智能電力監控系統在醫院的應用

戴明浪，王晉宏

臺州市中心醫院 設備科，浙江 臺州318000

智能電力監控系統在醫院的應用

戴明浪，王晉宏

臺州市中心醫院 設備科，浙江 臺州318000

本文分析了醫院的供電系統特征，介紹了智能電力監控系統的構成，并分析了應用智能電力監控系統對醫院的供電可靠性、電力經濟運行、故障隱患提前識別的作用。

智能電力監控；醫院供電系統；能耗監測；安全運行

0 前言

隨著社會經濟發展，我國醫療衛生事業也取得了很大發展，但醫院的建筑大部分都在20世紀建設，供電系統一般與主體建筑同時建設，存在著設備老化，安全隱患較多，智能化程度不高的問題。醫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格區分，樓宇設備、建筑醫療設備、病房醫療設備密集的特點[1]。醫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別，各種大功率儀器設備多，使用人員對用電專業知識比較缺乏，用電安全隱患較多，漏電流對病人構成了潛在的危險。

此外，為貫徹落實《公共機構節能條例》，加強對醫院的電力能耗監測和用能分析核算，需要引進智能電力監控系統，對供電系統實行實時監控，監測供電質量、電能消耗和電力安全保護[2]。

根據目前國內眾多配電系統的主流設計思路和發展趨勢，配電的智能化、網絡化目前的應用已非常廣泛，配電智能化系統在整個配電系統中的作用也是顯得越來越重要，隨著通信技術和軟件技術的不斷發展，我們有理由相信，配電系統的智能化對提升醫院建筑的整體智能化水平將會起到積極的作用。

1 智能電力監控系統的設計原則、系統構成及系統功能

1.1 設計原則

根據可靠性和高效率配電管理的要求，智能電力監控系統的設計遵循下列原則。

（1）系統的實用性。智能電力監控系統的組成和實際一定要符合現場配電的實際情況，系統的實用性是首先應遵循的第一設計原則。應具有良好的可學習性和可操作性，使具備電腦初級操作水平的管理人員，通過簡單的培訓就能掌握系統的操作要領，達到能完成值班任務的操作水平。

（2）系統的安全性。大型綜合性醫院的負荷等級大多為一級負荷，系統安全性顯得尤為重要，要求系統中的所有設備及配件在性能安全可靠運轉的同時， 還應符合中國或國際有關的安全標準。

（3）系統的實時性。電力系統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備造成巨大的損害，這些因素的產生具有偶然性，所以對系統的實時性要求非常關鍵，不僅能夠實現實時監測，還應具有記錄存儲的功能。

（4）系統的穩定性。由于智能電力監控系統是一項長期不間斷運行的系統，肩負著監測配電網絡的運行狀況，并具有一定的處理事件的功能，系統應有良好的穩定性。

（5）系統的可擴展性。系統的設計并不是一層不變的，要求系統的設計應預留多路與其他系統的通訊接口，如樓宇自動化控制系統（BAS）、管理信息系統（MIS）、消防控制系統等運行，實現系統的擴展。

（6）系統的易維護性。智能電力監控系統在運行過程中的維護應盡量做到簡單易行。

1.2 系統結構

電力監控系統采用分層分布式結構，由設備層、網絡層和站控層組成。系統拓撲圖[4]及現場儀表接法如下：

各現場儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接接入擴展卡，擴展卡插在監控主機上。

網絡結構：系統采用間隔層、通訊層和網絡層3層網絡結構。

（1）設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）網絡層由通訊子站構成（即擴展卡），主要是從設備層采集電力系統數據并執行調配以及通信協議的轉換，然后接入站控層，將本站經處理的數據上傳和接受站控層下傳的設定參數或控制信號等指令。

（3）站控層直接接收并處理從擴展卡上傳的電參量信號。

1.3 現場監控儀表的功能要求[3]

（1）配電房及重要科室

測量及顯示內容：全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復費率電能統計；諧波分量；電壓波峰系數、電話波形因子、電流K系數、電壓與電流不平衡度計算；電網電壓電流正、負、零序分量測量。

