醫院手術室的UPS的配置講解

醫院是救死扶傷的場所，需要有穩定可靠的供電保障。往往一臺手術需要一兩個小時，器官移植、開顱等復雜手術甚至七、八個小時才能完成。在手術過程中，醫療儀器及手術照明的持續供電保障尤其重要。一旦停電，會給病人帶來生命危險。目前，盡管醫院有兩路甚至三路市電供電，仍不能保證不出現意外停電情況發生。而且，配電室設備一年一度的清掃檢修也不可避免地會造成醫療設備的閃停、重啟。手術室、ICU及新生兒監護室等一旦電源中斷就會危及患者生命的二類醫療場所，故障情況下斷電自動恢復時間不應大于0.5秒。所以，上述場所應配置切換時間t≤0.5SUPS，以確保持續供電

1.手術室UPS配備方式

下面，就以醫院手術室為例，討論UPS配置方式。手術室UPS可采用集中和分散兩種配備方式。具體選擇，需根據實際情況靈活決定。

1.1集中配置UPS

為了集中管理，提高設備使用率，以下幾種情況宜采用集中配置：

1. 每間手術室的配電箱附近沒有UPS及電池柜擺放空間；

2. UPS擺放場所通風不好，環境溫度不利于設備散熱。長期運行，會縮短電池壽命，甚至存在電池燃燒爆炸的安全隱患；

3. 現運行手術室配電線路陳舊，配電箱線路改造復雜，且成本較高；

4. 有多間手術室且手術室樓層配電間附近或醫院配電室附近有空間存放UPS，且便于統一監控。

1.2 分散配備UPS

每間手術室配電箱附近空間充裕，通風良好，且為便于獨立操作控制，避免集中式UPS一旦故障，影響整個手術室的應急供電系統不能正常工作的情況，新建或改建手術室可設計為分散式UPS電源。一般情況下，每間手術室的UPS根據不同容量，需配置主機及電池柜。

UPS安裝位置選擇上，可放置于手術室配電箱旁的外走廊（污物通道），但會占用通道有效空間，且帶來巡檢的不方便。電工每次巡檢都需征得科室同意，更換手術衣服才能進入手術室。從UPS維護巡檢方便考慮，可將所有手術室的UPS放置于與手術室相鄰的設備夾層（前提條件是：在手術室裝修時，就已完成了UPS輸入輸出電纜的敷設）。這樣，電工可隨時巡檢UPS設備。而且，設備夾層通風良好，夏天最高氣溫不超過28℃，濕度也低于40%，地面較干凈，外面風沙吹不進來，滿足UPS長期運行條件。

2. UPS主機容量和電池規格數量的配置

2.1 UPS主機容量的確定

UPS容量大小由負載功率決定，一般將手術室吊塔插座、無影燈、控制面板等重要負載挑選出來由UPS持續供電。

2.2 UPS電池規格數量

配置UPS電池規格數量不僅取決于負載功率，更是與延時時間密切相關。它主要根據醫院供電環境決定。如果醫院10KV高壓來自兩個（真雙路）或兩個以上不同的變電站，而且醫院又配備了柴油發電機組，在市電停電后十分鐘內就能啟動，給手術室、ICU 等重要負載送電，則UPS延時配備30-60分鐘的電池就夠了，否則需配備至少兩個小時延時的電池。下面分別對UPS集中和分散配置電池規格數量進行說明。

2.2.1集中式UPS的選擇

2.2.1.1計算方法

集中UPS功率大小確定有兩種方法。方法一：周一至周五每天上午9：00-10:00用電高峰在配電室找到手術室這路主用開關，分別記錄下手術室三相電流數據，然后在這組數據中取其最高值Imax ,計算出配置UPS容量（KVA）=ImaxX230(V）X3（三相）÷0.5（50%負載率）。如ABC其中一相的電流最大為93A,則計算出UPS容量為128KVA,按就大不就小原則UPS容量就選擇150KVA三進三出UPS。

