電力監(jiān)控系統(tǒng)在醫(yī)院雙電源供電系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

劉勇利

[摘? ? 要]醫(yī)院的電力應(yīng)用至關(guān)重要，不僅涉及到應(yīng)用器械的操作水平，也會影響整個醫(yī)院的服務(wù)水平。隨著醫(yī)院用電需求在類型和數(shù)量方面的增長，醫(yī)院供配電數(shù)據(jù)越來越巨大，供配電設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，本文將根據(jù)醫(yī)院的供電系統(tǒng)特征，介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在醫(yī)院供電系統(tǒng)中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]電力監(jiān)控系統(tǒng);醫(yī)院;供電系統(tǒng);應(yīng)用

[中圖分類號]TM76 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）10–0–02

Application Analysis of Electric Power Monitoring

System in Hospital Dual Power Supply System

Liu Yong-li

[Abstract]The application of electricity in hospitals is very important， not only involves the operation level of the application equipment， but also affects the service level of the entire hospital. With the increase in the type and quantity of electricity demand in hospitals， the data of power supply and distribution in hospitals is becoming more and more huge， and the design of power supply and distribution is becoming more and more complicated. This article will introduce how the power monitoring system can supply power in the hospital based on the characteristics of the power supply system of the hospital. Application in the system.

[Keywords]power monitoring system; hospital; power supply system; application

隨著我國經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展，我國的醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)也取得了長足的進(jìn)步。但不可否認(rèn)的是一些大型的醫(yī)院建筑大部分是在20世紀(jì)八九十年代建設(shè)的，其供電系統(tǒng)和配件系統(tǒng)幾乎與主體建筑相同時間建設(shè)，因此其電力設(shè)備存在設(shè)備老化的情況，整體安全性偏低且智能化程度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于時代的發(fā)展。為了保障從業(yè)人員和來訪人員的醫(yī)院安全，應(yīng)當(dāng)及時更新供電系統(tǒng)，保證電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

1 電力監(jiān)控系統(tǒng)在醫(yī)院供電系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用的重要性

1.1 醫(yī)院電力系統(tǒng)的特殊性

醫(yī)院不同于其他建筑，具有人員密集人口流動量大等特點(diǎn)。除此之外，由于醫(yī)院24 h運(yùn)行，病人、醫(yī)生的就診和生活都在醫(yī)院之中，導(dǎo)致醫(yī)院的生活設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備較為密集。從電力使用情況來看，醫(yī)院和居民建筑具有很大區(qū)別，即醫(yī)院不僅擁有眾多的大功率儀器和設(shè)備，且整個醫(yī)院的運(yùn)作對電力的安全要求較高，一旦發(fā)生電力故障，則可能影響病人的救治，輕則導(dǎo)致病人病況加劇，重則導(dǎo)致病人失去生命。因此，醫(yī)院的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性應(yīng)當(dāng)?shù)玫礁叨戎匾?，除了安全性和穩(wěn)定性之外，為了滿足《公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例》的需要，還應(yīng)該加強(qiáng)醫(yī)院的節(jié)能措施?；谝陨蟽蓚€原因應(yīng)在共配電系統(tǒng)中引入電力監(jiān)控系統(tǒng)，對電力系統(tǒng)實(shí)施全面、全過程監(jiān)控，保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。同時，現(xiàn)代化智能電力監(jiān)控系統(tǒng)還可以對供電質(zhì)量和電能消耗等電力系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行檢測并實(shí)時反饋，這不僅對及時發(fā)現(xiàn)供配電問題有所幫助，也能夠起到智能節(jié)能的作用。

1.2 電力監(jiān)控功能的重要意義

電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效地幫助醫(yī)院提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，減少電力運(yùn)行能耗，降低電力系統(tǒng)在運(yùn)行當(dāng)中的運(yùn)營成本;同時，電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠確保電力系統(tǒng)運(yùn)行安全，加強(qiáng)電網(wǎng)管理的效率，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院電力系統(tǒng)的高效、節(jié)能、安全運(yùn)轉(zhuǎn)。在具體的操作過程中，電力監(jiān)控系統(tǒng)有好多人機(jī)互動設(shè)計(jì)，其中故障報警一場數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)存儲器的功能，使得管理人員在進(jìn)行操作管理的過程中更加方便快捷，能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障，并通過計(jì)算機(jī)處理，以最快速度傳達(dá)出操作指令，減少故障影響范圍，減輕故障后果。

2 電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和系統(tǒng)功能

配電供電智能化是當(dāng)前配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)展的主流趨勢。智能電力監(jiān)控系統(tǒng)通過將通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，能夠?qū)崿F(xiàn)將電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)收集整合和分析，并將數(shù)據(jù)用報表和視頻等方式可視化，不僅實(shí)現(xiàn)了全方位的系統(tǒng)監(jiān)控，還降低了電力系統(tǒng)操作和監(jiān)控難度。由此可見，隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展，電力監(jiān)控系統(tǒng)乃至整個配電系統(tǒng)智能化是未來主流發(fā)展思路，對提升醫(yī)院用電安全水平和提高醫(yī)院服務(wù)水平具有重要作用。

