某三甲醫(yī)院變電所綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)探析

孟 陳 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230031）

1 概述

醫(yī)院建筑作為重要的公共建筑，有大量涉及患者生命安全的場(chǎng)所如急診搶救室、血液病房的凈化室、產(chǎn)房、早產(chǎn)兒監(jiān)護(hù)室、重癥監(jiān)護(hù)室、手術(shù)室、術(shù)前準(zhǔn)備室、術(shù)后復(fù)蘇室、麻醉室、心血管造影檢查室等，由于其特殊性，供電和電能質(zhì)量方面具有較高的要求，也對(duì)醫(yī)院配電系統(tǒng)的運(yùn)營和管理提出了更高的要求，切實(shí)確保醫(yī)院用電的連續(xù)性和安全性。

2 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目為三甲醫(yī)院，屬于一類高層建筑，占地21.3hm,規(guī)劃設(shè)計(jì)方案設(shè)置床位1477張，總建筑面積22.58萬m，包括急（門）診大樓、住院北樓、住院南樓、行政科研樓、公共衛(wèi)生臨床中心（傳染病醫(yī)院）、地下停車場(chǎng)及人防設(shè)施。本項(xiàng)目共設(shè)4座變電所，其中總變電所2座，1#總變電所位于公共衛(wèi)生臨床中心的一層，10kVA高壓柜18臺(tái)，低壓柜20臺(tái)，變壓器安裝總?cè)萘繛?500kVA；2#總變電所位于行政科研樓的負(fù)一層，10kVA高壓柜19臺(tái)，低壓柜17臺(tái)，變壓器安裝總?cè)萘繛?800kVA。設(shè)分變電所2座，1#分變電所位于住院南樓的負(fù)一層地庫，10kVA高壓柜17臺(tái)，低壓柜62臺(tái)，變壓器安裝總?cè)萘繛?500kVA，2#分變電所位于住院北樓的負(fù)一層地庫，10kVA高壓柜15臺(tái)，低壓柜51臺(tái)，變壓器安裝總?cè)萘繛?200kVA，變壓器安裝總?cè)萘繛?0000kVA。變電所的監(jiān)控管理中心設(shè)在1#分變電所的值班室。

3 系統(tǒng)組成

變電所綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要由視頻監(jiān)控系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、綜合監(jiān)管平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)等構(gòu)成。根據(jù)變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)的硬件組成，同時(shí)結(jié)合變電站綜合監(jiān)控應(yīng)用的實(shí)際需求與特點(diǎn)，將整個(gè)變電所綜合監(jiān)控系統(tǒng)分為3個(gè)系統(tǒng)層次，即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、監(jiān)控管理層，層與層之間采用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議進(jìn)行通訊。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

3.1 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備為整個(gè)系統(tǒng)的最前端，屬于系統(tǒng)底層部分。各個(gè)變電所內(nèi)的綜保、電力儀表等電力設(shè)備均帶有網(wǎng)絡(luò)接口，用以采集各種電力信息；根據(jù)變電所面積大小配置不同數(shù)量的溫濕度傳感器和煙霧傳感器，電纜溝的各個(gè)進(jìn)出線處配置一個(gè)水浸傳感器，用以采集各種環(huán)境信息；變電所集水坑的水泵配置水泵控制器，送排風(fēng)機(jī)配置風(fēng)機(jī)控制器，用以實(shí)現(xiàn)各個(gè)動(dòng)力的智能控制；各個(gè)變電所內(nèi)出入口及配電柜前后均配置攝像機(jī)、變電所內(nèi)出入口配置門禁，用以采集變電所的動(dòng)態(tài)信息。變電所內(nèi)的各種信息

數(shù)據(jù)通過通訊管理、協(xié)議轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)處理等功能，構(gòu)建穩(wěn)定、可靠、安全的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，并通過通訊總線，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)通訊層中。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.2 網(wǎng)絡(luò)通訊層

