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摘要：基于医院功能的特殊性，大部分医疗活动的开展均需要由医疗设备支持实现，相应的就需要有陪套的供电系统作为前提，来减少各类运行问题的产生，保证医疗设备的稳定运行。很多情况下就是因为供电系统稳定性不足，出现线路故障与停电事故，导致医疗事故的产生，而造成重大损失。因此需要基于医院实际需求，合理进行供电系统设计，确保能够切实满足医疗活动的展开。
关键词：综合医院;供电系统;设计;研究
0引言
近年来，国家为适应卫生事业发展需求，加强和规范综合医院的建设，新建和改造了一批综合医院。综合医院的建设坚持以人为本、方便患者的原则，设计时应达到功能完善、流程科学、装备适度、运行经济等要求。供电系统是医院医疗活动开展的重要保障，对维持医疗设备正常运行以及患者安全均具有至關重要的作用，必须要提高对其重视。对于大型综合医院来讲，内部医疗装备越来越多，只有可靠的供电系统的支持才能够将其作用发挥出来，因此在实际建设管理中需要根据医疗用电负荷等级划分、负荷性质、防雷接地以及安全防护等内容进行综合分析，科学进行供电系统设计，确保其在实际应用中具有较高的可靠性。
1综合医院供电系统分析
一般情况下综合医院均以TN-S系统作为供电系统，且局部会应用IT系统。相比TN-C系统，TN-S系统于电源中性点位置将工作零线和保护零线分开，保证保护零线正常状态下电流很小，同时线路压降就比较小，确保零线线路电位和大地电位相近，能够更大程度上来保证病人安全，消除了手术医疗设备带来的威胁。同时，将TN-S系统与漏电保护开关结合设计，一旦漏电电流达到30mA系统就会自动切断，提高系统运行安全性。但是对于心血管造影介入治疗以及血液透析等特殊医疗设备不得采用TN-S系统供电，一旦有超过10μA的电流作用于患者心脏，就会带来生命危险。因此此类特殊场合多应用IT系统，系统电源中性点不接地，但是负载设备外壳接地处理，如果医疗设备运行时漏电，因为与电源没有回路，存在的泄露电流基本上可以忽略不计。并且系统还配套设置有绝缘监测系统以及报警显示器，一旦设备出现漏电情况，系统断路器受短路保护限制不会产生跳闸，为手术的正常进行提供可靠支持。
2案例介绍
本文主要结合浙江省某三甲医院及各单体供电系统设计项目，对综合医院供电系统设计作以简单介绍。
负荷估算
负荷估算如表1所示。（2）因110kVA变电站的每个10kV出线间隔容量约为10000kVA，同时考虑到医院今后有发展用地，该院按引入2路10kV主供、2路10kV全备用进行供电，每路10kV电源接约8000kVA的负荷。在位于院区中心地区的外科大楼地下1层设置院区10kV开闭所，放射式向各栋楼供电。供电线路如图1所示。
3医疗建筑供电设计
3.1供电系统的选用
医院因功能特殊，用电设备繁多且越来越精密化，对供电的要求越来越高。选择合适的供电电源和供电系统对于医院供配电设计至关重要。根据《供配电系统设计规范》3.0.2条和3.0.3条的要求：一级负荷应由双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时收到损坏;一级负荷中特别重要的负荷，除应由双重电源供电外，尚应增设应急电源，设备的供电电源的切换时间，应满足设备允许中断供电的要求。医疗场所根据对电气安全防护的要求分为0类、1类、2类。《医疗建筑电气设计规范》对于重要医疗场所断电后自动恢复供电时间及备用电源供电维持时间有详细规定。
根据3.0.2条和3.0.3条的规定，医院用电设备在失电情况下，备用电源应在规定的切换时间投入。要求自动恢复供电时间根据医疗场所和设施的类别划分为：0.5s以内，0.5s～15s以内，15s以上。要求恢复供电时间小于或等于0.5s时，自备备用电源供电维持时间不应小于3h;其他备用电源供电维持时间不宜小于24h。
3.2应急电源
