摘 要:本文分析了醫(yī)院的供電系統(tǒng)特征，介紹了電力監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成，并分析了應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)醫(yī)院的供電可靠性、電力經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、故障隱患提前識(shí)別的作用。該電力監(jiān)控系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)、計(jì)量保護(hù)裝置和總線技術(shù)，對(duì)中、低壓配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)及遠(yuǎn)程控制進(jìn)行了集中管理。
該系統(tǒng)對(duì)全線的變電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，并采集、分析變電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，從而為供電系統(tǒng)的調(diào)度、維護(hù)提供科學(xué)的依據(jù)。以確保牽引供電系統(tǒng)和全線的電力變配電系統(tǒng)安全可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)也取得了很大發(fā)展，但一些大型醫(yī)院的建筑大部分都在20世紀(jì)建設(shè)，供電系統(tǒng)一般與主體建筑同時(shí)建設(shè)，存在著設(shè)備老化，安全隱患較多，智能化程度不高等問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)在電力行業(yè)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，管理者已經(jīng)不再滿足于在固定的監(jiān)控中心才能監(jiān)控變配電現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行工況。鄭州金特萊電力監(jiān)控系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的Web架構(gòu)方式，作為www網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的軟件，其分布式的結(jié)構(gòu)保證了發(fā)揮系統(tǒng)大的效率。
醫(yī)院因其工作的特殊性，還存在著人員密集、人流量大，病員的就診和生活無(wú)法嚴(yán)格區(qū)分，樓宇設(shè)備、建筑醫(yī)療設(shè)備、病房醫(yī)療設(shè)備密集的特點(diǎn)。從供配電方面來(lái)看，第一，醫(yī)院的供電負(fù)荷等級(jí)較高，供配電方式與其他民用建筑有較大區(qū)別，各種大功率儀器設(shè)備多，使用人員對(duì)用電專業(yè)知識(shí)比較缺乏，用電安全隱患較多，漏電流對(duì)病人構(gòu)成了潛在的危險(xiǎn)。此外，為貫徹落實(shí)《公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例》，加強(qiáng)對(duì)醫(yī)院的電力能耗監(jiān)測(cè)和用能分析核算，需要引進(jìn)智能電力監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)供電系統(tǒng)實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)測(cè)供電質(zhì)量、電能消耗和電力安全保護(hù)。第二，根據(jù)目前國(guó)內(nèi)眾多配電系統(tǒng)的主流設(shè)計(jì)思路和發(fā)展趨勢(shì)，配電的智能化、網(wǎng)絡(luò)化目前應(yīng)用已非常廣泛，配電智能化系統(tǒng)在整個(gè)配電系統(tǒng)中的作用也是顯得越來(lái)越重要，隨著通信技術(shù)和軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，我們有理由相信，配電系統(tǒng)的智能化對(duì)提升醫(yī)院建筑的整體智能化水平將會(huì)起到積極的作用。
目前，供配電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及可靠性對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著舉足輕重的作用，全國(guó)各地重點(diǎn)工程項(xiàng)目、標(biāo)志性建筑、大型公共設(shè)施等用戶的急劇增加，對(duì)供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、實(shí)時(shí)性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。
??智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、系統(tǒng)構(gòu)成及系統(tǒng)功能
(一)設(shè)計(jì)原則
??根據(jù)可靠性和高效率配電管理的要求，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵循下列原則。
??1.系統(tǒng)的實(shí)用性。智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的組成和實(shí)際一定要符合現(xiàn)場(chǎng)配電的實(shí)際情況，系統(tǒng)的實(shí)用性是首先應(yīng)遵循的第一設(shè)計(jì)原則。應(yīng)具有良好的可學(xué)習(xí)性和可操作性，使具備電腦初級(jí)操作水平的管理人員，通過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)就能掌握系統(tǒng)的操作要領(lǐng)，達(dá)到能完成值班任務(wù)的操作水平。
??2.系統(tǒng)的安全性。大型綜合性醫(yī)院的負(fù)荷等級(jí)大多為一級(jí)負(fù)荷，系統(tǒng)安全性顯得尤為重要，要求系統(tǒng)中的所有設(shè)備及配件在性能安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，還應(yīng)符合中國(guó)或國(guó)際有關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)。
??3.系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。電力系統(tǒng)中的電參量時(shí)刻都處在變化中，超負(fù)荷、不平衡等因素將會(huì)對(duì)配電設(shè)備造成巨大損害，這些因素的產(chǎn)生具有偶然性，所以對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求非常關(guān)鍵，不僅要能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，還應(yīng)具有記錄存儲(chǔ)的功能。