（2）普通樓層

測量及顯示內容：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、頻率；單回路剩余電流、溫度。多路繼電器輸出、支持消防聯動、事件記錄。

（3）接口

RS-485接口，并采用Modbus-RTU等國際標準通訊協議。

1.4 系統功能

電力監控計算機通過現場設備和通信系統提供的傳輸通道，完成對各回路電力參數的數據采集，信息經分析、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的運行狀況，包括相關設備的運行狀況。

（1）運行信息與保護信息采集

系統采集來自智能測控單元裝置送來的參數，所有回路的遙測信號，包括每個回路的實時電能值和各種告警信息等。

（2）人機操作界面

按照配電所顯示配電系統設備狀態及相應實時運行參數、工況圖及操作畫面、配電系統實用參數表格、各類操作票及報表、事故及故障報警顯示、測控及保護單元運行工況顯示等電力運行狀況。

（3）統計分析、報表、打印

時、日、月、年用電量統計；所有報表的定時打印、召喚打印和事件記錄打印；對各電氣設備和系統運行參數進行匯總統計。

（4）歷史記錄與趨勢分析

系統收集各監測控制與管理裝置的實時數據并存儲在一個開放式數據庫中予以保存，系統可保存長時段（多年）的歷史記錄。根據歷史數據記錄可進行各參數的年度、月度和日變化和實時數據趨勢分析，進行分類和綜合比較分析，為業務流程優化和設備設施使用優化提供依據。

（5）故障分析與設備維護管理

系統依據帶時標的事件記錄和波形記錄可進行故障和事件的成因分析；另外，系統統計開關等設備的狀態參數和累積壽命參數，可據此提出設備維護預告。

（6）保護信息管理

管理保護定值和保護動作信息，提供有關查詢。

2 智能電力監控系統的優點

傳統的配電系統是基于各種模擬量的直接讀取，各種儀表分布分散，且各種運行數據都具有即時性，可能在某個時段前后，各個供電參數有截然不同的變化。所以對傳統的供配電系統改造，引進智能電力監控系統，利用智能電力監控系統強大的功能，實現對系統的即時功耗、供電質量、漏電流、配電干線溫升的實時監控，觀測電參數的變化和各種異常情況。在電腦中記錄連續的運行數據變化，通過回顧追訴事件發生的過程，對配電系統實行24h監控，為醫院的供電保障和能耗分析提供決策依據。設置各種電參數運行上下極值，提前發現各種事故隱患，及時排除故障，提升整個配電系統的安全運行水平，保障醫院的供電安全和病員的生命安全。

3 結束語

隨著社會和科學技術的發展，配電系統的智能化已經成為一種發展趨勢，可提升醫院建筑的整體智能化水平，極大方便醫院的供電安全管理和能耗管理，實現對醫院配電系統的實時監控，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能技術參考。配電系統的智能化改造應用必將會在醫院的后勤管理中發揮越來越重要的作用。

[1]陳進勇.淺談醫院建筑智能化設計的著重點[J].黑龍江科技信息,2010,14(26):38-39.

[2]周中,等.智能電力監控儀表在大型公共建筑電能分項計量中的應用[J].現代建筑電氣,2010,1(8):55-59.

[3]楊紅波,等.0.4kV供電網智能監控系統研究[J].計算機技術與發展,2009,19(11):218-220.

[4]陳丁劍,等.一種基于CORBA的電力監控系統的設計[J].計算機應用,2004,24(12):284-286.

[5]唐瀚,史浩山.分布式電力監控系統中安全問題的研究與實現[J].電訊技術,2004,47(4):108-112.

[6]張靜,謝路鋒.電力監控系統在供配電設計中的應用[J].低壓電器,2008,49(2):48-51.

[7]王昕,丁玉鳳,王舟,等.智能建筑中的電能質量問題及其監測[J].現代建筑電氣,2010,1(2):67-71.

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