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淺談智能電力監(jiān)控在醫(yī)院配電系統(tǒng)中的應用
更新時間：2023-09-26 瀏覽次數：392
摘要：基于供電程序的調控與治理，本文設計了智能電力監(jiān)控系統(tǒng)。經過收集數據、隨時監(jiān)控配電程序的運轉狀況。一旦出現事故預警與其他異常問題，能夠進行及時處理。
關鍵詞：智能電網；監(jiān)控系統(tǒng)；醫(yī)院配電。
0引言
醫(yī)院配電系統(tǒng)的安全運行關系著臨床醫(yī)療工作和廣大病患的生命安全。作為醫(yī)院后勤保障人員，從醫(yī)院配電系統(tǒng)的設計階段，應根據醫(yī)院供配電需求的特點，合理提高配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性、可靠性。本文主要分析智能電力監(jiān)控系統(tǒng)在醫(yī)院配電系統(tǒng)中的應用，以期為相關工作人員提供借鑒。
1智能電力監(jiān)控的結構特點
1.1信息收集與處理功能
對醫(yī)療設備產生的數據進行處理與采集是配電系統(tǒng)的基礎性功能。智能電力配電系統(tǒng)可以收集設備的開關量與模擬量，形成直觀數據，投射到系統(tǒng)監(jiān)控主機上，由監(jiān)控系統(tǒng)進行存儲并實時更新。
1.2實時畫面
智能電力監(jiān)控系統(tǒng)中呈現的實時圖像功能指的就是一次接線圖，其能夠時刻顯示醫(yī)院配電程序的運行情況、電流和電壓的強弱以及諧波畸變率等的實際狀況，方便相關工作者能夠實時查看配電程序的運轉狀態(tài)，更有利于維護工人隨時進行修理。
1.3歷史數據庫
如果和訊息搜集與治理功能對比來講，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的歷史訊息數據庫不但能夠更為完備的存儲配電系統(tǒng)的各類遙信和遙測數據，還可以針對各種類別的數據展開科學、合理的解析，從而創(chuàng)建出在各個階段中系統(tǒng)運營的曲線圖，在很大程度上降低了相關工作者的工作量。
1.4報警功能
在醫(yī)院的配電程序出現類似于開關移位的狀況時，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)就會發(fā)送預警訊號，用音效和圖像彈窗的預警方式來提醒相關工作者。另外監(jiān)控程序提出的預警狀況、預警原因、設施運轉狀況等訊息都會自主的存儲于歷史數據庫內，進而方便相關工作者隨時查看，也為配電系統(tǒng)的不良問題帶來了參考依據。
2智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的組網
其主要被設置為三層結構分別是通信接口層、現場層和監(jiān)控管理層。
現場層屬于是一體式的電能收集量測設備，其主要可以做到量測、保護、操控、和控制監(jiān)控等，其還能夠應用無線網（ZigBee）和通信接口層上送裝備量測和維護行為等訊息，并且還可以接到上層的操控指令，然后在斷路器上裝置分勵脫扣和自主合閘的部件，從而完成遠程的操控。
通信接口層屬于程序網絡構建成的紐帶，其能夠實現現場層和監(jiān)控管理層兩者間的隨時訊息互換，還包含通信管理機、網關、交換機等。
與現場層通信是無線link網關，各個網關均能夠檢測與操控12臺一體式的電能收集量測裝備，網關可經過以太網對上部層輸送信息。
監(jiān)控管理層則是用后臺的監(jiān)控實施構建成的，其能夠顯示人機界面，實現了對于數據的搜
集、整合、顯示、監(jiān)控等活動。
3智能電力監(jiān)控系統(tǒng)在醫(yī)院配電系統(tǒng)中的應用
3.1數據采集
（1）波形捕捉?，F場的電能品質監(jiān)察設施能夠對電壓訊號、電流實施波形捕捉，可以把搜集來的波形存儲于裝備的內存里，然后在定時輸送到工作站內展開解析和顯示。此功能能夠經過內部條件進行觸發(fā)，但是有一個條件就是必須得滿足自定義預警，或者是通過外來條件的觸發(fā)，必須經過用戶操控指令或外界訊號實施觸發(fā)活動。這樣操作能夠有效規(guī)避系統(tǒng)電壓突生、突降與各種電壓等方面的不良情況產生。
（2）諧波分析。在監(jiān)控系統(tǒng)中擁有非常完善的諧波分析技能，其能夠經過圖表進行展示精準的解析電氣訊號，尤其是和故障錄波有關的訊息數據。另外還可以針對事引起的跳閘情況進行精細的解析活動，尋找到問題的起因，攻克有關的問題狀況，有效利用和減少停電的時長。對于數據的收集通常都是通過儀表來實現，收集訊號包括三相電流I、三相電壓U、頻率f、功率P、功率因數Q、電度Epi等數據信息。
3.2分類統(tǒng)計
將電力監(jiān)控系統(tǒng)應用到醫(yī)院內能夠時刻監(jiān)控并精準記載電能的消耗數據，總結電能消耗的情況，然后經過餅圖、柱狀圖等方式直觀地展現出來。使用者需要把這些能源配送到各個工作環(huán)節(jié)、部門和成本中心，綜合負荷的類別進行分類，比如照明燈具、生產、空調等，還可以根據各種分類制成報表，幫助使用者創(chuàng)建出高效率的能源應用測評規(guī)范，為配電程序內的用電單位供給電能配置治理數據。另外，監(jiān)控程序可以經過對于電力數據的實時解析，及時找到電能損耗反常的狀況與潛存的故障問題，有利于技術工人選擇優(yōu)質的方案進行控制，預防故障問題的產生，減少了設施維修養(yǎng)護的費用，提升了設施的應用年限，有效規(guī)避設施加速老化問題的出現。