??4.系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于智能電力監(jiān)控系統(tǒng)是一項(xiàng)長(zhǎng)期不間斷運(yùn)行的系統(tǒng)，肩負(fù)著監(jiān)測(cè)配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況，并具有一定的處理事件的功能，系統(tǒng)應(yīng)有良好的穩(wěn)定性。
??5.系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并不是一成不變的，要求系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)預(yù)留多路與其他系統(tǒng)的通訊接口，如樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)(BAS)、管理信息系統(tǒng)(MIS)、消防控制系統(tǒng)等，為以后實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展打下基礎(chǔ)。
??6.系統(tǒng)的易維護(hù)性。智能電力監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的維護(hù)應(yīng)盡量做到簡(jiǎn)單易行。
??(二)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
??電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層和站控層組成。
??各現(xiàn)場(chǎng)儀表通過(guò)屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入擴(kuò)展卡，擴(kuò)展卡插在監(jiān)控主機(jī)上。
??網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)采用間隔層、通訊層和網(wǎng)絡(luò)層三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
??1.設(shè)備層由智能測(cè)量?jī)x表單元組成。以總線形式接入站級(jí)層主控單元，傳輸介質(zhì)采用屏蔽雙絞線(RVVSP)。主要從電路測(cè)量和信號(hào)采集并與主控單元進(jìn)行通信等功能。
??2.網(wǎng)絡(luò)層由通訊子站構(gòu)成(即擴(kuò)展卡)，主要是從設(shè)備層采集電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)并執(zhí)行調(diào)配以及通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，然后接入站控層，將本站經(jīng)處理的數(shù)據(jù)上傳和接受站控層下傳的設(shè)定參數(shù)或控制信號(hào)等指令。
??3.站控層直接接收并處理從擴(kuò)展卡上傳的電參量信號(hào)。
??(三)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控儀表的功能要求
??1.配電房及重要科室
??測(cè)量及顯示內(nèi)容：全電參量測(cè)量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì);諧波分量;電壓波峰系數(shù)、電話波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計(jì)算;電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量測(cè)量。
??2.普通樓層
??測(cè)量及顯示內(nèi)容：三相電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、有功電能、無(wú)功電能、四象限電能、功率因數(shù)、頻率;單回路剩余電流、溫度。多路繼電器輸出、支持消防聯(lián)動(dòng)、事件記錄。
??3.接口
??RS-485接口，并采用Modbus-RTU等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議。
??(四)系統(tǒng)功能
??電力監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和通信系統(tǒng)提供的傳輸通道，完成對(duì)各回路電力參數(shù)的數(shù)據(jù)采集，信息經(jīng)分析、處理，以報(bào)表等多種形式供值班員參考，使值班員能夠便捷的掌握供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，包括相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀況。
??1.友好的人機(jī)交互界面（HMI）
??標(biāo)準(zhǔn)的變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況；龐大的系統(tǒng)具有多畫(huà)面切換及畫(huà)面導(dǎo)航的功能；分散的配電系統(tǒng)具有空間地理平面的系統(tǒng)主畫(huà)面。主畫(huà)面可直觀顯示各回路的運(yùn)行狀態(tài)，并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機(jī)交互界面并實(shí)時(shí)刷新。
??2.用戶管理
??電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件可對(duì)不同級(jí)別的用戶賦予不同權(quán)限，從而保證系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的安全性和可靠性。如對(duì)某重要回路的合/分閘操作，需操作員級(jí)用戶輸入操作口令外，還需工程師級(jí)用戶輸入確認(rèn)口令后方可完成該操作。
??3.數(shù)據(jù)采集處理
??電力監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各電參量及開(kāi)關(guān)量狀態(tài)（包括三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、電能、溫度、開(kāi)關(guān)位置、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等），將采集到的數(shù)據(jù)或直接顯示、或通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示（總系統(tǒng)功率、負(fù)荷大值、功率因數(shù)上下限等），并對(duì)重要的信息量進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)。
??4.事件記錄和故障報(bào)警