網(wǎng)絡(luò)通訊層主要包括通訊管理機(jī)和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，通過有線無線等網(wǎng)絡(luò)方式，將數(shù)據(jù)集中采集到通訊管理機(jī)或者智能網(wǎng)關(guān)，利用互聯(lián)網(wǎng)或者無線網(wǎng)絡(luò)直接上傳數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)服務(wù)器，進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、計(jì)算、分析及展示。

網(wǎng)絡(luò)通訊層實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層與監(jiān)控管理層的網(wǎng)絡(luò)連接，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸與處理，采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)上傳到監(jiān)控管理層，或轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)控管理層的召喚、控制等命令，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制與監(jiān)測(cè)，起到數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)的作用。

3.3 監(jiān)控管理層

1#分變電所的值班室作為整個(gè)綜合監(jiān)控系統(tǒng)中心，采用變電所動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)一套軟件控制前端所有設(shè)備，實(shí)現(xiàn)變電所監(jiān)控系統(tǒng)的音視頻監(jiān)控、溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、防盜消防監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、配電系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并且報(bào)警聯(lián)動(dòng)視頻、變電所人員出入控制管理、變電所防火防盜報(bào)警功能、報(bào)警時(shí)還可以聯(lián)動(dòng)攝像機(jī)進(jìn)行圖像抓拍錄像，聯(lián)動(dòng)手機(jī)短信發(fā)送報(bào)警信息，及時(shí)通知相關(guān)智能部門和管理人員。同時(shí)支持門禁管理系統(tǒng)，確保人員出入有記錄，可以通過監(jiān)控中心遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所進(jìn)行遠(yuǎn)程開關(guān)門，遠(yuǎn)程查看門禁信息日志，監(jiān)控管理層通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、處理、可視化呈現(xiàn)，運(yùn)維客戶端及手機(jī)APP通過訪問服務(wù)器，及時(shí)查看相關(guān)變配電信息及進(jìn)行智能運(yùn)維服務(wù)，提升了變電所的整體管理效率和水平，更好地保障了設(shè)備的用電安全。

4 系統(tǒng)功能

4.1 電力監(jiān)控

綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過電氣一次主接線圖的實(shí)時(shí)監(jiān)控界面及現(xiàn)場(chǎng)綜保、儀表、傳感器等采集各回路的實(shí)時(shí)狀態(tài)，監(jiān)測(cè)各開關(guān)柜開關(guān)狀態(tài)、溫度、電壓、電流、功率、功率因數(shù)、有功、無功、諧波、電能量采集等，顯示現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

無線測(cè)溫主要應(yīng)用在高低壓開關(guān)柜內(nèi)母排搭接點(diǎn)，斷路器觸頭、電纜接頭、大電流設(shè)備等電氣連接點(diǎn)和其他易過熱點(diǎn)等位置的溫度檢測(cè)，并把測(cè)量結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)上傳到監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，通過軟件分析能夠?qū)囟冗^高發(fā)出告警信息，實(shí)現(xiàn)溫度故障的早期預(yù)測(cè)，防患于未然。

通過智能變壓器終端，監(jiān)測(cè)變壓器的電壓、電流、功率、功率因數(shù)、有功、無功、諧波、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、震動(dòng)檢測(cè)。智能分析變壓器的壽命、負(fù)荷變化、故障研判、電壓合格率等，以達(dá)到變壓器的主動(dòng)運(yùn)維，狀態(tài)隨時(shí)可視。

4.2 視頻安防監(jiān)控

實(shí)時(shí)監(jiān)視站內(nèi)視頻信息，同時(shí)監(jiān)視一次設(shè)備的多角度視頻。通過視頻監(jiān)控設(shè)備對(duì)變電所進(jìn)行24小時(shí)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)各種報(bào)警以及保護(hù)開關(guān)和視頻的聯(lián)動(dòng)功能，并可以進(jìn)行聯(lián)動(dòng)抓拍照片和視頻，記錄查詢等功能，達(dá)到事前監(jiān)控、事后取證的功能。

