一、前言
民用建筑供配電系統設計的目的,就是通過采用恰當的技術手段,滿足各種用電設備在正常事故狀況下的不同用電需求并采取必要地措施,防止電氣部分與建筑的其他各部分在檢修或事故情況下相互影響,確保電氣設計的合理性及系統的安全運行,從而保證供電的安全和可靠。能為人們提供舒適、便利、安全的建筑環境
[1]。
供配電設計作為民用建筑電氣設計的主要部分,是根據工程建筑構的特點、用電負荷要求以及其他電力系統條件,計算出總用電負荷、確定變壓器的容量、分類統計用電負荷決定低壓配電系統的供電方式以及設計線路敷設、設備安裝等,由當地供電局負責設計確定供電等級和供電電源路數,我國目前普遍對中小容量用電負荷的電壓380V(三相)220V(單相),絕大多民用建筑內,用電設備可分為380V動力設備和220V照明用電設備。
二、供電系統
2.1 負荷等級[2]
一級負荷指中斷供電將造成人身傷亡者,造成重大政治影響和經濟損失,或造成公共場所秩序嚴重混亂的電力負荷,一級負荷,應由兩個電源供電,一用一備,還必須增設應急電源,當一個電源發生故障時,另一個電源應不致同時受到損壞。為保證對特別重要負荷的供電,禁止將其他負荷接入應急供電系統。
二級負荷是指當中斷供電將造成較大政治影響、較大經濟損失或將造成公共場所秩序混亂的電力負荷,二級負荷,要求采用兩個電源供電,一用一備,兩個電源應做到當發生電力變壓器故障或線路常見故障時不致中斷供電(或中斷供電后能迅速恢復),可由一路6KV及以上的專用架空線供電。
不屬于一級和二級負荷的一般電力負荷,均屬于三級負荷。三級負荷對供電電源無要求,一般為一路電源供電即可,但在可能的情況下,也應提高其供電的可靠性。
2.2 供電方式
我國綜合醫院的建設規模,按病床數量可分為200、300、400、600、800床五種規模。另外隨著科學技術的不斷進步與發展,醫院的用電設備也越來越精密,對用電的要求也越來越高。按照等級可分為1級、2級、3級醫院。一般綜合醫院包括住院部、門診部、手術部、行政辦公、輔助醫療及服務性用房等部分
[3]。
為了確保醫院供電的安全性、可靠性,根據醫院的規模采用以下幾種供電方式:采用兩路10kV電纜專線供電,自備柴油發電機,重要設備末端采用UPS或EPS供電。此類適用特級及三級醫院;采用兩路10kV電纜供電或一路10kV電纜專線供電、一路低壓供電,此類系統適月于二級醫院;一路10kV供電,重要設備末端采用UPS或EPS供電,僅用于一級醫院。
某地市級醫院的西變配電室為一級負荷,雙電源供電,兩路高壓電源引自當地規劃區不同開閉所內兩路10KV電源的母線段;兩路均能為100%負荷供電,且一路檢修或故障時,另一路不斷電;收治重癥傳染性疾病患者的醫院空調負荷用電采用專用變壓器,與動力照明變壓器分開;放射線科采用專用變壓器仍滿足不了其中個別放射線機的供電質量要求時,宜對其中部分或全部放射線機采用自動有載調壓變壓器供電;供電給放射線機的電源變壓器、配電裝置等電源設備,應靠近放射線科設置。每個手術室應單獨設置配電箱,容量不小于8kVA;應急照明配電箱由雙路電源供電并能自動切換,洗衣房、營養部的動力等宜從變電所直接供電,冷水機組、大容量水泵等由配變電所放射供電。
2.2 負荷估算[4]
負荷計算的目的在于盡量準確地求出建筑所需的總負荷和負荷等級、類別,算出各支部的分負荷,以作為向供電部門申請電源和擬定供配電系統、選擇設備、電器、導體、計算出電壓損失、公路損失、電能損失、無功率補償的一句。
