摘 要:本文分析了醫(yī)院的供電系統特征，介紹了電力監(jiān)控系統的構成，并分析了應用電力監(jiān)控系統對醫(yī)院的供電可靠性、電力經濟運行、故障隱患提前識別的作用。該電力監(jiān)控系統利用計算機、計量保護裝置和總線技術，對中、低壓配電系統的實時數據、開關狀態(tài)及遠程控制進行了集中管理。
該系統對全線的變電設備進行監(jiān)控，并采集、分析變電設備的運行數據，從而為供電系統的調度、維護提供科學的依據。以確保牽引供電系統和全線的電力變配電系統安全可靠和經濟運行。
隨著社會經濟發(fā)展，我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)也取得了很大發(fā)展，但一些大型醫(yī)院的建筑大部分都在20世紀建設，供電系統一般與主體建筑同時建設，存在著設備老化，安全隱患較多，智能化程度不高等問題。隨著計算機信息技術在電力行業(yè)越來越廣泛的應用，管理者已經不再滿足于在固定的監(jiān)控中心才能監(jiān)控變配電現場的運行工況。鄭州金特萊電力監(jiān)控系統基于網絡瀏覽器的Web架構方式，作為www網絡應用的軟件，其分布式的結構保證了發(fā)揮系統大的效率。
醫(yī)院因其工作的特殊性，還存在著人員密集、人流量大，病員的就診和生活無法嚴格區(qū)分，樓宇設備、建筑醫(yī)療設備、病房醫(yī)療設備密集的特點。從供配電方面來看，第一，醫(yī)院的供電負荷等級較高，供配電方式與其他民用建筑有較大區(qū)別，各種大功率儀器設備多，使用人員對用電專業(yè)知識比較缺乏，用電安全隱患較多，漏電流對病人構成了潛在的危險。此外，為貫徹落實《公共機構節(jié)能條例》，加強對醫(yī)院的電力能耗監(jiān)測和用能分析核算，需要引進智能電力監(jiān)控系統，對供電系統實行實時監(jiān)控，監(jiān)測供電質量、電能消耗和電力安全保護。第二，根據目前國內眾多配電系統的主流設計思路和發(fā)展趨勢，配電的智能化、網絡化目前應用已非常廣泛，配電智能化系統在整個配電系統中的作用也是顯得越來越重要，隨著通信技術和軟件技術的不斷發(fā)展，我們有理由相信，配電系統的智能化對提升醫(yī)院建筑的整體智能化水平將會起到積極的作用。
目前，供配電產業(yè)的發(fā)展及可靠性對國民經濟的發(fā)展起著舉足輕重的作用，全國各地重點工程項目、標志性建筑、大型公共設施等用戶的急劇增加，對供配電系統的可靠性、安全性、實時性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。
??智能電力監(jiān)控系統的設計原則、系統構成及系統功能
(一)設計原則
??根據可靠性和高效率配電管理的要求，智能電力監(jiān)控系統的設計遵循下列原則。
??1.系統的實用性。智能電力監(jiān)控系統的組成和實際一定要符合現場配電的實際情況，系統的實用性是首先應遵循的第一設計原則。應具有良好的可學習性和可操作性，使具備電腦初級操作水平的管理人員，通過簡單的培訓就能掌握系統的操作要領，達到能完成值班任務的操作水平。
??2.系統的安全性。大型綜合性醫(yī)院的負荷等級大多為一級負荷，系統安全性顯得尤為重要，要求系統中的所有設備及配件在性能安全可靠運轉的同時，還應符合中國或國際有關的安全標準。
??3.系統的實時性。電力系統中的電參量時刻都處在變化中，超負荷、不平衡等因素將會對配電設備造成巨大損害，這些因素的產生具有偶然性，所以對系統的實時性要求非常關鍵，不僅要能夠實現實時監(jiān)測，還應具有記錄存儲的功能。
??4.系統的穩(wěn)定性。由于智能電力監(jiān)控系統是一項長期不間斷運行的系統，肩負著監(jiān)測配電網絡的運行狀況，并具有一定的處理事件的功能，系統應有良好的穩(wěn)定性。
