醫(yī)院電力系統(tǒng)用不間斷電源的建議方案論文

實用文時間：2021-08-31 手機版

　　摘要：不間斷電源作為一種能夠保證不間斷供電的系統(tǒng)設備，近年來在醫(yī)院、銀行、學校、機關、電力通信等各個行業(yè)的電力系統(tǒng)中都有著非常廣泛的應用，并在保證供電的穩(wěn)定性、可靠性、安全性上發(fā)揮出了重要作用，而對于電力系統(tǒng)，采用不間斷電源方案的設計也開始得到了更多的重視。本文對不間斷電源進行了簡單介紹，同時以醫(yī)療行業(yè)為例，結(jié)合實例對醫(yī)院電力系統(tǒng)所用的不間斷電源方案進行了分析。

　　關鍵詞：電力系統(tǒng)；不間斷電源；醫(yī)院；分析

　　雖然不間斷電源系統(tǒng)在應用上已經(jīng)十分廣泛，但目前我國對于不間斷電源系統(tǒng)的應用卻尚未擁有統(tǒng)一、權威的配置方案，這給不間斷電源的應用推廣以及配到方案的選擇都帶來了很大的困難，更影響了不間斷電源的實際應用效果，而醫(yī)院作為不間斷電源的重要應用領域，在醫(yī)療設備與計算機供電上自然也受到了一定的影響，因此醫(yī)院電力系統(tǒng)與不間斷電源方案的研究非常具有現(xiàn)實意義。

　　1概述

　　不間斷電源又稱UPS，是一種將蓄電池與主機相連接，并通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電，從而實現(xiàn)不間斷供電的系統(tǒng)設備，當市電輸入正常時，不間斷電源會承擔交流市電穩(wěn)壓器的功能，將市電穩(wěn)壓后供應給負載使用，并向系統(tǒng)內(nèi)部的蓄電池內(nèi)持續(xù)充電，直至蓄電池充滿；而當市電出現(xiàn)中斷時，不間斷電源則會立即將蓄電池內(nèi)存儲的電能通過逆變轉(zhuǎn)換的方法轉(zhuǎn)換為交流電，進而繼續(xù)向荷載供電，使負載維持正常工作并保護負載的軟、硬件不受損壞，從而達到不間斷供電的效果。從內(nèi)部結(jié)構上來看，不間斷電源一般會由整流器、逆變器、交流靜態(tài)開關、蓄電池組等幾部分構成，其中整流器負責將市電轉(zhuǎn)換為直流電，從而為蓄電池充電，逆變器負責向荷載輸出高質(zhì)量的交流凈化電源，使市電免受電壓變化、頻率變化以及諧波干擾的影響。而在出現(xiàn)市電中斷的情況后，那么UPS就會直接觸發(fā)靜態(tài)開關，并將電源切換為蓄電池組，并經(jīng)由逆變器繼續(xù)進行供電。

　　2醫(yī)院電力系統(tǒng)用不間斷電源的建議方案

　　2.1供電模式的`確定

　　從目前來看，不間斷電源的供電模式可分為后備式、在線式、三端式以及Delta變換性等很多種，不同供電模式的運行原理不同，在成本、結(jié)構、運行穩(wěn)定性等很多方面也截然不同，在實際使用中會擁有不同的效果。因此在電力系統(tǒng)用不間斷電源的方案設計中，必須要對各種供電模式進行衡量，而醫(yī)院電力系統(tǒng)對不間斷電源的應用，對于供電模式選擇的也非常關鍵。在不間斷電源的各種供電模式中，后備式不間斷電源是在電力系統(tǒng)正常供電的情況下對電流進程進行處理，從而根據(jù)電流的變化來產(chǎn)生交流電，具有使用簡單方便、輸送能力強、電流能力與動作時間能夠有效切換等多種特點。但在電壓過高或過低的情況下，變電器的正常運行會受到影響，需要對變電器進行相應的處理或是對電壓進行控制。在線式不間斷電源在運行時，主要是通過對電力系統(tǒng)運行狀況的變化來進行判斷，從而實現(xiàn)不間斷的供電，在這種供電模式下，負載所用的交流電壓不會對電網(wǎng)電壓進行考慮，因而逆變電路始終處于工作狀態(tài)，具體還可分為在線互動式與雙變換互動式等幾種，其中以雙變換在線式最為常見，主要是指UPS正常工作時，電能經(jīng)過了AC/DC、DC/AC兩次變換后再供給負載。三端式不間斷電源為雙磁分路結(jié)構，每個初級繞組和次級繞組都有一個磁分路，并接電容可與每一個磁路組成LC諧振回路，當達到諧振點時，構成飽和電感，使次級工作于飽和區(qū)，若初級輸入電壓變化時，次級輸出電壓恒定不變，實現(xiàn)了穩(wěn)壓的目的。而Delta變換性不間斷電源則是串聯(lián)交流穩(wěn)壓控制技術與脈寬調(diào)制技術的結(jié)合，具有4條負載供電通道，這種供電模式的不間斷電源能夠通過Delta變換器對電流進行控制，進而了解電壓情況，最終做出科學合理的判斷。各種供電模式的優(yōu)勢與劣勢都比較明顯，但由于醫(yī)院的很多儀器設備都必須要長時間運行，一旦供電中斷，所造成的后果往往非常嚴重，因而醫(yī)院電力系統(tǒng)對于不間斷電源的可靠性與穩(wěn)定性的要求非常高。同時，醫(yī)院一般會為不間斷電源設置專門的管理維護人員，因而對于不簡單電源的維護管理并沒有太多的要求。綜合以上條件分析，醫(yī)院電力系統(tǒng)最好應選擇在線式供電模式的不間斷電源，以滿足醫(yī)院電力系統(tǒng)在供電可靠性、穩(wěn)定性上的要求，而這種供電模式在設備安裝工程量、資金投入、蓄電池使用壽命、維護安全性等方面的弊端則屬于可接受條件，并不會對醫(yī)院電力系統(tǒng)造成太大的影響。