??智能電力監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)所有用戶操作、開(kāi)關(guān)變位、參量越限及其它用戶實(shí)際需求的事件均具有詳細(xì)的記錄功能，包括事件發(fā)生的時(shí)間位置，當(dāng)前值班人員事件是否確認(rèn)等信息，對(duì)開(kāi)關(guān)變位、參量越限等信息還具有聲音報(bào)警功能，同時(shí)自動(dòng)對(duì)運(yùn)行設(shè)備發(fā)送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。
??5.保護(hù)信息管理
??管理保護(hù)定值和保護(hù)動(dòng)作信息，提供有關(guān)查詢。可自動(dòng)生成各種類型的實(shí)時(shí)運(yùn)行報(bào)表、歷史報(bào)表、事件故障及告警記錄報(bào)表、操作記錄報(bào)表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值，自動(dòng)生成電能的日、月、季、年度報(bào)表，根據(jù)復(fù)費(fèi)率的時(shí)段及費(fèi)率的設(shè)定值生成電能的費(fèi)率報(bào)表，查詢打印的起點(diǎn)、間隔等參數(shù)可自行設(shè)置；系統(tǒng)設(shè)計(jì)還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報(bào)表輸出功能。
相關(guān)參數(shù)：
1. 重要遙測(cè)更新周期：<2S
2. 一般遙測(cè)更新周期：<3S
3. 事故時(shí)遙信變位傳送時(shí)間：≤1S
4. 事故推畫(huà)面時(shí)間：<2S
5.?模擬量測(cè)量綜合誤差：<0.5%
6. 電網(wǎng)頻率測(cè)量誤差：<0.01Hz
7. 調(diào)用畫(huà)面響應(yīng)時(shí)間：1S~3S
8. 單元控制裝置接受命令到開(kāi)始執(zhí)行時(shí)間：≤1S
9. 網(wǎng)絡(luò)速率：100兆或1000兆
10.?事件記錄正確率：≥99.9%
11. 遙調(diào)正確率：100%
12.遙測(cè)正確率：≥99.9%
13. 海拔高度：≤4000m
14.工作環(huán)境溫度范圍：-20℃~+65℃
15. 存儲(chǔ)環(huán)境溫度范圍：-40℃~+85℃
16. 相對(duì)濕度：≤95%（25℃）
17.在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)容量支持到10000點(diǎn)基本保持以下系統(tǒng)指標(biāo)：
18. 系統(tǒng)使用壽命：≥10年
19.系統(tǒng)平均無(wú)故障時(shí)間：系統(tǒng)MTBF≥30000小時(shí)
20.CPU負(fù)載：正常情況下負(fù)荷率≤15%（任意5分鐘內(nèi)平均）
事故情況下負(fù)荷率≤35%（任意1分鐘內(nèi)平均）
??智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)是基于各種模擬量的直接讀取，各種儀表分布分散，且各種運(yùn)行數(shù)據(jù)都具有即時(shí)性，可能在某個(gè)時(shí)段前后，各個(gè)供電參數(shù)有截然不同的變化。所以要對(duì)傳統(tǒng)的供配電系統(tǒng)改造，引進(jìn)智能電力監(jiān)控系統(tǒng)，利用智能電力監(jiān)控系統(tǒng)強(qiáng)大的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的即時(shí)功耗、供電質(zhì)量、漏電流、配電干線溫升的實(shí)時(shí)監(jiān)控，觀測(cè)電參數(shù)的變化和各種異常情況。在電腦中記錄連續(xù)的運(yùn)行數(shù)據(jù)變化，通過(guò)回顧追訴事件發(fā)生的過(guò)程，對(duì)配電系統(tǒng)實(shí)行24小時(shí)監(jiān)控，為醫(yī)院的供電保障和能耗分析提供決策依據(jù)。設(shè)置各種電參數(shù)運(yùn)行上下極值，提前發(fā)現(xiàn)各種事故隱患，及時(shí)排除故障，提升整個(gè)配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平，保障醫(yī)院的供電安全和病員的生命安全。
智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的的完善既可提高安保人員的工作效率，同時(shí)也可以大限度的提升變電站的安防等級(jí)，使變電站成為一個(gè)現(xiàn)代化智能安防的典范。這就要求在變電站的智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)中充分考慮可能完善的整體規(guī)劃，并圍繞當(dāng)前應(yīng)用需求的特點(diǎn)本著實(shí)用與發(fā)展相結(jié)合的總體原則，以滿足目前的應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，合理優(yōu)化設(shè)計(jì)方案;并兼顧未來(lái)的應(yīng)用需求和技術(shù)發(fā)展，為系統(tǒng)在技術(shù)上提供有效的平滑過(guò)渡環(huán)境。保障電站內(nèi)的正常安全的工作環(huán)境，以及在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)能夠按照相應(yīng)預(yù)案進(jìn)行有效地組織管理和科學(xué)合理地調(diào)度指揮，就是對(duì)安防系統(tǒng)的基本要求。
隨著社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，配電系統(tǒng)的智能化已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)，可提升醫(yī)院建筑的整體智能化水平，極大方便醫(yī)院的供電安全管理和能耗管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)院配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)消除各種用電安全隱患，便于電能的遠(yuǎn)程抄表及分析研究，為管理者提供各種節(jié)能技術(shù)參考。配電系統(tǒng)的智能化改造應(yīng)用必將會(huì)在醫(yī)院的后勤管理中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
智能電力監(jiān)控系統(tǒng)正逐步滲入社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)角落，其在電力等能源開(kāi)采領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)有相當(dāng)?shù)臍v史了，但是電力行業(yè)和安防行業(yè)都在快速的發(fā)展，新需求和新技術(shù)層出不窮，能源結(jié)構(gòu)的改革和技術(shù)創(chuàng)新必將給電力行業(yè)安防帶來(lái)新的生機(jī)。