能强、具有热备份连接和并联冗余连接的功能等优点，其不足之处是当容量少于10kVA以下，其整机效率不高。

2医院UPS电源需求分析

根据电气安全防护要求，1类医疗场所：医疗电气设备接触部件需要与患者体表、体内（除2类医疗场所所述部位外）接触的医疗场所，如血液病房的净化室、产房、烧伤病房;血液透析室;术前准备室、术后复苏室、麻醉室;急诊抢救室;2类医疗场所：医疗电气设备接触部件需要与患者体内接触、手术室以及电源中断或故障后将危及患者生命的医疗场所，如重症监护室;早产儿室;手术室;心血管造影检查室，都需要采用UPS不间断电源设备供电，且自动恢复供电时间要求为t ≤ 0.5 s。

目前医院大部分关键重要设备都为一些比较精密高端的设备配备了UPS电源。因此，配备UPS电源的医疗设备是工作中最重要的保护装置。医院拥有大量数字化医疗设备，如CT、MRI、DR、生化分析仪、监护设备等。其中一些设备甚至是信息系统，这是医疗信息的重要来源。因此，有必要确保每周7天、每天24小时的可用性，而不需要任何停机时间。此外，这些设备大多对不间断电源的质量要求很高。因此，高端彩色多普勒超声需要具有稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、防止电压突然中断等功能的UPS供电系统。

医用彩超UPS电源能有效去除超声伪影，是普通UPS电源无法替代的。医院的医用彩色多普勒超声机是按照国际标准电网环境指数设计的。这些设备可以在标准电网内正常工作，故障少，使用寿命长。但在国内电网条件下，会导致運行不稳定，故障率高，使用寿命缩短。主要原因是我国目前的公共电力系统存在诸多不稳定因素。例如，有时电网电压偏高、偏低、浪涌、冲击、突然中断，严重影响医疗设备的安全运行，甚至损坏设备，造成严重的经济损失[3]。

高端彩超一般采用在线UPS电源作为电源。当有市电时，在线不间断电源通过内置逆变器提供稳定的正弦波电源输出。当市电出现故障或完全中断时，UPS内部或外部的电池组将继续为逆变器提供DC电源，从而保证UPS的逆变器不间断地输出正弦波。

3医疗设备UPS电源特性

（1）在线工频、智能数字化、高品质UPS电源、低内阻、高精度、抗干扰能力强，适用于大型医疗设备的UPS。

（2）DSP数字控制技术。核心系统采用国际上最先进的DSP数字控制技术，可有效保证UPS核心系统的准确快速运行。UPS产品具有更稳定的性能和先进的IGBT逆变器技术。先进的IGBT逆变技术结合高频脉宽调制技术PWM可以降低系统噪声和功率损耗，保证用户在各种负载条件下都能获得优质的电源和最高的效益，使输入效率超过95%。先进的相位平衡技术。目前采用了先进的相位平衡技术，稳定性好，即使缺相的情况下也能正常工作，特别适用于很多电力环境比较恶劣的地方[4-6]。

（3）内置隔离变压器避免了外部设备的干扰输入，使UPS电源具有更强的短路保护能力和更强的过载能力，也大大提高了负载的安全性和稳定性。

4大型设备UPS的选型

4.1选型原则

（1）宽广的输入电压范围：UPS的输入电压范围代表了UPS适应电网的能力，同时电压范围宽广也有着降低用户投资成本，节能环保的作用，用户在对UPS供电系统的投资中，蓄电池往往占有很大的比例，例如该项目电源系统要求后备延时时间在15分钟和8个小时，这样在系统中就需要投入大量的蓄电池，UPS宽广的输入电压范围可以有效的减少电池的充放电次数，延长电池使用寿命，达到节能环保，节省投资的效果。特别是在电网波动较大的环境下，该功能发挥的作用越大[7-8]。

（2）高整机效率：IT机房的用电量非常大，每年花在电上的费用是非常巨大的，另外，耗电量大也不能符合国家对企业节能减排的要求，所以在选用用电设备时，效率尤为重要，效率的高低是决定设备每年的耗电量有多少的最主要的一项参数，各UPS厂家也在苦心研究如何更高的提升UPS的整机效率以达到节能的效果。所以在外资银行IT机房电源系统在选用UPS时，效率是非常重要的一项参数。

（3）风扇的智能管理功能：UPS的散热基本是靠风扇来完成，如果风扇出现故障或者转速不够，UPS的运行就会出现问题，而大多厂商的UPS对风扇都没有预告警的功能，都是来监测散热片的温度，当温度过高发出温度告警，所以此次项目，针对风扇提出了转速在线检测的功能，从而能有效的延长风扇使用寿命。

（4）体积小、重量轻：此次IT的电源系统机房在11层，因此这就要求UPS具有体积小，重量轻的要求，从而能达到机房承重的要求，同时，动力机房空间也非常有限，要更合理的来利用，所以在选用设备时在保证设备质量的基础上最好能选择何积小、重量轻的设备，以便节省机房使用空间。

4.2主要大型设备的UPS选择

（1）DR设备，又称数字X线摄影，是根据人体不同组织或器官的密度而发展起来的一种检查方法。它通过探测器将穿透人体的x线信息转换成数字信号，再通过计算机进行图像重建和一些后处理，得到满足临床诊断的图像。与cr相比，DR更像数码相机，不需要传统胶片作为介质[9-11]。

目前基本上所有的县级医院都有UPS电源，甚至乡镇卫生院的B超机都配备了UPS电源，这是因为UPS电源可以保障b超机的稳定运行，在突然断电的情况下可以保护数据存储。一般B超机的功率在3000瓦左右，可以用6KVAUPS就医。

（2）彩超、生化分析仪、血细胞分析仪、血浆采集器、电解质分析仪、化学发光免疫分析仪、CT和核磁共振工作站等。基本上3000VAUPS不间断电源对于单台仪器来说已经足够了，对于一些功率较高的机型来说6000VA就足够了。

（3）CT、核磁共振机需要带三相四线隔离变压器的大功率工频机不间断电源，功率基本在80千伏安到160千伏安之间，其中CT机用120千伏安，核磁共振机用100千伏安和160千伏安。

5结语

一般来说，最好现在就引进专业人员，因为最好是当场了解情况。不间断电源设备的选择。应根据负荷大小、允许供电中断时间、运行方式、电压频率波动范围、谐波含量等各项性能指标确定，并满足UPS不间断电源装置适用于毫秒级切换时间的实时计算机等容性负载，其额定输出容量应满足向电子计算机供电时，其额定输出功率应大于每台计算机设备额定功率之和的1.5倍，向其他电气设备供电时，应为最大计算负荷的1.3倍。负载的最大冲击电流不得大于不间断电源额定电流的150%。

参考文献：

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[2]呂杨， 冯骥， 王云兵. CT，MR大型设备中UPS的选择与使用[J]. 西北国防医学杂志， 2001， 01：61-61.

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[10]朱彦斌， 刘玉红. 医院网络中心机房UPS的管理与维护[J]. 中国医疗设备， 2010， 25（9）：127-128.

[11]伍子英. X线数字减影设备配置不间断电源的重要性[J]. 中国医疗设备（8）：38-39.

作者简介：王深（1992-6）男，汉族，天津人，本科，助理工程师，研究方向：医院大型用电设备电力系统改造