应急电源是为了保证人身安全以及避免造成重大损失或重大影响而设置的电源。按照GB16895.24—2005《建筑电气装置第7—710部分：特殊装置或场所的要求医疗场所》（IEC60364—7—710：2002，IDT）的规定：在医疗场所内，要求配置安全设施的供电电源.当失去正常供电电源时.该安全电源应在预定的切换时间内投入运行供电给规定的设备。并能在规定的时间内持续供电。因医疗场所有大量设备需要在失电后5s内恢复供电，柴油发电机组无法保障停电转换时间，UPS不间断电源是必不可少的。值得一提的是，随着农村医疗条件的改善和医疗技术的进步，二级以下医院的部分手术室也可能实施中型及以上手术，这类医院的重要手术室和急诊室也需要设置UPS电源。此外，医院中设置柴油发电机组非常必要。UPS电源受蓄电池容量限制，持续供电时间短。在城市遭受重大灾害大规模断电时，医院极可能因为市政电网断电而停止运行，此时柴油发电机组可保障医院内重要负荷的供电，维持医院的运行。
3.3低压配电设计
按用电负荷性质，将照明、电力、消防及其他医用设备分别自成系统。对面积较大的裙房部分，按防火分区设置电气竖井，采用母线槽或电缆垂直树干式供电，各层竖井内采用母线插接箱或电缆T接引至各层配电箱。塔楼部分按负荷容量大小及重要性，每5～10层设置垂直树干式供电，各层竖井内总配电箱水平供电，按使用功能及用电负荷分回路供电。放射科、核医学科、检验科等部门的医疗设备电源，应分别设置切断电源的总开关。大容量的医技设备电源（如电流≥400mA的X光机、2台以内CT机或电子加速器）应从变电所单独供电，并核算设备对电源压降的要求。手术室按其洁净级别要求，有条件的、千级以上手术室均在手术室外设置医用IT系统隔离变压器，其容量规范规定为0.5～10kVA，一般取值5kVA、8kVA较多;二次侧的额定电压不超过250V，当隔离变压器在出院额定电压和额定频率下空载运行时，流向外部或大地的剩余电流不应超过0.5mA。 3.4特别重要负荷配电系统
医院内一、二级负荷配电系统应用的为放射式设计方法，以变电站不同低压母线段提供两路供电，且末端可以自动切换。而对于ICU、手术部、信息中心机房等特别重要负荷配电系统，除双路电源末端自动切换以后还需要增设不间断电源，将自动恢复供电时间控制在0.5s以内，避免各类故障而影响到正常供电状态，提高系统供电质量。
（1）手术室
医院手术室为特别重要负荷，如果供电出现异常，将会直接威胁到病人安全性，造成严重的后果。因此除了要采用双路电源末端自动切换供电方式以外，还需要增加设置不间断电源来提高系统供电可靠性。且不间断电源可选择N+1安全模式设计，便于在线检修维护，减少问题的发生。一般不间断电源额定输出功率需要为最大计算负荷的1.5倍以上，输出功率因数大于0.8[5]。对于部分特殊场合还需要作出相应细节调整，例如心胸外科手术设备要求正常漏电电流在10UA以内，在出现接地故障后，漏电电流也不得超过50UA。
（2）直线加速器
加速器供电电源是通过变电站不同段引出，采用专路供电电源的情况的下还设置有双电源末级切换装置，并在设备端安装容量为用电负荷1.5倍的稳压电源，控制20ms内相间不平衡在2%以内，保证电压能够有效稳定在400V±5%范围内。
（3）医疗设备
以CT、DR、DSA、胃肠机等医疗设备作为对象来研究供电系统时，需要设置专路供电，并将配线距离控制在70m以内，以此来保证谐波对供电系统产生的影响最低。并且面对CT、DSA、MRI等一二级负荷设备，全部要采用双电源末级切换模式，机房内还需要配套设置急停开关，保证在出现异常时能够迅速操作，将供电系統维持在较高的可靠状态。
4结语
综合医院的供电系统设计涉及面广，且施工过程中还要面临较多的修改调整，对设计人员提出了更高的要求。首先，设计人员要多参观、学习，多与业主方沟通，借鉴优秀项目的成果经验;其次，设计中的合理选用设备也非常重要，电气设备更新快，但并不是所有的新系统和新产品都适合，合理使用才是最重要的。
参考文献：
[1]徐肖明，张茹.大型综合医院高可靠供电系统的选择及应用分析[J].科学技术创新，2019（15）：185-186.
[2]邬强.浅谈医院空调系统能耗分析及供电系统科学管理措施[J].科技资讯，2018，16（09）：145-146.
