某醫(yī)院大樓供配電設(shè)計(jì)探討

安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院

摘要：可靠性供電的可靠性是供電質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，特別是醫(yī)院這種特殊的建筑，其供電質(zhì)量更為重要。本文根據(jù)工程實(shí)例，對(duì)某醫(yī)院的供配電設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：醫(yī)院；供配電設(shè)計(jì)

一、工程概況

某醫(yī)院為二級(jí)醫(yī)院，新建醫(yī)療綜合樓總建筑面積20000㎡，地上9層，地下一層。樓內(nèi)設(shè)有手術(shù)室，ICU、急診室、計(jì)算中心等。醫(yī)療綜合樓屬一類高層建筑。結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為獨(dú)立基礎(chǔ)。

二、電氣設(shè)計(jì)

（一）電氣負(fù)荷及供電

醫(yī)院大樓屬一類高層建筑，共設(shè)有水泵16臺(tái)（其中冷凍、冷卻泵6臺(tái)，生活泵4臺(tái)、消防泵4臺(tái)，熱交換站2臺(tái)）；風(fēng)機(jī)47臺(tái)（其中排煙、加壓風(fēng)機(jī)11臺(tái)，新風(fēng)及空調(diào)機(jī)組36臺(tái)）；電梯8部及醫(yī)院動(dòng)力，照明等設(shè)備用電。該醫(yī)院大樓的手術(shù)室、ICU、急診室屬一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷，配變電所的照明、應(yīng)急照明、計(jì)算中心、消防用電設(shè)備、走道照明以及故障時(shí)必須持續(xù)供電的醫(yī)療設(shè)備均為一級(jí)用電負(fù)荷；生活泵、客梯、排水泵等為二級(jí)負(fù)荷；其余為三級(jí)負(fù)荷。

電氣負(fù)荷計(jì)算采用了需要系數(shù)法并考慮其中最大負(fù)荷的同期系數(shù)。本工程采用低壓電容器作為無(wú)功功率補(bǔ)償，以提高功率因數(shù)。工程負(fù)荷計(jì)算如下：

用電設(shè)備安裝容量 Pe=2164.5kW

計(jì)算有功負(fù)荷 Pj=1190.6kW

計(jì)算無(wú)功負(fù)荷 Qj=388.4kvar

補(bǔ)償后全院平均功率因數(shù)：0.92

全院總的需要系數(shù)：0.55

其中一類負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如下：

全院一級(jí)用電設(shè)備安裝容量 Pe=780.2kW

一級(jí)負(fù)荷計(jì)算有功負(fù)荷 Pj=421.6kW

一級(jí)負(fù)荷計(jì)算無(wú)功負(fù)荷 Qj=243.2kvar

（二）配變電所設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目供電電源采用兩路10kV專用線路，電纜埋地敷設(shè)進(jìn)入本樓地下一層電纜分界室，作為配變電所高壓柜進(jìn)線。配變電所高壓柜采用KYN28—12型金屬鎧裝移開(kāi)式手車柜，兩路出線供本樓兩臺(tái)變壓器兩路出線備用。本樓變壓器為兩臺(tái)800kVA環(huán)氧樹(shù)脂絕緣干式變壓器。20臺(tái)低壓配電屏采用GCK型抽出式配電屏。10kV高壓系統(tǒng)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(yùn)行，互為備用。10kV母聯(lián)手動(dòng)切換，兩路電源均能承擔(dān)100%用電負(fù)荷。配變電所內(nèi)兩臺(tái)變壓器，一臺(tái)變壓器給一段220/380V低壓母線供電，兩段母線間設(shè)聯(lián)絡(luò)斷路器，其中一段母線失電后，母聯(lián)自動(dòng)投入。該醫(yī)院的高低壓系統(tǒng)圖見(jiàn)圖1。

圖1 醫(yī)院的高低壓系統(tǒng)

電氣系統(tǒng)的無(wú)功功率補(bǔ)償我們采用了低壓側(cè)集中無(wú)功功率補(bǔ)償，通過(guò)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(tǒng)采用D，Yn11接線的變壓器，就限制了3次諧波注入電源系統(tǒng)。

（三）照明設(shè)計(jì)

（1）照度標(biāo)準(zhǔn)

由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差異，馬達(dá)加斯加與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的醫(yī)院的照度標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)，發(fā)達(dá)國(guó)家的照度標(biāo)準(zhǔn)約是我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的5～10倍。為了體現(xiàn)現(xiàn)代化醫(yī)院的良好形象，結(jié)合本工程的具體情況，照度水平在我國(guó)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上有所提高。