　　2.2不間斷電源設備的選擇

　　在醫(yī)院電力系統(tǒng)對不間斷電源的使用中，首先應對醫(yī)院內(nèi)所有需要使用的不間斷電源的負載設備進行明確，并將這些負載設備的總功率準確地計算出來，之后再根據(jù)總功率對不間斷電源的具體型號與品牌進行具體選擇，當然，在選擇過程中也要保證UPS設備能夠符合供電模式的要求，盡量選擇選擇在線式不間斷電源。同時，也要對不間斷電源功能的積極性進行全面考慮，保證其具有智能監(jiān)控、網(wǎng)絡連接等先進功能，以便于實現(xiàn)對不間斷電源設備的遠程控制與智能化管理，提高醫(yī)院電力系統(tǒng)的管理效率與安全性，同時降低管理成本與工作量。在負載設備的總功率計算中，應注意將顯示器、終端、外掛硬盤等設備列入到負載設備之中，以免影響總功率計算的準確性。同時，負載設備的電壓及電流數(shù)據(jù)可在背板上找到，而將兩者相乘，即可得到VA值，有些設備會使用瓦特表明其電能需求，面對這種情況，可將瓦數(shù)乘以1.4，來得到大致的VA值，而對于整體設備的功率，則應以其額定數(shù)為基準。此外，在將所有設備的VA值匯總后，還要在總VA值的基礎上，增加30%左右的功率作為擴充容量，為不間斷電源設備日后的升級留出空間。

　　2.3后備延時時間的配置

　　在不簡單電源系統(tǒng)與設備不同的情況下，UPS型號與配置也是不同的，例如標準性UPS本身機內(nèi)一般會自帶電池，在停電可繼續(xù)進行幾分鐘至幾十分鐘的供電，但卻無法支持長時間的供電；而長效型UPS則會配置外置電池組，能夠滿足用戶長時間停電時繼續(xù)供電的需要，后備時間可以進行自定義設置，從數(shù)十分鐘到幾十個小時均可。但需要注意的是，由于長效型UPS的備用時間會受到電池成本、安裝空間大小以及電池回充時間等因素的限制，因而處于電力環(huán)境較差、停電較為頻繁地區(qū)的醫(yī)院，應采用UPS與發(fā)電機配合供電的方式。具體來說，就是在出現(xiàn)停電時，先由電池向UPS進行供電，而一旦停電的持續(xù)時間較長，則會啟動備用發(fā)電機代替電池對UPS繼續(xù)供電，當市電恢復時再切換到市電供電。電池的供電時間主要受負載大小、電池容量、環(huán)境溫度、電池放電截止電壓等因素的影響，因此根據(jù)延時能力，確定所需電池的容量大小，并用安時AH值來表示，以給定電流安培數(shù)時放電的時間小時數(shù)來計算。

　　3不間斷電源方案在醫(yī)院電力系統(tǒng)中的實際應用

　　以某醫(yī)院電力系統(tǒng)對不間斷電源的應用為例，該醫(yī)院手術室、急診科、中央重癥監(jiān)護室等多個重要科室均采用了UPS為醫(yī)療設備提供不間斷供電，此外如收費處、住院處、財務科等部門所使用的計算機也全部由UPS作為供電電源。該不間斷電源系統(tǒng)在配置上選用了RDNU33120型UPS電源，額定容量為120KVA/96KW，額定電壓為380V三相四線+地線，同時通過RS232接口配合UPS智能監(jiān)控軟件電腦進行通信，以及外接SNMP適配器實現(xiàn)遠程智能管理與監(jiān)控。由于該UPS電源默認不含電池，因而醫(yī)院還選配了WPL230-12N蓄電池組作為電池，在實際應用UPS電源系統(tǒng)方案之前，已經(jīng)過多次長時間的停電考驗，證明該不簡單電源方案在醫(yī)院電力系統(tǒng)中的應用具有著充分的合理性，在投入運行以來，基本未出現(xiàn)設備故障，UPS系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，但在打開UPS電源后，曾出現(xiàn)過交流保險絲熔斷、UPS轉(zhuǎn)向逆變器供電工作狀態(tài)的情況，且經(jīng)測試后，未發(fā)現(xiàn)有短路點。在打開UPS的瞬間測量IC8(SG3524)的輸出端14腳，發(fā)現(xiàn)有調(diào)制脈沖輸出，最終確定市電供電與逆變器同時使用1個電源變壓器，將使主回路中的電流過大，進而導致保險絲熔斷，在明確問題的原因后，采取了相應的維修措施，維修完成后，未再次發(fā)生故障或出現(xiàn)其他故障。

　　4結(jié)語

　　總之，在當前不間斷電源應用的技術標準、技術規(guī)程尚未得到完善的情況下，醫(yī)院電力系統(tǒng)對于不間斷電源的應用，必須要全面考慮各方面的情況，明確可能出現(xiàn)的問題并擬定相應的應對措施，從而保證不間斷電源方案的合理性。

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