摘要：對于大型三級綜合醫院，安全可靠的供電系統是醫院健康發(fā)展的重要保障。目前，大多數醫院均采用了雙路供電，并且配置一定容量柴油發(fā)電機作為后備電源。重要場(chǎng)所為避免電源中斷，危及患者生命，更是配備了不間斷UPS電源作為應急保障，供電可靠性大大加強。論文依據相關(guān)行業(yè)規范，并結合本院實(shí)際情況，淺論手術(shù)室UPS分散、集中配置方式及主機容量、電池規格數量選擇依據，為大型三級綜合醫院應急電源設計、實(shí)施和改擴建提供一定參考。

前言：醫院是救死扶傷的場(chǎng)所，需要有穩定可靠的供電保障。往往一臺手術(shù)需要一兩個(gè)小時(shí)，器官移植、開(kāi)顱等復雜手術(shù)甚至七、八個(gè)小時(shí)才能完成。在手術(shù)過(guò)程中，醫療儀器及手術(shù)照明的持續供電保障尤其重要。一旦停電，會(huì )給病人帶來(lái)生命危險。目前，盡管醫院有兩路甚至三路市電供電，仍不能保證不出現意外停電情況發(fā)生。而且，配電室設備一年一度的清掃檢修也不可避免地會(huì )造成醫療設備的閃停、重啟。手術(shù)室、ICU及新生兒監護室等一旦電源中斷就會(huì )危及患者生命的二類(lèi)醫療場(chǎng)所[1]，故障情況下斷電自動(dòng)恢復時(shí)間不應大于0.5秒。所以，上述場(chǎng)所應配置切換時(shí)間t≤0.5SUPS，以確保持續供電[2]。

1.手術(shù)室UPS配備方式

下面，就以醫院手術(shù)室為例，討論UPS配置方式。手術(shù)室UPS可采用集中和分散兩種配備方式。具體選擇，需根據實(shí)際情況靈活決定。

1.1集中配置UPS

為了集中管理，提高設備使用率，以下幾種情況宜采用集中配置：

1.每間手術(shù)室的配電箱附近沒(méi)有UPS及電池柜擺放空間；

2.UPS擺放場(chǎng)所通風(fēng)不好，環(huán)境溫度不利于設備散熱。長(cháng)期運行，會(huì )縮短電池壽命，甚至存在電池燃燒爆炸的安全隱患；

3.現運行手術(shù)室配電線(xiàn)路陳舊，配電箱線(xiàn)路改造復雜，且成本較高；

4.有多間手術(shù)室且手術(shù)室樓層配電間附近或醫院配電室附近有空間存放UPS，且便于統一監控。

1.2分散配備UPS

每間手術(shù)室配電箱附近空間充裕，通風(fēng)良好，且為便于獨立操作控制，避免集中式UPS一旦故障，影響整個(gè)手術(shù)室的應急供電系統不能正常工作的情況，新建或改建手術(shù)室可設計為分散式UPS電源。一般情況下，每間手術(shù)室的UPS根據不同容量，需配置主機及電池柜。

UPS安裝位置選擇上，可放置于手術(shù)室配電箱旁的外走廊（污物通道），但會(huì )占用通道有效空間，且帶來(lái)巡檢的不方便。電工每次巡檢都需征得科室同意，更換手術(shù)衣服才能進(jìn)入手術(shù)室。從UPS維護巡檢方便考慮，可將所有手術(shù)室的UPS放置于與手術(shù)室相鄰的設備夾層（前提條件是：在手術(shù)室裝修時(shí)，就已完成了UPS輸入輸出電纜的敷設）。這樣，電工可隨時(shí)巡檢UPS設備。而且，設備夾層通風(fēng)良好，夏天最高氣溫不超過(guò)28℃，濕度也低于40%，地面較干凈，外面風(fēng)沙吹不進(jìn)來(lái)，滿(mǎn)足UPS長(cháng)期運行條件。

2.UPS主機容量和電池規格數量的配置

2.1 UPS主機容量的確定

UPS容量大小由負載功率決定，一般將手術(shù)室吊塔插座、無(wú)影燈、控制面板等重要負載挑選出來(lái)由UPS持續供電。

2.2 UPS電池規格數量

配置UPS電池規格數量不僅取決于負載功率，更是與延時(shí)時(shí)間密切相關(guān)。它主要根據醫院供電環(huán)境決定。如果醫院10KV高壓來(lái)自?xún)蓚€(gè)（真雙路）或兩個(gè)以上不同的變電站，而且醫院又配備了柴油發(fā)電機組，在市電停電后十分鐘內就能啟動(dòng)，給手術(shù)室、ICU等重要負載送電，則UPS延時(shí)配備30-60分鐘的電池就夠了，否則需配備至少兩個(gè)小時(shí)延時(shí)的電池。下面分別對UPS集中和分散配置電池規格數量進(jìn)行說(shuō)明。

2.2.1集中式UPS的選擇

2.2.1.1計算方法

集中UPS功率大小確定有兩種方法。方法一：周一至周五每天上午9：00-10:00用電高峰在配電室找到手術(shù)室這路主用開(kāi)關(guān)，分別記錄下手術(shù)室三相電流數據，然后在這組數據中取其最高值Imax，計算出配置UPS容量（KVA）=ImaxX230(V）X3（三相）÷0.5（50%負載率）。如ABC其中一相的電流最大為93A，則計算出UPS容量為128KVA，按就大不就小原則UPS容量就選擇150KVA三進(jìn)三出UPS。