2.1 設(shè)計(jì)原則

安全和高效是電力監(jiān)控系統(tǒng)的兩個基本要求，在這兩個要求之上，設(shè)計(jì)主要遵循以下5個原則。

（1）實(shí)用性原則。醫(yī)院的特殊性要求供配電系統(tǒng)一定要貼合醫(yī)院實(shí)際情況，電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要與醫(yī)院供配電系統(tǒng)相匹配，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)電力監(jiān)控系統(tǒng)是醫(yī)院首先應(yīng)當(dāng)遵循的原則。具體的要求為：醫(yī)院電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有良好的便于操作性和良好的可學(xué)習(xí)性。即電力監(jiān)控系統(tǒng)要便于操作，方便讀識，適合醫(yī)院工作人員的計(jì)算機(jī)操作水平和電力知識水平，方便其在簡單的培訓(xùn)后就能正確認(rèn)識畫面內(nèi)容、掌握操作要領(lǐng)，并能夠完成值班和觀察任務(wù)。

（2）安全性原則。醫(yī)院由于醫(yī)療器械設(shè)備較多且用電量較大。大多數(shù)的大型綜合性醫(yī)院的復(fù)合等級為一級負(fù)荷。因此，電力系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)的安全性十分重要，除了要避免電力故障問題之外，還要關(guān)注電力運(yùn)行穩(wěn)定，因?yàn)椴环€(wěn)定的電流會影響醫(yī)療器械的精準(zhǔn)度，對病人造成安全威脅。因此，電力系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)的所有設(shè)備和部件都應(yīng)該符合安全標(biāo)準(zhǔn)要求，保證其性能安全且運(yùn)行穩(wěn)定。

（3）實(shí)時性原則?，F(xiàn)代化智能監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)最基本的特征是實(shí)時性。由于電力系統(tǒng)當(dāng)中的用電參數(shù)會因?yàn)獒t(yī)院用電情況實(shí)時變化，因此，電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中可能發(fā)生超負(fù)荷等電力問題，這些問題都有可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)崩潰或是影響醫(yī)療設(shè)備。簡單來說，這些偶然性問題時時刻刻可能發(fā)生，需要電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測并予以實(shí)時反饋，并將數(shù)據(jù)儲存起來，方便維修維護(hù)人員溯源和維修。

（4）穩(wěn)定性原則。由于醫(yī)院24 h都在運(yùn)轉(zhuǎn)，因此醫(yī)院電力系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)也是24 h不間斷工作的。在這樣的運(yùn)行負(fù)荷下，應(yīng)當(dāng)保證電力監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性，以此保證電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能夠得到及時維修和處理。

（5）可擴(kuò)展性原則。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，大部分智能系統(tǒng)都會保留系統(tǒng)可擴(kuò)展性，以供設(shè)備更新或智能系統(tǒng)升級。醫(yī)院電力監(jiān)控系統(tǒng)同樣如此，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)預(yù)留一定的通訊接口，以方便在今后使用過程中添加更多的類似于自動化控制系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)等功能系統(tǒng)，或接入消防控制系統(tǒng)等相關(guān)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院一體化控制。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

以SmartSPM3000F智能監(jiān)控系統(tǒng)為例，SmartSPM3000F是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)。它可以對現(xiàn)場的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制;SCADA系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用最為廣泛，技術(shù)發(fā)展也最為成熟。其作為能量管理系統(tǒng)（EMS系統(tǒng)）的一個最主要的子系統(tǒng)，有著信息完整、提高效率、正確掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、加快決策、能幫助快速診斷出系統(tǒng)故障狀態(tài)等優(yōu)勢，現(xiàn)已經(jīng)成為電力調(diào)度不可缺少的工具。它對提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性、安全性與經(jīng)濟(jì)效益，減輕調(diào)度員的負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度自動化與現(xiàn)代化，提高調(diào)度的效率和水平中方面有著不可替代的作用。現(xiàn)階段SmartSPM3000F已廣泛應(yīng)用于電力、礦業(yè)、智能樓宇群監(jiān)控等多種行業(yè)的配電監(jiān)控里，也是大型醫(yī)院主流的智能監(jiān)控系統(tǒng)。

SmartSPM3000F只能監(jiān)控系統(tǒng)為主流的分布式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)主要由設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層和站控層3個結(jié)構(gòu)組成。站控層是管理人員和計(jì)算機(jī)進(jìn)行直接交互的窗口，計(jì)算機(jī)主要負(fù)責(zé)對電力系統(tǒng)運(yùn)行的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和信息分析處理，將收集到的信息處理成圖表或是圖像、聲音和視頻，方便管理人員讀取。這個結(jié)構(gòu)是整個監(jiān)控系統(tǒng)最上層的部分，主要構(gòu)成設(shè)備包括工業(yè)級計(jì)算機(jī)、打印機(jī)以及USB電源等等硬件設(shè)備和一系列軟件設(shè)備。

