一、前言
民用建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計的目的,就是通過采用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段,滿足各種用電設(shè)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(shè)計的合理性及系統(tǒng)的安全運(yùn)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(huán)境
[1]。
供配電設(shè)計作為民用建筑電氣設(shè)計的主要部分,是根據(jù)工程建筑構(gòu)的特點(diǎn)、用電負(fù)荷要求以及其他電力系統(tǒng)條件,計算出總用電負(fù)荷、確定變壓器的容量、分類統(tǒng)計用電負(fù)荷決定低壓配電系統(tǒng)的供電方式以及設(shè)計線路敷設(shè)、設(shè)備安裝等,由當(dāng)?shù)毓╇娋重?fù)責(zé)設(shè)計確定供電等級和供電電源路數(shù),我國目前普遍對中小容量用電負(fù)荷的電壓380V(三相)220V(單相),絕大多民用建筑內(nèi),用電設(shè)備可分為380V動力設(shè)備和220V照明用電設(shè)備。
二、供電系統(tǒng)
2.1 負(fù)荷等級[2]
一級負(fù)荷指中斷供電將造成人身傷亡者,造成重大政治影響和經(jīng)濟(jì)損失,或造成公共場所秩序嚴(yán)重混亂的電力負(fù)荷,一級負(fù)荷,應(yīng)由兩個電源供電,一用一備,還必須增設(shè)應(yīng)急電源,當(dāng)一個電源發(fā)生故障時,另一個電源應(yīng)不致同時受到損壞。為保證對特別重要負(fù)荷的供電,禁止將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。
二級負(fù)荷是指當(dāng)中斷供電將造成較大政治影響、較大經(jīng)濟(jì)損失或?qū)⒃斐晒矆鏊刃蚧靵y的電力負(fù)荷,二級負(fù)荷,要求采用兩個電源供電,一用一備,兩個電源應(yīng)做到當(dāng)發(fā)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(fù)),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(fù)荷的一般電力負(fù)荷,均屬于三級負(fù)荷。三級負(fù)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(yīng)提高其供電的可靠性。
2.2 供電方式
我國綜合醫(yī)院的建設(shè)規(guī)模,按病床數(shù)量可分為200、300、400、600、800床五種規(guī)模。另外隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展,醫(yī)院的用電設(shè)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(yī)院。一般綜合醫(yī)院包括住院部、門診部、手術(shù)部、行政辦公、輔助醫(yī)療及服務(wù)性用房等部分
[3]。
為了確保醫(yī)院供電的安全性、可靠性,根據(jù)醫(yī)院的規(guī)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(fā)電機(jī),重要設(shè)備末端采用UPS或EPS供電。此類適用特級及三級醫(yī)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(tǒng)適月于二級醫(yī)院;一路10kV供電,重要設(shè)備末端采用UPS或EPS供電,僅用于一級醫(yī)院。
某地市級醫(yī)院的西變配電室為一級負(fù)荷,雙電源供電,兩路高壓電源引自當(dāng)?shù)匾?guī)劃區(qū)不同開閉所內(nèi)兩路10KV電源的母線段;兩路均能為100%負(fù)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(yī)院空調(diào)負(fù)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(jī)的供電質(zhì)量要求時,宜對其中部分或全部放射線機(jī)采用自動有載調(diào)壓變壓器供電;供電給放射線機(jī)的電源變壓器、配電裝置等電源設(shè)備,應(yīng)靠近放射線科設(shè)置。每個手術(shù)室應(yīng)單獨(dú)設(shè)置配電箱,容量不小于8kVA;應(yīng)急照明配電箱由雙路電源供電并能自動切換,洗衣房、營養(yǎng)部的動力等宜從變電所直接供電,冷水機(jī)組、大容量水泵等由配變電所放射供電。
2.2 負(fù)荷估算[4]
負(fù)荷計算的目的在于盡量準(zhǔn)確地求出建筑所需的總負(fù)荷和負(fù)荷等級、類別,算出各支部的分負(fù)荷,以作為向供電部門申請電源和擬定供配電系統(tǒng)、選擇設(shè)備、電器、導(dǎo)體、計算出電壓損失、公路損失、電能損失、無功率補(bǔ)償?shù)囊痪洹?br />
