金华人民医院UPS供电保障方案.doc

1、电源在线网-中国领先的电源行业商务平台金华人民医院UPS供电保障方案中达电通股份有限公司 关键基础物理设施解决方案（MCIS）产品处摘要:随着中国经济的飞速发展，中国的医疗系统水平也快速上升，各级医院都在不断的完善其软硬件建设水平。医疗系统信息化、精密化已经成为一个共识。所以，UPS等高可靠供电保障系统也逐步应用到医院机房及重要医疗系统的供电。本文藉由对金华人民医院新病房大楼UPS供电保障系统案例，讨论医疗系统中UPS设计所需遵循的标准、设计、选型的原则要素。关键词：医疗系统 供电保障系统 信息化 UPS HIFT NTKeyword: Medical information system,

2、Power suply protect system, Uninterruptable power supply, Delta HIFT, NT1 前言金华市人民医院为了改善住院条件，目前，医院投入资金3千多万元，新建了一幢15层高的病房大楼。该大楼，内部设施先进、功能齐全，已经投入使用。为提高整个医院的医疗服务水平及信息化程度，新大楼设计了统一的计算机数据中心，中心设置专门的UPS机房，包括机房专用UPS及医疗系统支撑UPS。根据负载功率初步统计情况，UPS按如下功率需求进行配置：机房配置模块化120kVA UPS 1台，后备时间1h；大楼ICU、呼吸机、手术室等系统，配置260kVA以上U

3、PS 1台，后备时间4h；要求UPS具有：高可靠性、高可用性、环保节能。根据GB/T 16895.24-2005 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标准要求，手术室、ICU、呼吸系统等属于2类医疗场所，要求主电源与备用电源之间切换时间0.5S。一般的双市电切换及备用柴油机启动时间均无法满足要求，且目前各系统均多数采用微机数字化控制。因此，上述系统一般建议配置UPS不间断电源系统，以保证为该场所内的医疗电器设备提供一个安全、可靠的电源，以确保病人的安全、提高医疗服务质量。 医疗场所安全设施的分级见附录1，医疗场所安全设施的类别和级别划分示例见附录2。2 整体方案总述2.

4、1 数据机房UPS选型大楼数据中心采用台达HIFT 120kVA UPS。配置1台UPS输入柜、1台UPS输出柜。输入输出各预留一套开关，作今后UPS扩容至第二机架使用。根据建筑物电气装置第7-710部分：特殊装置或场所的要求医疗场所规定要求，在UPS输出同时配置一个输出隔离变压器。具体结构如图1所示。图1 数据机房UPS供电原理图HIFT系列UPS采用模块化设计的结构极具弹性，可实现N+1、N+2、N+3、N+4、N+5的模块N+X 冗余，供电系统拥有最高的可靠性。同时，客户还可通过定购额外的模块，来增加HIFT的备用冗余能力。HIFT UPS具有随需扩容的性能优势，可以按照现在的负载进行配

5、置,当机房负载扩容时,直接热插入模块,扩容灵活、方便，以20kVA一个模块为单位，最大可扩充至480kVA的冗余供电系统。本次根据现场负载需求，台达提供一种更经济的HIFT UPS供电系统冗余配置方案，采用HIFT 120kVA UPS 1台，由6个20kVA模块组成总功率120kVA，模块5+1并联冗余系统。输出侧采用TN-S配电系统，确保供电系统更安全可靠、提供更佳的保护效果。2.2 医疗系统用UPS选型大楼内医疗系统采用台达GES-NT系列大型工业级UPS，UPS输入、输出各配置一台配电屏，屏内预留未来扩容空间。UPS自带输出隔离变压器，满足建筑物电气装置第7-710部分：特殊装置或场所

6、的要求医疗场所规定。UPS输出屏根据输出各楼层用点需要，设置配电回路，为呼吸机系统、ICU、手术室及各楼层护士站等提供供电回路。系统建议配置结构如图2所示。图2医疗系统UPS供电原理图NT系列 UPS是专为大型用户所设计，其主要应用领域为各种数据处理系统、电信系统、卫星系统、网络系统、医疗设备、安全紧急逃生设备、监控保全系统、各种工厂设备。NT系列UPS，采用先进的IGBT高频切换正弦脉宽调变技术设计，使UPS供电质量好、效率高、热损耗小、噪音低、体积小及寿命长，同时采用模块化设计可降低平均修护时间(MTTR)，使维护工作更简便，藉由微处理器的数字化设计，简化复杂的模拟线路及大量减少零件数目，