設(shè)備層的主要功能是鏈接電力系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，也就是將電力系統(tǒng)更電參數(shù)反饋給監(jiān)控系統(tǒng)。這個結(jié)構(gòu)的主要設(shè)備包括各種測量電參數(shù)的儀表，能夠?qū)崿F(xiàn)對三相電流、電壓以及電力運(yùn)輸頻率和功率等電參數(shù)的實(shí)時監(jiān)控，并且能夠監(jiān)測每個電力回路的斷路器狀態(tài)，保證用電安全。網(wǎng)絡(luò)層又稱為通訊層，主要設(shè)備為數(shù)據(jù)采集器（nport-5630-16采集器最為常用）。這個結(jié)構(gòu)的主要功能就是實(shí)現(xiàn)設(shè)備層和站控層的交流，傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)，再將計(jì)算機(jī)的操控指令傳回設(shè)備層當(dāng)中，是二者溝通的橋梁。

2.3 電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

2.3.1 人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)的變配電系統(tǒng)都具有CAD圖顯功能，龐大的監(jiān)控系統(tǒng)具有多畫面切換、畫面導(dǎo)航等功能，便于管理人員讀識監(jiān)測數(shù)據(jù)和畫面情況。除此之外，在較新的智能監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，畫面不僅具備平面畫面和線路示意圖，還能進(jìn)行三維建模，還原空間地理畫面。這種建模功能不同于實(shí)時監(jiān)控畫面，是以電力線路為主要顯示內(nèi)容的建模畫面，更具有直觀性和參考性。在畫面內(nèi)容的基礎(chǔ)上，畫面顯示也十分全面，除了能夠顯示回路運(yùn)行狀態(tài)之外，還能對故障線路進(jìn)行顯著著色，能夠幫助管理人員發(fā)現(xiàn)故障。這樣的人機(jī)交互界面方便讀識，十分友好于管理人員。

2.3.2 用戶管理設(shè)計(jì)

通過站控層可以實(shí)現(xiàn)對不同用戶開放不同權(quán)限，這個功能能夠?qū)I(yè)人員、管理人員以及普通醫(yī)護(hù)人員區(qū)分開來，限制非專業(yè)人員的實(shí)用權(quán)限。例如，在某一電力斷路器操作上設(shè)置權(quán)限，只允許具有操作口令的專業(yè)人員對其進(jìn)行操作，就能有效防止飛操作人員的誤操作，能夠有效保障電力系統(tǒng)的安全性和可靠性，減少非專業(yè)因素對電力安全的影響。

2.3.3 數(shù)據(jù)采集處理設(shè)計(jì)

電力監(jiān)控系統(tǒng)對電參數(shù)的數(shù)據(jù)采集是實(shí)時的，這里的數(shù)據(jù)采集處理設(shè)計(jì)主要包括3個層次：①對數(shù)據(jù)的采集和收集;②將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，處理成可供管理人員讀取的數(shù)據(jù);③對重要數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和加強(qiáng)顯示。

2.3.4 記錄和故障報警設(shè)計(jì)

智能電力監(jiān)控系統(tǒng)最為強(qiáng)大的功能，除了能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)的監(jiān)控之外，還有其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲和處理能力。這種能力主要體現(xiàn)在其能夠?qū)⑺须娐非闆r、開關(guān)變化以及人員操作等因素全部記錄下來，生成運(yùn)行記錄，在故障發(fā)生時，能夠?qū)⒐收蠒r間、位置和工作人員操作信息記錄下來，同時還具備聲音報警功能。這項(xiàng)強(qiáng)大的設(shè)計(jì)不僅能夠幫助工作人員第一時間發(fā)現(xiàn)故障，還能為維修人員溯源故障原因和追究崗位責(zé)任提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考。

2.3.5 信息保護(hù)功能設(shè)計(jì)

這個功能可以說是一項(xiàng)定制功能，可以供過設(shè)置保護(hù)定制和保護(hù)動作，對醫(yī)院的電力運(yùn)行狀況信息進(jìn)行保護(hù)，并實(shí)時生成運(yùn)行報告、故障報告、處理報告以及報警報告等。

3 結(jié)束語

隨著科技發(fā)展，各行各業(yè)對電力的依賴程度越來越高。而在現(xiàn)階段，我國的電力系統(tǒng)維護(hù)、運(yùn)營的成本仍然處于較高水平。在這樣的大背景下，完善電力監(jiān)控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，減少電力系統(tǒng)故障發(fā)生的頻率、提高電力系統(tǒng)工作效率是勢在必行的。電力監(jiān)控系統(tǒng)在整個電力系統(tǒng)當(dāng)中，主要承擔(dān)著監(jiān)測運(yùn)行狀況、提升運(yùn)行效率、降低不必要的運(yùn)行能耗以及優(yōu)化運(yùn)行效果等關(guān)鍵作用。醫(yī)院不同于民用電力系統(tǒng)，由于其電力高負(fù)荷的特性，電力運(yùn)行安全和穩(wěn)定更加需要電力監(jiān)控系統(tǒng)的保障。因此，在醫(yī)院電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)考慮3個方面的問題：①電力監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時性;②電力監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)交互的友好性;③電力監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)的便捷性。

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