實(shí)際指標(biāo)法:實(shí)際建筑面積乘以此類建筑的常規(guī)用電指標(biāo),并根據(jù)結(jié)果來確定訂立變壓器的容量和臺數(shù)。
P-計算負(fù)荷;
KW,K-單位指標(biāo);
W/平方米,F(xiàn)-建筑面積,平方米。
需要系數(shù)法:對于同類型的用電設(shè)備組,其負(fù)荷曲線具有大致相似的形狀,對同一類建筑物或企業(yè)也是一樣。所以進(jìn)行負(fù)荷計算可以借助已建成或已投產(chǎn)企業(yè)類似用戶的負(fù)荷曲線,取得近似的計算負(fù)荷值。
Pjs——有功計算負(fù)荷,kW;
Kx ——需要系數(shù)。
Pe ——設(shè)備容量,kW。
三、配電系統(tǒng)[5]
某地市級醫(yī)院的低壓配電系統(tǒng)采用放射式與樹干式相結(jié)合的配電方式,個別部分采用鏈接方式配電。冷水機(jī)組、大型醫(yī)療設(shè)備(X光機(jī)、CT機(jī)、MIR機(jī)、DSA機(jī)、ECT機(jī))、中心供應(yīng)室、凈化機(jī)房、電梯、自動扶梯及屋面消防設(shè)備分別由變電所低壓屏放射式供電。消防用電設(shè)備、應(yīng)急照明及特殊要求的醫(yī)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(yīng)急母線配出,即一、二級負(fù)荷均為雙路供電末端自投。
根據(jù)《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》,潔凈手術(shù)部的供電采用雙路電源,直接從開灤醫(yī)院的10/0.4 kV的變電所供給,末端采用ATS(自動轉(zhuǎn)換開關(guān))自動切換。考慮醫(yī)院屬于人員密集場所,火災(zāi)時電線電纜所產(chǎn)生的有毒氣體對人的身體有害,甚至?xí){生命,設(shè)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(nèi)敷設(shè)。
醫(yī)用放射線設(shè)備的配電系統(tǒng),醫(yī)用放射線設(shè)備是醫(yī)院的重要設(shè)備。該工程中放射科配備的醫(yī)用放射線設(shè)備包括x光機(jī)、ECT機(jī)、NMR—CT機(jī)、DSA機(jī)、CT機(jī)等。根據(jù)醫(yī)用放射線設(shè)備的不同特點(diǎn),將醫(yī)療設(shè)備的工作制進(jìn)行劃分。根據(jù)JGJ 49—1988《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范》,放射科配備的醫(yī)用放射線設(shè)備的主機(jī)電源均采用雙路供電。系統(tǒng)電源由變電所低壓屏放射式供電,直接送至設(shè)備控制室。
手術(shù)部、ICU、血透等場所的配電系統(tǒng)潔凈手術(shù)部的用電由變電所采用雙電源直接供給,末端切換。在設(shè)手術(shù)部總配電箱,每個手術(shù)室單獨(dú)設(shè)配電箱,電源由手術(shù)部總配電箱配出。每個手術(shù)室配電箱設(shè)置在潔凈走廊,即每個手術(shù)室的外側(cè)墻內(nèi)。潔凈手術(shù)室的負(fù)荷4個I級和1個Ⅱ級手術(shù)室為15 kW,其余手術(shù)室為10 kW。根據(jù)醫(yī)院布局及規(guī)模,考慮部分手術(shù)室內(nèi)需要設(shè)置高低溫冷柜等三相設(shè)備,手術(shù)室的電源進(jìn)線采用三相進(jìn)線。與病人接觸的電源部分,采用單相供電。為潔凈手術(shù)部設(shè)置的潔凈空調(diào)機(jī)房設(shè)備用電也從變電所采用雙電源直接供給,末端切換。
四、結(jié)束語
鑒于醫(yī)院結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,線路和電器設(shè)備數(shù)量很多,所以采用設(shè)計方法,從設(shè)計角度通過精確的計算,采用新技術(shù),對供配電系統(tǒng)的各個部分評估初始投資和運(yùn)行期的損耗與維修費(fèi)用,盡可能達(dá)到節(jié)能的目的,醫(yī)院配電系統(tǒng)設(shè)計不同于一般的民用設(shè)計,需要電氣設(shè)計人員不斷學(xué)習(xí)、更新知識,學(xué)習(xí)了解有關(guān)國家及IEC標(biāo)準(zhǔn),這樣才能使大型綜合醫(yī)院配電系統(tǒng)的設(shè)計不斷優(yōu)化,更好地適應(yīng)時代的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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[4] 王新宇;;淺談高層建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計[J];山西建筑;2009年10期
[5] 李炳華;;民用建筑中供配電系統(tǒng)若干問題的思考[J];智能建筑電氣技術(shù);2009年05期