7、使系统更为安全可靠。人性化设计使NT-系列UPS为使用者提供了可用性强的高质量电力，为广大信息用户的最理想守护神。 2.3 电池容量计算电池容量计算，参考行业标准 YD/T5040-2005 通信电源设备安装工程设计规范进行。计算公式为 （1）式中 :Q蓄电池容量（Ah）；K安全系数，取1.25；I负载电流（A）；T电池放电小时数（h）；放电容量系数；t实际电池放电所在地最低温度数值，所在地有采暖设备时，按15考虑，无采暖设备时，按5考虑；电池温度系数（1/），当放电小时率10h，取=0.006；当1放电小时率10h，取=0.008；当放电小率1h，取=0.01 。表1 铅酸蓄电池放电电容量系

8、数（）表电池放电小时数（h）0.51234681020放电终止电压（V）1.651.701.751.701.751.801.801.801.801.801.801.801.85放电容量系统防酸电池0.380.350.300.530.500.400.610.750.790.880.941.001.00阀控电池0.480.450.400.580.550.450.610.850.790.880.941.001.00UPS电池的总容量，应按UPS容量，采用公式（2）估算出蓄电池的计算放电电流I，再根据公式（1）算出蓄电池的容量。 （2）式中: SUPS额定容量 （KVA）；I蓄电池的计算放电电流 （A

9、）；逆变器的效率；U蓄电池放电时逆变器的输入电压（V）（蓄电池单体电压1.85时）。各系统计算结果列于表2。 表2 各系统计算结果 内 容备 注机房系统医疗系统1小时段计算S1总负荷（VA）120000250000逆变器的效率，为0.950.950.95VCELL电池单体放电电压1.851.85U逆变器输入电压444321.9I1I1=(S10.8/(U)227.6 654.0 KK=1.251.251.25T1放电小时数=1h14放电容量系数0.550.79电池温度系数，取0.0080.0080.008t环境最低温度，取202020QQ=KT1I1/(1+(t-25)497 3980 电池配

10、置 12V/120Ah4组2V 2000Ah2组3 产品功能特性介绍3.1 HIFT系列UPS特性3.1.1 模块热插拔技术单个模块均可在线并入和退出，无须转旁路操作，大大提升了故障维护和未来扩容的方便性。图3 DELTA HIFT UPS传统UPS在故障时转到旁路，用户一般不敢拆开机器，只能打电话给厂家寻求服务支持。在服务人员赶赴现场的时间里，旁路电已经工作，市电没有经过净化处理，直接供给负载，如此时停电，将负载中断，将会造成不可估量的损失。HIFT采用热插拔技术后，大大降低了维护时间，以及维护人员的技术要求，一般培训半天，用户即可自行更换模块，提高了系统运行的可用性。3.1.2 全数字化控

11、制技术 采用双DSP控制，每个模块有自己独立的控制技术，单个模块可独立运行，使整个系统独立性增强，互相干扰少。同时，采用数字化控制技术后，减少大量的分立元器件，无须电位器调整。模块之间的通讯速度提高，误码率降低，系统集成化度高，可靠性高。3.1.3 IGBT整流技术 采用的专利IGBT整流技术，使HIFT具有优异的输入特性，可为绿色产品的典范，输入功率因数0.99,输入电流谐波失真420kg/m2。4.3.2 UPS设备及电池架 UPS、APF及电池将置放地点及运送路径之（走道、门口、升降梯）承受力及空间大小足够，让设备顺利通过。 UPS、APF前方保留1000mm空间，后方保留500mm空间

12、，上方保留500mm空间，利于人员维修与通风。 机房内之空调能保持温度于25左右，相对湿度095%（无凝露）。 UPS、APF输入电源须为三相五线制，三相电源的相序必须正确（A、B、C）。 UPS、APF设备的接地电缆线不得低于90mm2，零地电压（N-G）小于1V。 UPS之置放地点楼板承重要求4.3.3 设备接地要求UPS系统设备的接地均采用综合接地系统，接地电阻1欧。4.3.4 设备防雷要求通信电源系统输入侧安装ABB的MP2-40/3+NPE和MP2-20/3+NPE雷电浪涌保护器，具备B + C级防雷保护装置，防雷要求符合YD/T944-2007的要求。5 总结秉承台达产品优异的品质