①手術(shù)室750lx

②診斷治療室、護(hù)士站 300lx

③醫(yī)生辦公室、CT室、中心供應(yīng) 200lx

④病房 100lx

⑤夜間守護(hù) 5 ～ 10lx

⑥大廳 200lx

⑦候診室 200lx

⑧藥房 500lx

（2）設(shè)計(jì)中注意醫(yī)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(shù)室、中心手術(shù)部清潔走廊、污物、洗消等處設(shè)置電子滅菌燈。測(cè)聽(tīng)室的照明采用白熾燈。眼科暗室采用可調(diào)光的白熾燈。每個(gè)病床有床頭燈，病房及病房區(qū)設(shè)夜間照明燈。手術(shù)室內(nèi)因手術(shù)過(guò)程中不能有頻閃干擾，手術(shù)室的熒光燈應(yīng)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(yīng)減少炫光，減少醫(yī)護(hù)人員眼睛疲勞。一般照明的控制采用可調(diào)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(shù)室內(nèi)無(wú)強(qiáng)烈反光，照度均勻度不低于0.7。局部的手術(shù)臺(tái)范圍照度水平要求很高，最常用的局部照明設(shè)計(jì)是在手術(shù)臺(tái)上方1.5m處設(shè)置手術(shù)用無(wú)影燈，無(wú)影燈的照度在20000～100000LX，除上述照明外，還設(shè)有看片燈、紫外線消毒燈、應(yīng)急燈和手術(shù)室門上的“正在手術(shù)”標(biāo)志燈。

（3）紫外線燈的設(shè)置

紫外線殺菌燈是在醫(yī)院中常用的物理消毒方法。在行標(biāo)中沒(méi)有規(guī)定醫(yī)院建筑中哪些場(chǎng)所應(yīng)設(shè)置。手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室、候診室、藥品室、消毒室、試驗(yàn)室等處安裝紫外線殺菌燈，設(shè)有專供紫外線燈用的插座，按一般衛(wèi)生要求，15m2左右設(shè)置一盞；手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室按較高殺菌要求依次加倍。手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室的燈位盡量使其不直接照射到病人的視野內(nèi)，以免對(duì)人身體帶來(lái)傷害。

（四）手術(shù)部的配電系統(tǒng)

本工程中心手術(shù)室集中在3層，共有手術(shù)室4間，四間均為千級(jí)。中心手術(shù)室是一個(gè)醫(yī)院的核心，是醫(yī)院最重要的醫(yī)療機(jī)構(gòu)，手術(shù)部的供電照明系統(tǒng)為最重要的供電系統(tǒng)。手術(shù)部配電設(shè)計(jì)以滿足手術(shù)部用電需要，安全供電為目的。

在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，手術(shù)部、重癥監(jiān)護(hù)室按一級(jí)特別重要負(fù)荷供電，采用雙路供電電源，并且兩路電源有自動(dòng)切換功能。手術(shù)室設(shè)有專用雙路電源自動(dòng)切換配電柜，從專用配電柜向各個(gè)手術(shù)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(shù)部潔凈空調(diào)集中在設(shè)備層，設(shè)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(dòng)切換。從專用配電柜向各潔凈空調(diào)配電箱放射式配電。

醫(yī)院手術(shù)室，中心監(jiān)護(hù)室（ICU）等重要科室，采用集中設(shè)置EPS應(yīng)急電源設(shè)備和分散設(shè)置IT隔離供電電源系統(tǒng)，以防外部電源故障及用電設(shè)備接地故障而引起的斷電事故，保證供給的可靠性和連續(xù)性，見(jiàn)圖2。

圖2 手術(shù)室配電系統(tǒng)

手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室等重要科室的病房電源為不切除電源。但與現(xiàn)行規(guī)范有沖突。此類負(fù)荷屬于一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷，獨(dú)立供電，以房間劃分供電回路并能單獨(dú)切除。標(biāo)示明顯，配備手/自動(dòng)切除轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、并設(shè)在現(xiàn)場(chǎng)，有人做手術(shù)時(shí)處于手動(dòng)切除狀態(tài)、火災(zāi)時(shí)只能在現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)切除；無(wú)人做手術(shù)時(shí)處于自動(dòng)切除狀態(tài)、火災(zāi)時(shí)可消防聯(lián)動(dòng)切除；切除時(shí)機(jī)選在確認(rèn)發(fā)生火災(zāi)后。

（五）數(shù)字檢影成像設(shè)備的配電要求及內(nèi)阻計(jì)算

（1）數(shù)字檢影成像設(shè)備供配電系統(tǒng)

本工程大型影像設(shè)備有CT機(jī)、X光機(jī)等設(shè)備。它們的主機(jī)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(shè)備廠家對(duì)于CT機(jī)、X光機(jī)電源的要求引出了電源內(nèi)阻這一技術(shù)指標(biāo)。設(shè)備對(duì)電源電壓的要求越高，電源內(nèi)阻越小。

（2）負(fù)荷計(jì)算

大多數(shù)數(shù)字檢影設(shè)備是短時(shí)反復(fù)工作制，因此計(jì)算負(fù)荷時(shí)可以打較小的需要系數(shù)，根據(jù)目前一些醫(yī)院的實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，四臺(tái)設(shè)備同時(shí)曝光的可能性很低。如此計(jì)算出的總計(jì)算容量小于400kVA時(shí)，可以不采用專用放射科變壓器供電。

（3）配電線路導(dǎo)線截面的確定

數(shù)字檢影設(shè)備的配電線路導(dǎo)線截面要滿足設(shè)備的內(nèi)阻及電壓降的要求。電源變壓器的內(nèi)部電阻：Rt（Ω）