摘要
本文以浙江榮軍醫院為實(shí)例，介紹大型綜合醫院醫療工作對后勤供電保障要求的特殊性和重要性，應用計算機實(shí)時(shí)監控技術(shù)，實(shí)現對醫院供電系統的實(shí)時(shí)監控，大大提高了供配電系統運行可靠性和管理的科學(xué)合理性。
1 項目概況
浙江省榮軍醫院（嘉興市第三醫院）是浙江省*直屬的省級優(yōu)撫醫院，承載著(zhù)為全省一至四級殘疾軍人提供醫療、休養、康復服務(wù)、為全省在鄉殘疾軍人、老復員軍人等優(yōu)撫對象提供短期療養服務(wù)、為駐地人民群眾提供公益性醫療服務(wù)等重要任務(wù)。醫院座落于黨的誕生地——嘉興，是集醫療、科研、教學(xué)、康復為一體的大型綜合性醫院，為嘉興市本級六大公益性醫療機構之一。醫院位于嘉興市二環(huán)西路與雙園路交界處（雙園路309號；中環(huán)西路589號），占地101.7畝，建筑面積5.5萬(wàn)平方米，核定床位600張，擁有職工550余人，設有30多個(gè)臨床醫療、醫技科室和內科、外科、骨科、康復科、老年病科、眼科、ICU等11個(gè)病區以及健康體檢中心。
浙江省榮軍醫院供電系統，設計六臺干式變壓器供電，采用高供高計。共兩個(gè)配電房，在1#電房?jì)仍O一組高壓開(kāi)關(guān)柜，共 6臺，采用直流微機保護，共6臺，直流屏為落地式，變壓器采用干式變壓器，共106個(gè)低壓配電回路；在2#電房?jì)裙?2個(gè)低壓配電回路。
2 初步方案設想
隨著(zhù)醫療電子電器技術(shù)的飛速發(fā)展，現代醫療開(kāi)始更多的依賴(lài)于電氣和電子設備。這些設備對于醫院的用電環(huán)境要求越來(lái)越高，過(guò)去的配電設計遠不能滿(mǎn)足人們對安全保障的要求。尤其是手術(shù)室等一些重要場(chǎng)所存在大量設備觸及人體內臟和大腦等器官，如發(fā)生供電中斷等電氣故障，很可能會(huì )危及到人身生命安全。因此，正確規劃醫院各種設備和照明用電， 科學(xué)合理地設計供配電路線(xiàn)與方案，對確保連續、安全可靠供電，防止停電故障帶來(lái)的危害有著(zhù)非常重要的意義和作用。因此本智能變配電系統在以下各方面達到預定的目標：
1）在現有的基礎條件上，加裝變配電監控系統；
2）掌握變電所電力設備運行情況；
3）系統內部能夠實(shí)現統一的監控平臺，能夠得到系統內部全部參數的實(shí)時(shí)數據；對整個(gè)供配電系統的智能化管理，能夠對供配電系統中所有電氣設備的運行狀態(tài)進(jìn)行安全、可靠、準確地實(shí)時(shí)監視、控制，實(shí)現系統故障、異常實(shí)時(shí)報警并具有故障追憶功能。
4）對電能管理系統中各種狀態(tài)監測、歷史數據生成報表，系統可以設計和管理多種報表樣式，實(shí)現日、周、月、年負荷報表管理；
5）能夠加強用電負荷控制和電能成本統計分析、匯總。
6）實(shí)現單位能耗對比、重要負荷對比、同類(lèi)負荷用電能耗對比，以圖表、棒圖、曲線(xiàn)圖進(jìn)行分析，并體現，實(shí)現可視化管理；
7）可對各部門(mén)制定相應的能耗指標，提高公共的節能意識；
8） 提高電能統計數據的精度與實(shí)時(shí)性；
9） 實(shí)現對電能能耗指標的評估和電能消耗結構分析及電能消耗成本分攤；
10） 能夠準確、及時(shí)地進(jìn)行事件順序記錄、各種圖表的匯總、分類(lèi)、輸送或上報，并具有打印、存盤(pán)和光盤(pán)刻錄存儲功能。
11） 使設備優(yōu)化運行，降低維護成本；
12） 控制電能消耗成本；
13） 提高電氣系統運行管理效率；
14） 數據記錄和故障數據記錄；
15） 實(shí)現數據Web瀏覽功能，醫院各級*在一定權限下，在網(wǎng)絡(luò )上能夠查看醫院用能情況；
16）提高配電系統運行管理效率，大幅提升管理水平；
17）為企業(yè)發(fā)現有節能機會(huì )提供了可能；
18） 可實(shí)現信息的擴展與互連，可實(shí)現與其他系統無(wú)縫連接；
19） 實(shí)現各變電站無(wú)人或少人值班；
3 設計方案
3.1設計標準
IEEE 電氣和電子工程師協(xié)會(huì )標準
IEC 電工技術(shù)委員會(huì )標準
ISO 標準化協(xié)會(huì )標準
GB 中華人民共和國國家標準
DL 中華人民共和國電力工業(yè)部行業(yè)標準
IEC8705 遠動(dòng)設備及系統傳輸規約
GB/T15532-1995 計算機軟件單元測試