13、，良好的市场口碑，以及专业售前技术支援，周密的方案论证和设计，使得其产品方案获得了客户首肯，顺利中标该项目。为金华人民医院今后的信息化发展建设献上一股稳固的推进力。附录 1 医疗场所安全设施的分级（摘自GB/T 16895.24-2005附录A）医疗场所安全设施的分级表A.1 医疗场所必须的安全设施的分级（亦见IEC 60364-5-55:2001的556.1）0级（不间断）不间断供电的电源自动切换0.15级（很短时间的间断）在0.15s内的电源自动切换0.5级（短时间的间断）在0.5s内的电源自动切换15级（不长时间的间断）在15s内的电源自动切换15级（长时间的间断）超过15s的电源自动切

14、换注1：通常不必为医疗电气设备提供不间断电源。但某些微机处理机控制的医用电气设备可供电。注2：对具有不同级别安全设施的医疗场所，宜按满足供电可靠性要求最高的场所考虑。有关各设施的分级参见附录B。注3：用语“在内”意指“”。2 医疗场所安全设施的类别和级别划分示例（摘自GB/T 16895.24-2005附录B）医疗场所安全设施的类别和级别划分示例制定一表达医疗场所强制性规定的类别划分表是不实际的，下表的举例仅供参考。表B.1 示例表医疗场所不间断供电的电源自动切换级别0120.5s0.5s 且15 s1 按摩室2 普通病房2 产房a4 心电图（ECG）室、脑电图（EEG）室、子宫电图（EHG）

15、室5 内窥镜室bb6检查或治疗室7泌尿科治疗室bb8放射诊断及治疗室（不包括第21项所列内容）9 水疗室10 理疗室11 麻醉室a12 手术室a13 手术预室a14 上石膏室a15 手术苏室a16 心导管室a17重症监室a18 血管造室a19血液透室20 磁共振成像（MRI室21 核医学室22早产婴室aa 指需在0.5s内或更短时间内恢复供电的照明器和维持生命用的医用电气设备b 并非指手术室3 配置清单 序号设备材料名称型号规格参考品牌产地单位数量详细技术参数数据中心 UPS系统1台达 模块UPS主机（120kVA）主机（不含20kVA电源模块）台达中国套1模块化热插拔结构 输入参数电压范围：

16、380V20%；频率范围：50/60Hz 10%；输入功率因数0.99，输入电流谐波3%。 输出参数电压精度：380V1%；频率精度：500.1%；效率：94%。 结构单机架尺寸（WDH）：5209751695mm；单机架重量:380kG 系统最大容量：可配置6个模块，每个模块20kVA。 过载能力：125% 10分钟；150% 1分钟。 保护功能：过载、短路、过温等 具有智能电池管理功能。多国语言LCD显示及LED指示灯显示。 支持远程智能监控2台达 UPS电源模块（20kVA）电源模块台达中国套12 输入参数电压范围：380V20%；频率范围：50/60Hz 10%；输入功率因数0.99，

17、输入电流谐波3%。 输出参数电压精度：380V1%；频率精度：500.1%；效率：94%。 容量 20kVA3HOPPDCKE蓄电池12V-120AhHOPPDCKE中国节16025蓄电池浮充寿命：10年气体复合效率：98外壳材料：ABS密封工艺：胶封电池开路电池压差(mv)：98外壳材料：ABS密封工艺：胶封电池开路电池压差(mv)：98外壳材料：ABS密封工艺：胶封电池开路电池压差(mv)：90电解液吸附系统方式：AGM隔板吸附单体电池额定电压(V)：12单体电池浮充电压(V)：2.232.27/cell单体电池均充电压(V)：2.302.35/cell蓄电池均衡充电时间（h）：1824蓄电池开阀压力：（149）kPa蓄电池闭阀压力：（149）kPa板栅材料：铅钙锡铝多元合金月自放电率（%）：35UPS输入柜XL-21台达中国台1输入配置：1000A/3P总开关一个输出配置：500A/3P开关5路，现有UPS使用其中2个回路，预留2个做未来扩容，另1路备用。开关器件采用：ABB/施耐德品牌产品6UPS输出柜XL-21台达中国台1输入配置：500A/3P开关3路输出配置：根据各楼层用电需求设置回路数开关器件采用：ABB/施耐德品牌产品7智能管理卡SNMP台达中国套1含SNMP接口卡及监控软件7.7.118