[3]杨健，张宝刚，刘军兴.基于DCT算法的并联有源滤波器在医院供电系统中应用研究[J].电力电容器与无功补偿，2017，38（02）：118-121.
[4]李奇阳.浅谈医院空调系统能耗分析及供电系统科学管理措施[J].江西建材，2015（10）：223+228.
关键词：综合医院;供电系统;设计;研究
0引言
近年来，国家为适应卫生事业发展需求，加强和规范综合医院的建设，新建和改造了一批综合医院。综合医院的建设坚持以人为本、方便患者的原则，设计时应达到功能完善、流程科学、装备适度、运行经济等要求。供电系统是医院医疗活动开展的重要保障，对维持医疗设备正常运行以及患者安全均具有至關重要的作用，必须要提高对其重视。对于大型综合医院来讲，内部医疗装备越来越多，只有可靠的供电系统的支持才能够将其作用发挥出来，因此在实际建设管理中需要根据医疗用电负荷等级划分、负荷性质、防雷接地以及安全防护等内容进行综合分析，科学进行供电系统设计，确保其在实际应用中具有较高的可靠性。
1综合医院供电系统分析
一般情况下综合医院均以TN-S系统作为供电系统，且局部会应用IT系统。相比TN-C系统，TN-S系统于电源中性点位置将工作零线和保护零线分开，保证保护零线正常状态下电流很小，同时线路压降就比较小，确保零线线路电位和大地电位相近，能够更大程度上来保证病人安全，消除了手术医疗设备带来的威胁。同时，将TN-S系统与漏电保护开关结合设计，一旦漏电电流达到30mA系统就会自动切断，提高系统运行安全性。但是对于心血管造影介入治疗以及血液透析等特殊医疗设备不得采用TN-S系统供电，一旦有超过10μA的电流作用于患者心脏，就会带来生命危险。因此此类特殊场合多应用IT系统，系统电源中性点不接地，但是负载设备外壳接地处理，如果医疗设备运行时漏电，因为与电源没有回路，存在的泄露电流基本上可以忽略不计。并且系统还配套设置有绝缘监测系统以及报警显示器，一旦设备出现漏电情况，系统断路器受短路保护限制不会产生跳闸，为手术的正常进行提供可靠支持。
2案例介绍
本文主要结合浙江省某三甲医院及各单体供电系统设计项目，对综合医院供电系统设计作以简单介绍。
负荷估算
负荷估算如表1所示。（2）因110kVA变电站的每个10kV出线间隔容量约为10000kVA，同时考虑到医院今后有发展用地，该院按引入2路10kV主供、2路10kV全备用进行供电，每路10kV电源接约8000kVA的负荷。在位于院区中心地区的外科大楼地下1层设置院区10kV开闭所，放射式向各栋楼供电。供电线路如图1所示。
3医疗建筑供电设计
3.1供电系统的选用
医院因功能特殊，用电设备繁多且越来越精密化，对供电的要求越来越高。选择合适的供电电源和供电系统对于医院供配电设计至关重要。根据《供配电系统设计规范》3.0.2条和3.0.3条的要求：一级负荷应由双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时收到损坏;一级负荷中特别重要的负荷，除应由双重电源供电外，尚应增设应急电源，设备的供电电源的切换时间，应满足设备允许中断供电的要求。医疗场所根据对电气安全防护的要求分为0类、1类、2类。《医疗建筑电气设计规范》对于重要医疗场所断电后自动恢复供电时间及备用电源供电维持时间有详细规定。
根据3.0.2条和3.0.3条的规定，医院用电设备在失电情况下，备用电源应在规定的切换时间投入。要求自动恢复供电时间根据医疗场所和设施的类别划分为：0.5s以内，0.5s～15s以内，15s以上。要求恢复供电时间小于或等于0.5s时，自备备用电源供电维持时间不应小于3h;其他备用电源供电维持时间不宜小于24h。
3.2应急电源
