某醫院大樓供配電設計探討

安徽省建筑科學研究設計院

摘要：可靠性供電的可靠性是供電質量的一個重要指標，特別是醫院這種特殊的建筑，其供電質量更為重要。本文根據工程實例，對某醫院的供配電設計進行探討。

關鍵詞：醫院；供配電設計

一、工程概況

某醫院為二級醫院，新建醫療綜合樓總建筑面積20000㎡，地上9層，地下一層。樓內設有手術室，ICU、急診室、計算中心等。醫療綜合樓屬一類高層建筑。結構形式為鋼筋混凝土框架結構，基礎形式為獨立基礎。

二、電氣設計

（一）電氣負荷及供電

醫院大樓屬一類高層建筑，共設有水泵16臺（其中冷凍、冷卻泵6臺，生活泵4臺、消防泵4臺，熱交換站2臺）；風機47臺（其中排煙、加壓風機11臺，新風及空調機組36臺）；電梯8部及醫院動力，照明等設備用電。該醫院大樓的手術室、ICU、急診室屬一級負荷中特別重要負荷，配變電所的照明、應急照明、計算中心、消防用電設備、走道照明以及故障時必須持續供電的醫療設備均為一級用電負荷；生活泵、客梯、排水泵等為二級負荷；其余為三級負荷。

電氣負荷計算采用了需要系數法并考慮其中最大負荷的同期系數。本工程采用低壓電容器作為無功功率補償，以提高功率因數。工程負荷計算如下：

用電設備安裝容量 Pe=2164.5kW

計算有功負荷 Pj=1190.6kW

計算無功負荷 Qj=388.4kvar

補償后全院平均功率因數：0.92

全院總的需要系數：0.55

其中一類負荷計算結果如下：

全院一級用電設備安裝容量 Pe=780.2kW

一級負荷計算有功負荷 Pj=421.6kW

一級負荷計算無功負荷 Qj=243.2kvar

（二）配變電所設計

本項目供電電源采用兩路10kV專用線路，電纜埋地敷設進入本樓地下一層電纜分界室，作為配變電所高壓柜進線。配變電所高壓柜采用KYN28—12型金屬鎧裝移開式手車柜，兩路出線供本樓兩臺變壓器兩路出線備用。本樓變壓器為兩臺800kVA環氧樹脂絕緣干式變壓器。20臺低壓配電屏采用GCK型抽出式配電屏。10kV高壓系統采用單母線分段接線，正常情況下兩路電源一用一備，分列運行，互為備用。10kV母聯手動切換，兩路電源均能承擔100%用電負荷。配變電所內兩臺變壓器，一臺變壓器給一段220/380V低壓母線供電，兩段母線間設聯絡斷路器，其中一段母線失電后，母聯自動投入。該醫院的高低壓系統圖見圖1。

圖1 醫院的高低壓系統

電氣系統的無功功率補償我們采用了低壓側集中無功功率補償，通過諧波校核，在電容器回路串接6%Xc的電抗器，以抑制5次、7次諧波電流。由于系統采用D，Yn11接線的變壓器，就限制了3次諧波注入電源系統。

（三）照明設計

（1）照度標準

由于經濟發展水平的差異，馬達加斯加與國外發達國家的醫院的照度標準相差甚遠，發達國家的照度標準約是我國現行標準的5～10倍。為了體現現代化醫院的良好形象，結合本工程的具體情況，照度水平在我國執行的標準的基礎上有所提高。

