综合医院外科大楼供配电设计

综合医院外科大楼供配电设计

由于大型综合医院功能复杂，配置多种先进的医疗诊断和治疗仪器，为人民的生命健康检查、诊断提供了坚实的设施保障，其供配电设计对于保障医院的安全、可靠、稳定运行尤为重要。本文结合某项目供配电设计的实践和体会，简要介绍大型综合医院供配电设计方案，与电气设计同行共同分享和探讨。

工程概况

本项目为某综合性医院的外科大楼，其功能主要涵盖了外科病房、手术部、外科住院部、门诊、健康管理中心、消毒供应室及地下机房、动力中心、地下车库等。建筑面积约为18万㎡，其中地上17层（含手术设备夹层）面积约为13万㎡，地下3层面积约为5万㎡。总床位数837床，其中监护病房36床。建筑高度80m，属于一类高层建筑，耐火等级为一级，设计抗震烈度为八度。

负荷分级

（一）负荷等级划分依据

在设计医院供配电系统之前，首先要根据不同负荷的供电等级进行划分。现主要根据《医疗建筑电气设计规范》、《民用建筑电气设计规范》、《综合医院建筑设计规范》等进行负荷等级划分；此外，还要参考医疗场所安全设施的类别和级别划分，如国家标准《建筑物电气装置第7-710部分：特殊装置或场所的要求——医疗场所》GB16895.24-2005。该标准把医疗场所按医疗电气设备与人体接触分为3类，分别为0类医疗场所、1类医疗场所和2类医疗场所，其分类规定如下：

0 类医疗场所：无需与患者身体接触的电气装置工作的场所。

1 类医疗场所：医疗电气设备的接触部件需要与患者体表、体内（除了2类医疗场所所述环境以外）接触的电气装置工作的场所。

2 类医疗场所：医疗电气设备的接触部件需要与患者体内（主要指心脏或接近心脏部位）接触以及电源中断危及患者生命的电气装置工作的场所。

由此可见，医院的负荷等级除应满足建筑本身的设备及场所划分，还应考虑与人体生命安全息息相关的电气设备及场所的负荷等级。

表1 医疗场所安全设施的类别和级别划分示例

（二）负荷等级的划分

该项目火灾报警及联动控制设备、消防泵、消防电梯、排烟风机、消防补风机、加压送风机、安防系统、应急照明，手术部、病理切片分析、核磁共振、ICU、介入治疗用CT、血库、抢救室、治疗室及配血室的电力照明用电、走道照明、值班照明、警卫照明、障碍照明用电、洁净度手术室空调系统用电、医用气体机房设备（制氧机、真空泵、压缩机等）、弱电机房、生活泵、电梯、潜水泵等为一级负荷。其中抢救室、手术部、ICU等涉及患者生命安全的设备（如呼吸机等）及照明用电为一级负荷中特别重要负荷。诊断用CT及DR用电、电子显微镜、供热采暖系统用电、主要会议室、主要办公室、高级病房用电等为二级负荷。其余负荷为三级负荷。

供电系统

（一）电源

本工程分别从两个不同的变电站（开闭站）引入双重10kV 电源，进线采用电缆埋地方式引入。两路电源同时工作，互为备用；每路均能承担本工程全部一、二级负荷。要求当一路电源发生故障时，另一路电源不应同时受到损害。

（二）高压配电系统

高压10kV 配电系统采用单母线分段运行，手动联络。主进开关与联络开关设电气联锁，任何情况下只能合其中的2个开关。低压配电系统采用单母线分段运行，

可自动或手动联络，母联需具备自投自复、自投不自复、手动投入三种方式。在相关两台变压器总负荷不超过单台的 1.1 倍时联络开关可设为自投。主进开关与联络开关设电气联锁，任何情况下只能合其中的2个开关。

（三）低压配电变压器的设置

根据负荷情况，在地下2层变配电室内设置了8台2000kVA干式变压器。其中1~4#变压器对大楼的照明、医疗动力、空调及其他电力、消防负荷供电；5#、6#变压器对冷冻机房的水泵类负荷、厨房动力及现有院区其他建筑的供电；7#、8#变压器对冷冻机房8 台冷冻机组供电。非空调季节可停运7#或8#变压器，利于节能。系统主接线图见图1。

图1 供配电系统主接线方案图

（四）应急电源的设置

为保证一级负荷中的特别重要负荷及消防负荷供电的可靠性，本工程设置了2台1600kW快速自启动柴油发电机组作为应急电源。当两路市电均断电时，15s 内2台柴油发电机组完成并机启动，保证一级负荷中特别重要负荷及消防负荷可靠供电。

当双重10kV电源均失电或有联络的两台变压器同时故障时，从低压进线配电柜进线开关前端取柴油发电机的延时启动信号至柴油发电机房，信号延时0~10s （可调）自动启动柴油发电机组。两台柴油发电机组在15s内并机自启动，达到额定转速、电压、频率后投入，并对应急母线段负荷供电。当市电恢复供电时，机组自动分闸并经冷却延时后停机。柴油发电机组与市电设电气、机械联锁。考虑到医院的特殊性、消防防火等因素，未在柴油发电机房内设置储油箱，而另在室外邻近柴油发电机房的位置设置了一个不小于8h的地下储油罐，并预留临时柴油车的输油接口。对停电要求小于0.5s的重要负荷，如手术室、ICU及重要的计算机房设备用电，还采用UPS 不间断电源设备供电。

电力、医疗动力及空调配电、控制系统

（一）低压配电的供电方式

低压配电采用放射式与树干式相结合的方式，对于单台容量较大的负荷或重要负荷如冷冻机、水泵

房、电梯机房等设备采用放射式供电；对于一般负荷采用树干式与放射式相结合的供电方式。

（二）大型医疗设备的供电

由低压配电柜采用放射式向大型医疗设备（如MR、CT、DR）供电，配电电缆应满足对电源内阻的要求。由于大型医疗设备在初期设计阶段往往都未最终选定，故通常对其供电的电力电缆须在设备确定并核对无误后敷设，以避免浪费。（三）消防负荷及一级负荷中特别重要负荷的供电

消防负荷及一级负荷中特别重要负荷如：消防泵、排烟风机、加压送风机、消防控制室、消防电梯、抢救、检验中心、ICU、呼吸机等维持患者生命的设备及计算机监控中心等，采用双电源供电并在末端自动切换。

（四）手术层的配电

手术层根据防火分区及洁净区的划分，分别设置专用配电总柜。为了维护检修方便、减少外来尘及病菌对手术部洁净区的污染，手术部总配电柜应设于非洁净区并采用双路电源供电并按根据容量设置UPS不间断电源。为保证供电可靠性，各手术室设专用配电箱并采用放射式供电，配电箱不应设在手术室内部，应设在手术室外廊侧墙内。配电室放射式双路电源供电，在配电柜内自动切换后，放射式供电至各手术室专用配电箱。