??5.系統的可擴展性。系統的設計并不是一成不變的，要求系統的設計應預留多路與其他系統的通訊接口，如樓宇自動化控制系統(BAS)、管理信息系統(MIS)、消防控制系統等，為以后實現系統的擴展打下基礎。
??6.系統的易維護性。智能電力監(jiān)控系統在運行過程中的維護應盡量做到簡單易行。
??(二)系統結構
??電力監(jiān)控系統采用分層分布式結構，由設備層、網絡層和站控層組成。
??各現場儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接接入擴展卡，擴展卡插在監(jiān)控主機上。
??網絡結構：系統采用間隔層、通訊層和網絡層三層網絡結構。
??1.設備層由智能測量儀表單元組成。以總線形式接入站級層主控單元，傳輸介質采用屏蔽雙絞線(RVVSP)。主要從電路測量和信號采集并與主控單元進行通信等功能。
??2.網絡層由通訊子站構成(即擴展卡)，主要是從設備層采集電力系統數據并執(zhí)行調配以及通信協議的轉換，然后接入站控層，將本站經處理的數據上傳和接受站控層下傳的設定參數或控制信號等指令。
??3.站控層直接接收并處理從擴展卡上傳的電參量信號。
??(三)現場監(jiān)控儀表的功能要求
??1.配電房及重要科室
??測量及顯示內容：全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限電能計量、復費率電能統計;諧波分量;電壓波峰系數、電話波形因子、電流K系數、電壓與電流不平衡度計算;電網電壓電流正、負、零序分量測量。
??2.普通樓層
??測量及顯示內容：三相電流、電壓、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、四象限電能、功率因數、頻率;單回路剩余電流、溫度。多路繼電器輸出、支持消防聯動、事件記錄。
??3.接口
??RS-485接口，并采用Modbus-RTU等國際標準通訊協議。
??(四)系統功能
??電力監(jiān)控計算機通過現場設備和通信系統提供的傳輸通道，完成對各回路電力參數的數據采集，信息經分析、處理，以報表等多種形式供值班員參考，使值班員能夠便捷的掌握供電系統的運行狀況，包括相關設備的運行狀況。
??1.友好的人機交互界面（HMI）
??標準的變配電系統具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網絡的接線情況；龐大的系統具有多畫面切換及畫面導航的功能；分散的配電系統具有空間地理平面的系統主畫面。主畫面可直觀顯示各回路的運行狀態(tài)，并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機交互界面并實時刷新。
??2.用戶管理
??電力監(jiān)控系統軟件可對不同級別的用戶賦予不同權限，從而保證系統在運行過程中的安全性和可靠性。如對某重要回路的合/分閘操作，需操作員級用戶輸入操作口令外，還需工程師級用戶輸入確認口令后方可完成該操作。
??3.數據采集處理
??電力監(jiān)控系統可實時和定時采集現場設備的各電參量及開關量狀態(tài)（包括三相電壓、電流、功率、功率因數、頻率、電能、溫度、開關位置、設備運行狀態(tài)等），將采集到的數據或直接顯示、或通過統計計算生成新的直觀的數據信息再顯示（總系統功率、負荷大值、功率因數上下限等），并對重要的信息量進行數據庫存儲。
??4.事件記錄和故障報警
??智能電力監(jiān)控系統對所有用戶操作、開關變位、參量越限及其它用戶實際需求的事件均具有詳細的記錄功能，包括事件發(fā)生的時間位置，當前值班人員事件是否確認等信息，對開關變位、參量越限等信息還具有聲音報警功能，同時自動對運行設備發(fā)送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。