①手術室750lx

②診斷治療室、護士站 300lx

③醫生辦公室、CT室、中心供應 200lx

④病房 100lx

⑤夜間守護 5 ～ 10lx

⑥大廳 200lx

⑦候診室 200lx

⑧藥房 500lx

（2）設計中注意醫療功能性用房照明的特殊要求

診室、病房、急診觀察室、治療室等處采用高顯色熒光燈，以便于觀察病人的情況。色溫在500K左右。手術室、中心手術部清潔走廊、污物、洗消等處設置電子滅菌燈。測聽室的照明采用白熾燈。眼科暗室采用可調光的白熾燈。每個病床有床頭燈，病房及病房區設夜間照明燈。手術室內因手術過程中不能有頻閃干擾，手術室的熒光燈應接在不同的相位上。一般照明的水平照度不低于750LX，垂直照度不低于水平照度的1/2，且應減少炫光，減少醫護人員眼睛疲勞。一般照明的控制采用可調光控制方式。在工程中，一般照明燈具為嵌入式密封燈帶，手術室內無強烈反光，照度均勻度不低于0.7。局部的手術臺范圍照度水平要求很高，最常用的局部照明設計是在手術臺上方1.5m處設置手術用無影燈，無影燈的照度在20000～100000LX，除上述照明外，還設有看片燈、紫外線消毒燈、應急燈和手術室門上的“正在手術”標志燈。

（3）紫外線燈的設置

紫外線殺菌燈是在醫院中常用的物理消毒方法。在行標中沒有規定醫院建筑中哪些場所應設置。手術室、重癥監護室、候診室、藥品室、消毒室、試驗室等處安裝紫外線殺菌燈，設有專供紫外線燈用的插座，按一般衛生要求，15m2左右設置一盞；手術室、重癥監護室按較高殺菌要求依次加倍。手術室、重癥監護室的燈位盡量使其不直接照射到病人的視野內，以免對人身體帶來傷害。

（四）手術部的配電系統

本工程中心手術室集中在3層，共有手術室4間，四間均為千級。中心手術室是一個醫院的核心，是醫院最重要的醫療機構，手術部的供電照明系統為最重要的供電系統。手術部配電設計以滿足手術部用電需要，安全供電為目的。

在供配電系統設計時，手術部、重癥監護室按一級特別重要負荷供電，采用雙路供電電源，并且兩路電源有自動切換功能。手術室設有專用雙路電源自動切換配電柜，從專用配電柜向各個手術室配電箱放射式配電。雙路電源從配變電所低壓配電屏直接引入。

手術部潔凈空調集中在設備層，設有專用配電柜，雙路電源從配變電所低壓配電屏直接引入并能自動切換。從專用配電柜向各潔凈空調配電箱放射式配電。

醫院手術室，中心監護室（ICU）等重要科室，采用集中設置EPS應急電源設備和分散設置IT隔離供電電源系統，以防外部電源故障及用電設備接地故障而引起的斷電事故，保證供給的可靠性和連續性，見圖2。

圖2 手術室配電系統

手術室、重癥監護室等重要科室的病房電源為不切除電源。但與現行規范有沖突。此類負荷屬于一級負荷中的特別重要負荷，獨立供電，以房間劃分供電回路并能單獨切除。標示明顯，配備手/自動切除轉換開關、并設在現場，有人做手術時處于手動切除狀態、火災時只能在現場手動切除；無人做手術時處于自動切除狀態、火災時可消防聯動切除；切除時機選在確認發生火災后。

（五）數字檢影成像設備的配電要求及內阻計算

（1）數字檢影成像設備供配電系統

本工程大型影像設備有CT機、X光機等設備。它們的主機電源采用雙路電源供電。由配變電所低壓配電屏放射式配電。設備廠家對于CT機、X光機電源的要求引出了電源內阻這一技術指標。設備對電源電壓的要求越高，電源內阻越小。

（2）負荷計算

大多數數字檢影設備是短時反復工作制，因此計算負荷時可以打較小的需要系數，根據目前一些醫院的實際運行結果表明，四臺設備同時曝光的可能性很低。如此計算出的總計算容量小于400kVA時，可以不采用專用放射科變壓器供電。

（3）配電線路導線截面的確定

數字檢影設備的配電線路導線截面要滿足設備的內阻及電壓降的要求。電源變壓器的內部電阻：Rt（Ω）