GB/T13729-1992 《遠動(dòng)終端通用技術(shù)條件》
GB/T15153-94 《遠動(dòng)設備及系統工作條件環(huán)境條件和電源》
DL/T630-1997 《交流采樣遠動(dòng)終端通用技術(shù)條件》
GB/T17626.8 《工頻磁場(chǎng)的抗擾度試驗》
GB/T14598.10-1996 《快速瞬變干擾試驗》
DL476-92 《電力系統實(shí)時(shí)數據通信應用層協(xié)議》
GB2887-1992 《計算機場(chǎng)地技術(shù)要求》
DL/T 698 電能信息采集與管理系統
DL/T 698.1-2009部分： 總則
DL/T 698.2-2010 第2部分： 主站技術(shù)規范
DL/T 698.31-2010 第3.1部分：電能信息采集終端技術(shù)規范-通用要求
DL/T 698.35-2010第3-5部分：電能信息采集終端技術(shù)規范-低壓集抄表終端特殊要求
DL/T 698.41-2010第4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信
DL/T 698.42-2010第4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議
DL/T/814-2002 配電自動(dòng)化系統功能規范
GB/T/3047.1 面板、架和柜的基本尺寸系列
DL/T5137-2001 《電測量及電能計量裝置設計技術(shù)規程》
GB2887 計算站場(chǎng)地技術(shù)條件
3.2系統結構
整個(gè)系統采設計了一套Acrel2000電力監控系統，采用分層分布式結構，即現場(chǎng)設備層、網(wǎng)絡(luò )管理層、監控管理層，如下圖所示：
整套電力監控系統監控管理層包括電力監控主機、打印機、UPS電源等，整個(gè)系統的核心Acrel2000電力監控軟件安裝于電力監控主機，UPS電源作為不間斷電源，當設備供電出現故障時(shí)，可以保證電力監控主機正常運行，運行數據不丟失。
配電需要的數據采集主要通過(guò)P80可編程智能電測表、微機保護等裝置進(jìn)行采集，這些采集設備可獨立完成測量、控制、報警、通訊等功能，一個(gè)設備出現問(wèn)題時(shí)，不會(huì )影響其他設備正常運行。所有這些設備均有485通訊接口，可以通過(guò)RS485總線(xiàn)連接到網(wǎng)絡(luò )層。
針對2#配電房距離值班室較遠，底層監控裝置具備RS485接口，網(wǎng)絡(luò )通訊介質(zhì)采用屏蔽雙絞線(xiàn)，通訊協(xié)議采用Modbus通訊規約，通過(guò)RS485總線(xiàn)方式將數據傳送至以太網(wǎng)關(guān)；上層網(wǎng)絡(luò )通訊介質(zhì)采用光纖傳輸，通訊管理機將采集的數據經(jīng)處理后經(jīng)光纖收發(fā)器和光纜上傳至位于1#配電室內電力監控值班室；1#配電室內高低壓配電系統監控設備位于值班室旁，所有監控裝置具備RS485通訊接口，網(wǎng)絡(luò )介質(zhì)采用屏蔽雙絞線(xiàn)，通訊協(xié)議采用Modbus通訊規約，通過(guò)RS485總線(xiàn)方式將數據傳送至值班室的通訊管理機，上層通訊介質(zhì)使用超五類(lèi)線(xiàn)，通訊管理機將采集的數據處理后經(jīng)TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò )信號上傳至總配值班室監控主機。
整個(gè)配電系統以計算機站控管理系統為核心，采用現代通訊技術(shù)，對整個(gè)配電系統的用電狀況進(jìn)行統一管理，實(shí)時(shí)監測每個(gè)環(huán)節、每種設備的用電量；實(shí)時(shí)監測、監督電能質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現用電故障，避免用電的浪費。
3.3系統功能
數據采集與管理
數據采集與處理是供配電系統安全監視和控制的基礎，監控系統能實(shí)時(shí)和定時(shí)采集電氣設備的模擬量（電流、電壓、功率、電度、頻率等）和開(kāi)關(guān)量（斷路器及隔離開(kāi)關(guān)位置信號、繼電保護及自動(dòng)裝置信號、設備運行狀態(tài)信號、以及各種事件信息等）。 監控系統軟件可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )直接讀取各配電所電力參數測量?jì)x、電能質(zhì)量監測裝置和第三方設備（如：綜合保護裝置等）采集的數據，并可以對采集的所有數據進(jìn)行顯示、統計、分析、計算和存儲。 實(shí)時(shí)計算各線(xiàn)路的功率因數。
