智能电力监控系统在医院的应用

戴明浪，王晋宏

台州市中心医院 设备科，浙江 台州318000

智能电力监控系统在医院的应用

戴明浪，王晋宏

台州市中心医院 设备科，浙江 台州318000

本文分析了医院的供电系统特征，介绍了智能电力监控系统的构成，并分析了应用智能电力监控系统对医院的供电可靠性、电力经济运行、故障隐患提前识别的作用。

智能电力监控；医院供电系统；能耗监测；安全运行

0 前言

随着社会经济发展，我国医疗卫生事业也取得了很大发展，但医院的建筑大部分都在20世纪建设，供电系统一般与主体建筑同时建设，存在着设备老化，安全隐患较多，智能化程度不高的问题。医院因其工作的特殊性，存在着人员密集、人流量大，病员的就诊和生活无法严格区分，楼宇设备、建筑医疗设备、病房医疗设备密集的特点[1]。医院的供电负荷等级较高，供配电方式与其他民用建筑有较大区别，各种大功率仪器设备多，使用人员对用电专业知识比较缺乏，用电安全隐患较多，漏电流对病人构成了潜在的危险。

此外，为贯彻落实《公共机构节能条例》，加强对医院的电力能耗监测和用能分析核算，需要引进智能电力监控系统，对供电系统实行实时监控，监测供电质量、电能消耗和电力安全保护[2]。

根据目前国内众多配电系统的主流设计思路和发展趋势，配电的智能化、网络化目前的应用已非常广泛，配电智能化系统在整个配电系统中的作用也是显得越来越重要，随着通信技术和软件技术的不断发展，我们有理由相信，配电系统的智能化对提升医院建筑的整体智能化水平将会起到积极的作用。

1 智能电力监控系统的设计原则、系统构成及系统功能

1.1 设计原则

根据可靠性和高效率配电管理的要求，智能电力监控系统的设计遵循下列原则。

（1）系统的实用性。智能电力监控系统的组成和实际一定要符合现场配电的实际情况，系统的实用性是首先应遵循的第一设计原则。应具有良好的可学习性和可操作性，使具备电脑初级操作水平的管理人员，通过简单的培训就能掌握系统的操作要领，达到能完成值班任务的操作水平。

（2）系统的安全性。大型综合性医院的负荷等级大多为一级负荷，系统安全性显得尤为重要，要求系统中的所有设备及配件在性能安全可靠运转的同时， 还应符合中国或国际有关的安全标准。

（3）系统的实时性。电力系统中的电参量时刻都处在变化中，超负荷，不平衡等因素将会对配电设备造成巨大的损害，这些因素的产生具有偶然性，所以对系统的实时性要求非常关键，不仅能够实现实时监测，还应具有记录存储的功能。

（4）系统的稳定性。由于智能电力监控系统是一项长期不间断运行的系统，肩负着监测配电网络的运行状况，并具有一定的处理事件的功能，系统应有良好的稳定性。

（5）系统的可扩展性。系统的设计并不是一层不变的，要求系统的设计应预留多路与其他系统的通讯接口，如楼宇自动化控制系统（BAS）、管理信息系统（MIS）、消防控制系统等运行，实现系统的扩展。

（6）系统的易维护性。智能电力监控系统在运行过程中的维护应尽量做到简单易行。

1.2 系统结构

电力监控系统采用分层分布式结构，由设备层、网络层和站控层组成。系统拓扑图[4]及现场仪表接法如下：

各现场仪表通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入扩展卡，扩展卡插在监控主机上。

网络结构：系统采用间隔层、通讯层和网络层3层网络结构。

（1）设备层由智能测量仪表单元组成。以总线形式接入站级层主控单元，传输介质采用屏蔽双绞线（RVVSP）。主要从电路测量和信号采集并与主控单元进行通信等功能。

（2）网络层由通讯子站构成（即扩展卡），主要是从设备层采集电力系统数据并执行调配以及通信协议的转换，然后接入站控层，将本站经处理的数据上传和接受站控层下传的设定参数或控制信号等指令。

（3）站控层直接接收并处理从扩展卡上传的电参量信号。

1.3 现场监控仪表的功能要求[3]

（1）配电房及重要科室

测量及显示内容：全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计；谐波分量；电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压与电流不平衡度计算；电网电压电流正、负、零序分量测量。

（2）普通楼层

测量及显示内容：三相电流、电压、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、四象限电能、功率因数、频率；单回路剩余电流、温度。多路继电器输出、支持消防联动、事件记录。