方法二：統計估算每間手術(shù)室的所有負載功率×手術(shù)間數量，就是總功率，配置UPS容量（KVA）=手術(shù)室負載總功率÷0.5（50%負載率）。如有8間手術(shù)室，每間手術(shù)室全部負載6KVA，則UPS容量=6KVA×8÷0.5=90KVA，UPS選用100KVA三進(jìn)三出UPS即可。

然后，根據電池配備公式：電池容量（AH）=負載功率（KVA）÷電池串聯(lián)節數(40節)÷單只電池電壓（12V）÷0.9（UPS逆變效率）÷0.7（放電效率）×延時(shí)時(shí)間（小時(shí)數），可計算出電池容量（AH）=48000÷40÷12÷0.9÷0.7×1=160，所以UPS選用80節(兩組40節并聯(lián)）100AH（80AH以上）湯淺電池及4個(gè)20節標準電池柜。UPS可安裝在鄰近配電室的空閑場(chǎng)所，并為UPS建造專(zhuān)用小機房。機房?jì)扰鋫淇照{，屋頂須作防水處理，地面需進(jìn)行荷載計算，必要時(shí)，進(jìn)行局部加固。UPS電氣連接圖如下所示：

醫院手術(shù)室UPS配備方式、UPS主機容量和電池規格數量

圖2-1手術(shù)室集中配置UPS電氣連接圖

2.2.1.2雙電源互投開(kāi)關(guān)的配置

如圖2-1所示，手術(shù)室配電柜一般兩路市電輸入，通過(guò)ATS給各手術(shù)間供電。UPS串接在A(yíng)TS主用上口與1路市電（主路）開(kāi)關(guān)之間，UPS輸入輸出電纜選用YJV-4*50+1*25電纜，互投開(kāi)關(guān)選用250A/4P規格，目前市場(chǎng)上較多采用天津萬(wàn)高WATSN品牌。ATS設置成自投自復工作方式，僅當UPS突發(fā)故障中斷輸出或UPS需停電檢修時(shí)，才自動(dòng)切換到2路市電備用供電。所以，即使UPS輸出中斷這種小概率事件發(fā)生時(shí)，手術(shù)室供電也只是閃斷一下，而無(wú)需電工趕到現場(chǎng)緊急處理，從而最大限度地降低了對手術(shù)的影響。

2.2.2分散配置UPS的選擇

2.2.2.1計算方法

單間手術(shù)室所有重要醫療設備包括無(wú)影燈、控制面板、呼吸機、麻醉機、心電監護儀、除顫儀、電刀、電鉆、內窺鏡等的總功率一般不會(huì )超過(guò)4KW。因此，每間手術(shù)室選用一臺單進(jìn)單出6KVA UPS即可滿(mǎn)足要求，電池配備滿(mǎn)足一個(gè)小時(shí)，根據電池配備公式電池容量=負載功率（KVA）÷電池串聯(lián)節數（16節）÷單只電池電壓÷0.9（UPS逆變效率）÷0.7（放電效率）Χ延時(shí)時(shí)間（小時(shí)數），可計算出電池容量（AH）=6000÷16÷12÷0.9÷0.7=50，所以每臺UPS可選用16節65AH（50 AH以上）湯淺電池。UPS輸入輸出線(xiàn)纜選用YJV3*6或6平方BV線(xiàn)即可。

醫院手術(shù)室UPS配備方式、UPS主機容量和電池規格數量

圖2-1單一手術(shù)間UPS電氣連接圖

2.2.2.2雙電源互投開(kāi)關(guān)的配置

對于單一手術(shù)室的供電方式，一般在UPS輸出端加裝一臺63A/2P規格的ATS，UPS輸出接ATS主用側，市電接ATS備用側，ATS輸出接至隔離變壓器。ATS設置成自投自復工作模式。這樣，一旦出現UPS負載故障，UPS內部出于自保而關(guān)閉逆變中斷輸出的情況，ATS會(huì )自動(dòng)切換到市電備用側給醫療設備繼續供電，從而將中斷手術(shù)的影響降到最低。故障排除，UPS恢復正常供電后，ATS馬上切換到UPS側（主用）供電。

3.UPS監控系統的應用

無(wú)論集中放置UPS還是分散配置UPS，均應加強對UPS運行狀況的監控。為此，配置遠程實(shí)時(shí)監控系統，可大大提高UPS安全可靠系數。該監控系統可通過(guò)通訊電纜（長(cháng)度在100米內的可采用TCP/IP傳輸協(xié)議，超過(guò)100米的只能選用485總線(xiàn)傳輸協(xié)議）從UPS安裝位置沿電力電纜橋架敷設到配電值班室。值班人員可實(shí)時(shí)通過(guò)UPS監控主機對UPS機房是否漏水、機房環(huán)境溫、濕度是否超標，UPS有無(wú)任何異常及告警、電池是否溫度過(guò)高、內阻電壓等數據進(jìn)行監控，以便及時(shí)發(fā)現問(wèn)題，應急處置。UPS集中監控畫(huà)面如下所示：

醫院手術(shù)室UPS配備方式、UPS主機容量和電池規格數量

圖3-1

4.結論

大型綜合醫院應依據負荷的性質(zhì)、停電影響及允許斷電時(shí)間合理選擇應急供電體系。UPS作為一種可靠的應急電源供電方式，它的配置只有綜合考慮切換時(shí)間、容量大小、延時(shí)供電時(shí)間以及安裝條件等技術(shù)參數[4]，才能合理選擇配置方案，讓UPS更好的發(fā)揮出應急保障作用。