實(shí)時(shí)計算各線(xiàn)路的有功、無(wú)功功率值。
實(shí)時(shí)計算每日、每月各條線(xiàn)路的有功，無(wú)功大、小及平均值。
實(shí)時(shí)顯示、統計各回路各時(shí)段的電度值,對電能數據進(jìn)行分時(shí)計費統計,根據用戶(hù)要求具有多種分時(shí)計費(尖、峰、谷、平值等)方案和費率的種類(lèi)。實(shí)時(shí)顯示、統計各回路每日、每月、每年的有功電度總值和無(wú)功電度總值。
實(shí)時(shí)顯示電容的投切狀態(tài)以及手動(dòng)/自動(dòng)狀態(tài)。
數據采集周期、方式、參數等可由用戶(hù)在線(xiàn)定義，狀態(tài)量的變化優(yōu)先傳送。
信息處理
對信號采集系統所采集實(shí)時(shí)數據進(jìn)行統計、分析、計算，將數據進(jìn)行定時(shí)存儲。對同用電單位不同時(shí)期、不同用電單位同一時(shí)期用電量進(jìn)行統計；作為電費的管理平臺，與實(shí)際發(fā)生電費進(jìn)行比較；根據柴油發(fā)電機發(fā)電量，對消耗燃油進(jìn)行估算。
清晰的反映整個(gè)醫院各個(gè)部門(mén)的用電構成，建立*部門(mén)，通過(guò)與*部門(mén)的比較，發(fā)現偷電、漏電、長(cháng)明燈、未使用設備下電等環(huán)節；對不同的節能方案節能效果的評估，有利于有針對性地選擇節能措施，還可以作為合同能源管理項目的計量系統；
電能報表實(shí)現了實(shí)現了所有電能數據的按時(shí)間查詢(xún)，分為分鐘、小時(shí)、日、月年等多種類(lèi)型；
電能匯總表，所有監控設備電能匯總，按時(shí)間段查詢(xún)，自動(dòng)計算任意時(shí)段用電量；
打印及導出，所有報表及界面均可打印，或以EXCEL、WORD格式導出；
電能匯總如下圖所示：
畫(huà)面顯示
19寸彩色液晶顯示作為人機交互界面，實(shí)時(shí)顯示配電系統各種信息畫(huà)面，包括各斷路器當前狀態(tài)、各回路當前電壓、電流、功率等測量值的實(shí)時(shí)信息。聲光提示報警信息、保護設備動(dòng)作及復位信息。下圖所示為低壓配電房一次配電系統圖：
用電趨勢
對任何測量參數繪制趨勢圖：如電流、電壓、電能等。通過(guò)用電曲線(xiàn)圖可以顯示需量的峰值情況，發(fā)現危險地負荷趨勢或系統的剩余容量?？梢詫⒉煌瑫r(shí)間段的負荷曲線(xiàn)進(jìn)行匯總或比較，追蹤每個(gè)用電單位每個(gè)回路所需消耗的電力成本。用電趨勢如下圖所示：
告警與控制
當出現開(kāi)關(guān)變位事故、遙測越限、保護動(dòng)作或其他報警信號時(shí)，系統發(fā)出音響提示，并自動(dòng)彈出報警畫(huà)面，報警需操作員確認后方可復位，報警系統記錄入監控數據庫。 當發(fā)生開(kāi)關(guān)變位時(shí)，自動(dòng)推出時(shí)間報警窗和故障相關(guān)畫(huà)面，畫(huà)面中變位開(kāi)關(guān)閃爍，變色提示并在報警框內有漢字提示的報警語(yǔ)句及當前的變位狀態(tài)，并指明變位開(kāi)關(guān)名稱(chēng)，運行編號和性質(zhì)（正常操作或事故跳閘）。 當發(fā)生電流/電壓越*，畫(huà)面閃爍提示，并在報警提示框里顯示當前越限值。 監控系統自動(dòng)存儲歷史數據和歷史事件，用戶(hù)可以按照設備，數據類(lèi)型，時(shí)間段等等項目自定義查詢(xún)。 除計算機報警外，系統還設有專(zhuān)門(mén)的聲光報警器，以提醒值班人員。
4 結束語(yǔ)
該項目所采用的Acrel2000電力監控系統已經(jīng)于2014年正式投入運行，整個(gè)系統運行穩定、安全，極大的方便了用戶(hù)的使用，提供了大量實(shí)時(shí)、準確的電力數據，為管理者進(jìn)行內部計量考核、安全用電做出了只管依據，進(jìn)一步保證了醫院供電系統的科學(xué)性及穩定性，為今后的節能管理的實(shí)施打下了基礎。
參考文獻
任致程，周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007.4
作者簡(jiǎn)介：周菁，女，本科，就職于江蘇安科瑞電器制造有限公司。