智能門禁系統(tǒng)能夠管理變電所內(nèi)的門禁數(shù)據(jù)讀取、開關(guān)控制、權(quán)限調(diào)整等功能，變電所門禁系統(tǒng)接受統(tǒng)一監(jiān)控中心平臺(tái)主站系統(tǒng)的門禁權(quán)限配置信息，并通過以太網(wǎng)將配置信息下發(fā)給門禁控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)門禁的狀態(tài)監(jiān)視和控制，并且能夠?qū)崿F(xiàn)非法開門報(bào)警、開門超時(shí)報(bào)警、安防聯(lián)動(dòng)和消防聯(lián)動(dòng)等功能。

4.3 環(huán)境監(jiān)測(cè)

綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過溫濕度傳感器、水浸傳感器等傳感器，對(duì)設(shè)備間進(jìn)行智能監(jiān)控，協(xié)助智能運(yùn)維系統(tǒng)運(yùn)行，溫濕度控制器運(yùn)用傳感器檢測(cè)柜內(nèi)的溫度與濕度值，并通過控制外接的風(fēng)扇與加熱器對(duì)溫度與濕度值進(jìn)行調(diào)節(jié)，可有效防止因低溫、高溫造成的設(shè)備故障以及受潮或結(jié)露引起的爬電、閃絡(luò)事故的發(fā)生。實(shí)現(xiàn)了更安全、更經(jīng)濟(jì)、更高效運(yùn)行模式。

煙感、溫感、明火、水位等火災(zāi)消防信息接入綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集處理環(huán)境數(shù)據(jù)，并聯(lián)動(dòng)聲光報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警，及時(shí)通過短信方式自動(dòng)通知值班維護(hù)人員。

4.4 智能控制

綜合監(jiān)控系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)開關(guān)柜的溫濕度，設(shè)置啟動(dòng)參數(shù)，控制除濕器和風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)本地、遠(yuǎn)程以及參數(shù)聯(lián)動(dòng)的風(fēng)機(jī)控制功能，并且實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)固定時(shí)段自動(dòng)開啟和關(guān)閉功能，防止開關(guān)柜凝露。根據(jù)環(huán)境溫度控制空調(diào)啟停，溫度設(shè)定，實(shí)現(xiàn)空調(diào)的自動(dòng)和遠(yuǎn)方控制。根據(jù)電纜溝浸水情況啟動(dòng)水泵抽水。

4.5 其他功能

除上述主要功能，綜合監(jiān)控系統(tǒng)還能夠?qū)υO(shè)備側(cè)發(fā)生的報(bào)警信息及時(shí)彈出，并且處理線下用戶側(cè)設(shè)備產(chǎn)生的報(bào)警信息，同時(shí)可以通過用戶、設(shè)備等對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行檢索，也可用于事故追溯等工作。通過對(duì)變電所日常運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集和儲(chǔ)存，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，以報(bào)表的格式進(jìn)行展示，同時(shí)可生成電子版的報(bào)表便于用戶進(jìn)行下載，減少了運(yùn)行人員工作量。系統(tǒng)可以通過手機(jī)APP查看監(jiān)控畫面、視頻畫面，并且可以事件告警推送、歷史事件查詢，備品備件、工單接收和上傳運(yùn)維記錄等。

5 結(jié)語

變電所綜合監(jiān)控系統(tǒng)，以“智能感知和智能控制”為核心，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算及現(xiàn)代通信技術(shù)等集成應(yīng)用，對(duì)醫(yī)院變電所設(shè)備及環(huán)境進(jìn)行全天候的狀態(tài)監(jiān)視和智能控制。完成了對(duì)變電所輔助設(shè)備控制、視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全防范、消防報(bào)警、門禁監(jiān)控及電量監(jiān)測(cè)等信息整合，并上傳至綜合監(jiān)控統(tǒng)一平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力環(huán)境各項(xiàng)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與設(shè)備控制，優(yōu)化了動(dòng)力環(huán)境，避免運(yùn)行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運(yùn)行故障，保證了維護(hù)人員的安全，延長了設(shè)備的使用壽命，提高了變電所的運(yùn)行與維護(hù)管理水平，降低了綜合管理成本。