方法二：統計估算每間手術室的所有負載功率×手術間數量，就是總功率，配置UPS容量（KVA）=手術室負載總功率÷0.5（50%負載率）。如有8間手術室，每間手術室全部負載6KVA,則UPS容量= 6KVA×8÷ 0.5 = 90KVA,UPS選用100KVA三進三出UPS即可。

然后，根據電池配備公式：電池容量（AH）=負載功率（KVA）÷電池串聯節數(40節)÷單只電池電壓（12V）÷0.9（UPS逆變效率）÷0.7（放電效率）×延時時間（小時數）,可計算出電池容量（AH） =48000÷40÷12÷0.9÷0.7×1=160, 所以UPS選用80節(兩組40節并聯）100AH（80AH以上）湯淺電池及4個20節標準電池柜。UPS可安裝在鄰近配電室的空閑場所，并為UPS建造專用小機房。機房內配備空調，屋頂須作防水處理，地面需進行荷載計算，必要時，進行局部加固。

2.2.1.2雙電源互投開關的配置

如圖2-1所示，手術室配電柜一般兩路市電輸入，通過ATS給各手術間供電。UPS串接在ATS主用上口與1路市電（主路）開關之間，UPS輸入輸出電纜選用YJV- 4*50 +1*25電纜，互投開關選用250A/4P規格，目前市場上較多采用天津萬高WATSN 品牌。ATS設置成自投自復工作方式，僅當UPS突發故障中斷輸出或UPS需停電檢修時，才自動切換到2路市電備用供電。所以，即使UPS輸出中斷這種小概率事件發生時，手術室供電也只是閃斷一下，而無需電工趕到現場緊急處理，從而最大限度地降低了對手術的影響。

2.2.2分散配置UPS的選擇

2.2.2.1計算方法

單間手術室所有重要醫療設備包括無影燈、控制面板、呼吸機、麻醉機、心電監護儀、除顫儀、電刀、電鉆、內窺鏡等的總功率一般不會超過4KW。因此，每間手術室選用一臺單進單出6KVA UPS即可滿足要求，電池配備滿足一個小時，根據電池配備公式電池容量=負載功率（KVA）÷電池串聯節數（16節）÷單只電池電壓÷0.9（UPS逆變效率）÷0.7（放電效率）Χ延時時間（小時數）,可計算出電池容量（AH） =6000÷16÷12÷0.9÷0.7=50, 所以每臺UPS可選用16節65AH（50 AH以上）湯淺電池。UPS輸入輸出線纜選用YJV3*6或6平方BV線即可。

2.2.2.2  雙電源互投開關的配置

對于單一手術室的供電方式，一般在UPS輸出端加裝一臺63A/2P規格的ATS,UPS輸出接ATS主用側，市電接ATS備用側，ATS輸出接至隔離變壓器。ATS設置成自投自復工作模式。這樣，一旦出現UPS負載故障，UPS內部出于自保而關閉逆變中斷輸出的情況， ATS會自動切換到市電備用側給醫療設備繼續供電，從而將中斷手術的影響降到最低。故障排除，UPS恢復正常供電后，ATS馬上切換到UPS側（主用）供電。

3. UPS監控系統的應用

無論集中放置UPS還是分散配置UPS，均應加強對UPS運行狀況的監控。為此，配置遠程實時監控系統，可大大提高UPS安全可靠系數。該監控系統可通過通訊電纜（長度在100米內的可采用TCP/IP傳輸協議,超過100米的只能選用485總線傳輸協議）從UPS安裝位置沿電力電纜橋架敷設到配電值班室。值班人員可實時通過UPS監控主機對UPS機房是否漏水、機房環境溫、濕度是否超標，UPS有無任何異常及告警、電池是否溫度過高、內阻電壓等數據進行監控，以便及時發現問題，應急處置。

4.結論

大型綜合醫院應依據負荷的性質、停電影響及允許斷電時間合理選擇應急供電體系。UPS作為一種可靠的應急電源供電方式，它的配置只有綜合考慮切換時間、容量大小、延時供電時間以及安裝條件等技術參數[4]，才能合理選擇配置方案，讓UPS更好的發揮出應急保障作用。