（3）接口

RS-485接口，并采用Modbus-RTU等国际标准通讯协议。

1.4 系统功能

电力监控计算机通过现场设备和通信系统提供的传输通道，完成对各回路电力参数的数据采集，信息经分析、处理，以报表等多种形式供值班员参考，使值班员能够便捷的掌握供电系统的运行状况，包括相关设备的运行状况。

（1）运行信息与保护信息采集

系统采集来自智能测控单元装置送来的参数，所有回路的遥测信号，包括每个回路的实时电能值和各种告警信息等。

（2）人机操作界面

按照配电所显示配电系统设备状态及相应实时运行参数、工况图及操作画面、配电系统实用参数表格、各类操作票及报表、事故及故障报警显示、测控及保护单元运行工况显示等电力运行状况。

（3）统计分析、报表、打印

时、日、月、年用电量统计；所有报表的定时打印、召唤打印和事件记录打印；对各电气设备和系统运行参数进行汇总统计。

（4）历史记录与趋势分析

系统收集各监测控制与管理装置的实时数据并存储在一个开放式数据库中予以保存，系统可保存长时段（多年）的历史记录。根据历史数据记录可进行各参数的年度、月度和日变化和实时数据趋势分析，进行分类和综合比较分析，为业务流程优化和设备设施使用优化提供依据。

（5）故障分析与设备维护管理

系统依据带时标的事件记录和波形记录可进行故障和事件的成因分析；另外，系统统计开关等设备的状态参数和累积寿命参数，可据此提出设备维护预告。

（6）保护信息管理

管理保护定值和保护动作信息，提供有关查询。

2 智能电力监控系统的优点

传统的配电系统是基于各种模拟量的直接读取，各种仪表分布分散，且各种运行数据都具有即时性，可能在某个时段前后，各个供电参数有截然不同的变化。所以对传统的供配电系统改造，引进智能电力监控系统，利用智能电力监控系统强大的功能，实现对系统的即时功耗、供电质量、漏电流、配电干线温升的实时监控，观测电参数的变化和各种异常情况。在电脑中记录连续的运行数据变化，通过回顾追诉事件发生的过程，对配电系统实行24h监控，为医院的供电保障和能耗分析提供决策依据。设置各种电参数运行上下极值，提前发现各种事故隐患，及时排除故障，提升整个配电系统的安全运行水平，保障医院的供电安全和病员的生命安全。

3 结束语

随着社会和科学技术的发展，配电系统的智能化已经成为一种发展趋势，可提升医院建筑的整体智能化水平，极大方便医院的供电安全管理和能耗管理，实现对医院配电系统的实时监控，及时消除各种用电安全隐患，便于电能的远程抄表及分析研究，为管理者提供各种节能技术参考。配电系统的智能化改造应用必将会在医院的后勤管理中发挥越来越重要的作用。

[1]陈进勇.浅谈医院建筑智能化设计的着重点[J].黑龙江科技信息,2010,14(26):38-39.

[2]周中,等.智能电力监控仪表在大型公共建筑电能分项计量中的应用[J].现代建筑电气,2010,1(8):55-59.

[3]杨红波,等.0.4kV供电网智能监控系统研究[J].计算机技术与发展,2009,19(11):218-220.

[4]陈丁剑,等.一种基于CORBA的电力监控系统的设计[J].计算机应用,2004,24(12):284-286.

[5]唐瀚,史浩山.分布式电力监控系统中安全问题的研究与实现[J].电讯技术,2004,47(4):108-112.

[6]张静,谢路锋.电力监控系统在供配电设计中的应用[J].低压电器,2008,49(2):48-51.

[7]王昕,丁玉凤,王舟,等.智能建筑中的电能质量问题及其监测[J].现代建筑电气,2010,1(2):67-71.

Application of Intelligent Power Monitoring System in Hospital

DAI Ming-lang,WANG Jin-hong Equipment Department, Taizhou Central Hospital, Taizhou Zhejiang 318000,China

TM76；TU855

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.04.031

1674-1633(2011)04-0087-02

2010-01-19

作者邮箱：13738500386@163.com

Abstract:This paper analyzes the characteristics of the hospital's power supply system, introduces intelligent power monitoring system structure,analyzes the hospital's power supply reliability, economic operation of electric power, hidden faults identified in advanceusing while using intelligent power monitoring system.

Key words:intelligent power monitoring; hospital power supply system; energy consumption monitoring;safe operation