實際指標法:實際建筑面積乘以此類建筑的常規用電指標,并根據結果來確定訂立變壓器的容量和臺數。
P-計算負荷;
KW,K-單位指標;
W/平方米,F-建筑面積,平方米。
需要系數法:對于同類型的用電設備組,其負荷曲線具有大致相似的形狀,對同一類建筑物或企業也是一樣。所以進行負荷計算可以借助已建成或已投產企業類似用戶的負荷曲線,取得近似的計算負荷值。
Pjs——有功計算負荷,kW;
Kx ——需要系數。
Pe ——設備容量,kW。
三、配電系統[5]
某地市級醫院的低壓配電系統采用放射式與樹干式相結合的配電方式,個別部分采用鏈接方式配電。冷水機組、大型醫療設備(X光機、CT機、MIR機、DSA機、ECT機)、中心供應室、凈化機房、電梯、自動扶梯及屋面消防設備分別由變電所低壓屏放射式供電。消防用電設備、應急照明及特殊要求的醫療用電沒備均采用兩路供電。一路電源由正常母線配出,另一路電源由應急母線配出,即一、二級負荷均為雙路供電末端自投。
根據《醫院潔凈手術部建筑技術規范》,潔凈手術部的供電采用雙路電源,直接從開灤醫院的10/0.4 kV的變電所供給,末端采用ATS(自動轉換開關)自動切換。考慮醫院屬于人員密集場所,火災時電線電纜所產生的有毒氣體對人的身體有害,甚至會威脅生命,設計時所有電線、電纜均采用低煙無鹵耐火或阻燃電線、電纜穿鋼管或封閉式金屬橋架在樓板或吊頂內敷設。
醫用放射線設備的配電系統,醫用放射線設備是醫院的重要設備。該工程中放射科配備的醫用放射線設備包括x光機、ECT機、NMR—CT機、DSA機、CT機等。根據醫用放射線設備的不同特點,將醫療設備的工作制進行劃分。根據JGJ 49—1988《綜合醫院建筑設計規范》,放射科配備的醫用放射線設備的主機電源均采用雙路供電。系統電源由變電所低壓屏放射式供電,直接送至設備控制室。
手術部、ICU、血透等場所的配電系統潔凈手術部的用電由變電所采用雙電源直接供給,末端切換。在設手術部總配電箱,每個手術室單獨設配電箱,電源由手術部總配電箱配出。每個手術室配電箱設置在潔凈走廊,即每個手術室的外側墻內。潔凈手術室的負荷4個I級和1個Ⅱ級手術室為15 kW,其余手術室為10 kW。根據醫院布局及規模,考慮部分手術室內需要設置高低溫冷柜等三相設備,手術室的電源進線采用三相進線。與病人接觸的電源部分,采用單相供電。為潔凈手術部設置的潔凈空調機房設備用電也從變電所采用雙電源直接供給,末端切換。
四、結束語
鑒于醫院結構比較復雜,線路和電器設備數量很多,所以采用設計方法,從設計角度通過精確的計算,采用新技術,對供配電系統的各個部分評估初始投資和運行期的損耗與維修費用,盡可能達到節能的目的,醫院配電系統設計不同于一般的民用設計,需要電氣設計人員不斷學習、更新知識,學習了解有關國家及IEC標準,這樣才能使大型綜合醫院配電系統的設計不斷優化,更好地適應時代的發展。
參考文獻
[1] 穆景光;也談綜合性醫院的電氣設計[J]建筑電氣, 2009, (06)
[2] 李炳華;劉文坤;;民用建筑中供配電系統若干問題的再思考[J];建筑電氣;2010年12期
[3] 王磊;;淺析民用建筑供配電系統設計要點[J];山西建筑;2007年09期
[4] 王新宇;;淺談高層建筑供配電系統的設計[J];山西建筑;2009年10期
[5] 李炳華;;民用建筑中供配電系統若干問題的思考[J];智能建筑電氣技術;2009年05期