应急电源是为了保证人身安全以及避免造成重大损失或重大影响而设置的电源。按照GB16895.24—2005《建筑电气装置第7—710部分：特殊装置或场所的要求医疗场所》（IEC60364—7—710：2002，IDT）的规定：在医疗场所内，要求配置安全设施的供电电源.当失去正常供电电源时.该安全电源应在预定的切换时间内投入运行供电给规定的设备。并能在规定的时间内持续供电。因医疗场所有大量设备需要在失电后5s内恢复供电，柴油发电机组无法保障停电转换时间，UPS不间断电源是必不可少的。值得一提的是，随着农村医疗条件的改善和医疗技术的进步，二级以下医院的部分手术室也可能实施中型及以上手术，这类医院的重要手术室和急诊室也需要设置UPS电源。此外，医院中设置柴油发电机组非常必要。UPS电源受蓄电池容量限制，持续供电时间短。在城市遭受重大灾害大规模断电时，医院极可能因为市政电网断电而停止运行，此时柴油发电机组可保障医院内重要负荷的供电，维持医院的运行。
3.3低压配电设计
按用电负荷性质，将照明、电力、消防及其他医用设备分别自成系统。对面积较大的裙房部分，按防火分区设置电气竖井，采用母线槽或电缆垂直树干式供电，各层竖井内采用母线插接箱或电缆T接引至各层配电箱。塔楼部分按负荷容量大小及重要性，每5～10层设置垂直树干式供电，各层竖井内总配电箱水平供电，按使用功能及用电负荷分回路供电。放射科、核医学科、检验科等部门的医疗设备电源，应分别设置切断电源的总开关。大容量的医技设备电源（如电流≥400mA的X光机、2台以内CT机或电子加速器）应从变电所单独供电，并核算设备对电源压降的要求。手术室按其洁净级别要求，有条件的、千级以上手术室均在手术室外设置医用IT系统隔离变压器，其容量规范规定为0.5～10kVA，一般取值5kVA、8kVA较多;二次侧的额定电压不超过250V，当隔离变压器在出院额定电压和额定频率下空载运行时，流向外部或大地的剩余电流不应超过0.5mA。 3.4特别重要负荷配电系统
医院内一、二级负荷配电系统应用的为放射式设计方法，以变电站不同低压母线段提供两路供电，且末端可以自动切换。而对于ICU、手术部、信息中心机房等特别重要负荷配电系统，除双路电源末端自动切换以后还需要增设不间断电源，将自动恢复供电时间控制在0.5s以内，避免各类故障而影响到正常供电状态，提高系统供电质量。
（1）手术室
医院手术室为特别重要负荷，如果供电出现异常，将会直接威胁到病人安全性，造成严重的后果。因此除了要采用双路电源末端自动切换供电方式以外，还需要增加设置不间断电源来提高系统供电可靠性。且不间断电源可选择N+1安全模式设计，便于在线检修维护，减少问题的发生。一般不间断电源额定输出功率需要为最大计算负荷的1.5倍以上，输出功率因数大于0.8[5]。对于部分特殊场合还需要作出相应细节调整，例如心胸外科手术设备要求正常漏电电流在10UA以内，在出现接地故障后，漏电电流也不得超过50UA。
（2）直线加速器
加速器供电电源是通过变电站不同段引出，采用专路供电电源的情况的下还设置有双电源末级切换装置，并在设备端安装容量为用电负荷1.5倍的稳压电源，控制20ms内相间不平衡在2%以内，保证电压能够有效稳定在400V±5%范围内。
（3）医疗设备
以CT、DR、DSA、胃肠机等医疗设备作为对象来研究供电系统时，需要设置专路供电，并将配线距离控制在70m以内，以此来保证谐波对供电系统产生的影响最低。并且面对CT、DSA、MRI等一二级负荷设备，全部要采用双电源末级切换模式，机房内还需要配套设置急停开关，保证在出现异常时能够迅速操作，将供电系統维持在较高的可靠状态。
4结语
综合医院的供电系统设计涉及面广，且施工过程中还要面临较多的修改调整，对设计人员提出了更高的要求。首先，设计人员要多参观、学习，多与业主方沟通，借鉴优秀项目的成果经验;其次，设计中的合理选用设备也非常重要，电气设备更新快，但并不是所有的新系统和新产品都适合，合理使用才是最重要的。
参考文献：
[1]徐肖明，张茹.大型综合医院高可靠供电系统的选择及应用分析[J].科学技术创新，2019（15）：185-186.
[2]邬强.浅谈医院空调系统能耗分析及供电系统科学管理措施[J].科技资讯，2018，16（09）：145-146.
[3]杨健，张宝刚，刘军兴.基于DCT算法的并联有源滤波器在医院供电系统中应用研究[J].电力电容器与无功补偿，2017，38（02）：118-121.
[4]李奇阳.浅谈医院空调系统能耗分析及供电系统科学管理措施[J].江西建材，2015（10）：223+228.