??5.保護信息管理
??管理保護定值和保護動作信息，提供有關查詢。可自動生成各種類型的實時運行報表、歷史報表、事件故障及告警記錄報表、操作記錄報表等，可以查詢和打印系統記錄的所有數據值，自動生成電能的日、月、季、年度報表，根據復費率的時段及費率的設定值生成電能的費率報表，查詢打印的起點、間隔等參數可自行設置；系統設計還可根據用戶需求量身定制滿足不同要求的報表輸出功能。
相關參數：
1. 重要遙測更新周期：<2S
2. 一般遙測更新周期：<3S
3. 事故時遙信變位傳送時間：≤1S
4. 事故推畫面時間：<2S
5.?模擬量測量綜合誤差：<0.5%
6. 電網頻率測量誤差：<0.01Hz
7. 調用畫面響應時間：1S~3S
8. 單元控制裝置接受命令到開始執(zhí)行時間：≤1S
9. 網絡速率：100兆或1000兆
10.?事件記錄正確率：≥99.9%
11. 遙調正確率：100%
12.遙測正確率：≥99.9%
13. 海拔高度：≤4000m
14.工作環(huán)境溫度范圍：-20℃~+65℃
15. 存儲環(huán)境溫度范圍：-40℃~+85℃
16. 相對濕度：≤95%（25℃）
17.在實時數據庫容量支持到10000點基本保持以下系統指標：
18. 系統使用壽命：≥10年
19.系統平均無故障時間：系統MTBF≥30000小時
20.CPU負載：正常情況下負荷率≤15%（任意5分鐘內平均）
事故情況下負荷率≤35%（任意1分鐘內平均）
??智能電力監(jiān)控系統的優(yōu)點
傳統的配電系統是基于各種模擬量的直接讀取，各種儀表分布分散，且各種運行數據都具有即時性，可能在某個時段前后，各個供電參數有截然不同的變化。所以要對傳統的供配電系統改造，引進智能電力監(jiān)控系統，利用智能電力監(jiān)控系統強大的功能，實現對系統的即時功耗、供電質量、漏電流、配電干線溫升的實時監(jiān)控，觀測電參數的變化和各種異常情況。在電腦中記錄連續(xù)的運行數據變化，通過回顧追訴事件發(fā)生的過程，對配電系統實行24小時監(jiān)控，為醫(yī)院的供電保障和能耗分析提供決策依據。設置各種電參數運行上下極值，提前發(fā)現各種事故隱患，及時排除故障，提升整個配電系統的安全運行水平，保障醫(yī)院的供電安全和病員的生命安全。
智能電力監(jiān)控系統的的完善既可提高安保人員的工作效率，同時也可以大限度的提升變電站的安防等級，使變電站成為一個現代化智能安防的典范。這就要求在變電站的智能電力監(jiān)控系統的方案設計中充分考慮可能完善的整體規(guī)劃，并圍繞當前應用需求的特點本著實用與發(fā)展相結合的總體原則，以滿足目前的應用為出發(fā)點，合理優(yōu)化設計方案;并兼顧未來的應用需求和技術發(fā)展，為系統在技術上提供有效的平滑過渡環(huán)境。保障電站內的正常安全的工作環(huán)境，以及在突發(fā)事件發(fā)生時能夠按照相應預案進行有效地組織管理和科學合理地調度指揮，就是對安防系統的基本要求。
隨著社會和科學技術的發(fā)展，配電系統的智能化已經成為一種發(fā)展趨勢，可提升醫(yī)院建筑的整體智能化水平，極大方便醫(yī)院的供電安全管理和能耗管理，實現對醫(yī)院配電系統的實時監(jiān)控，及時消除各種用電安全隱患，便于電能的遠程抄表及分析研究，為管理者提供各種節(jié)能技術參考。配電系統的智能化改造應用必將會在醫(yī)院的后勤管理中發(fā)揮越來越重要的作用。
智能電力監(jiān)控系統正逐步滲入社會生產生活的各個角落，其在電力等能源開采領域的應用已經有相當的歷史了，但是電力行業(yè)和安防行業(yè)都在快速的發(fā)展，新需求和新技術層出不窮，能源結構的改革和技術創(chuàng)新必將給電力行業(yè)安防帶來新的生機。