3.3集中管理
應用智能監(jiān)控系統(tǒng)平臺能夠創(chuàng)建和電力公司相結合的賬單構造，設置谷、峰、平的構造定義，搜集、統(tǒng)合、解析能源方面的數據，制備有關的費率，核算賬單的數據，根據賬單的數據顯示合理的調節(jié)設
施在工作期間的模式與周期，協(xié)助用戶合理有效的應用設施，降低能源資金的損耗。另外，電力智能監(jiān)控系統(tǒng)還能夠推動配電系統(tǒng)完成遠程、智能和集中化的管控，增強系統(tǒng)運轉和治理的成效，降低經營資金的投入和相關工作者的工作量，提升設施供給電能的穩(wěn)固性，減少停電的時長和運轉資金投放，有效規(guī)避出現火災、工人傷亡等重大的安全問題。
3.4優(yōu)化負荷分配
在最近幾年中，因為病人的逐漸增加，我們國家醫(yī)院的工作量也越來越大，進而也就增加了購置信息醫(yī)療設施的數量。全新的醫(yī)療設施能不能穩(wěn)固的嫁接到電網中，是大多數醫(yī)院正在面臨的重要問題。
以上我們討論了智能電力監(jiān)控系統(tǒng)擁有存儲、記載配電系統(tǒng)運轉狀況的性能，能夠精準展示實時的和歷史的電力負荷運轉曲線圖，由此相關人員就能夠按照這部分訊息來了解配電系統(tǒng)運轉的情況。另外，相關工作者還能夠按照查找到的電壓、電流功率數據，創(chuàng)建出更加科學有效的配電措施。同時根據配電系統(tǒng)的運轉狀態(tài)，針對醫(yī)療設施的引進和應用實施科學的分配，使醫(yī)療設施能夠錯峰應用，有效地節(jié)約電網的費用。相關人員應該著重觀察電能損耗比較多的醫(yī)療設施的運轉狀況，從而為后續(xù)的節(jié)電、節(jié)能完善工作打下良好的基礎，最終為醫(yī)院獲得更好的收益。
4系統(tǒng)的擴展性
在電力監(jiān)控系統(tǒng)進行完組網工作以后，可以按照業(yè)主方的真實要求進行縱向和橫向的拓展。第一，橫向拓展：也就是系統(tǒng)不但能夠監(jiān)控低壓配電柜，同樣還可以監(jiān)控高壓配電柜和擁有關鍵作用的空調配電柜，甚至可以監(jiān)控一些就地的小型配電箱，針對設備的用電程度、能源消耗狀況進行隨時監(jiān)控，還能夠在斷路器上裝置附件以后完成遠程的操控。第二，縱向拓展：指的就是其不但能夠監(jiān)控電能的使用量和能源的消耗量，還能夠添加電能質量解析程序、遠程運維管控程序和邊緣操控。也就是說電能質量解析程序能夠對程序運轉時的諧波等電能質量數據展開收集與解析工作，而遠程運維管控程序則是針對設施進行資產管控、預警管控和維護規(guī)劃管控，像邊緣操控就是不管在當場還是遠程中，都可以協(xié)助用戶快速精準的布置與營運。
5安科瑞醫(yī)院EMS能效管理系統(tǒng)
5.1平臺拓撲圖
5.2醫(yī)院電力監(jiān)控解決方案
電力監(jiān)控系統(tǒng)實現對變壓器、柴油發(fā)電機、斷路器以及其它重要設備進行監(jiān)視、測量、記錄、報警等功能，并與保護設備和遠方控制中心及其他設備通信，實時掌握供電系統(tǒng)運行狀況和可能存在的隱患，快速排除故障，提高醫(yī)院供電可靠性。
電力監(jiān)控系統(tǒng)主要針對開閉所和10/0.4kV變電所，對高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監(jiān)控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數和用能情況。同時對醫(yī)院重要設備如柴油發(fā)電機、無功補償裝置、有源濾波裝置、UPS、隔離電源系統(tǒng)狀態(tài)進行監(jiān)測。
電力監(jiān)控系統(tǒng)硬件配置
應用場合 | 名稱 | 系列型號 | 圖片 | 功能 |
系統(tǒng)后臺 | 電力監(jiān)控軟件 | Acrel-2000/Z |
| 數據的實時采集、數字通信、遠程操作與程序拉制、權限管理、車件記錄與告營、故障分析、各類報表 |
通訊層 | 智能網關 | Anet系列 |
| 8個RS485串口 2kV隔離， 2個以太網接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設備的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104等上傳協(xié)議、支持多中心不同數據服務要求，支持斷點續(xù)傳，裝置電源:220V AC/DC。 |
35KV、10KV | 微機保護裝置 | AM6-x |
| 相間電流速斷保護，相間電流速斷保護（可帶低壓閉鎖），相間過電流保護（可帶低壓閉鎖），兩段式零序過流保護，反時限相間過流保護（可帶低壓閉鎖），零序反時限過流保護，過負荷保護，控制回路異常告警。 |
35KV\10KV進線側 | 電能質量在線監(jiān)測裝置 | APView500 |
| 相電壓電流＋零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓/電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動/閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態(tài)、電壓中斷、1024點波形采樣、觸發(fā)及定時錄波，波形實時顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲，內存32G，16D0＋22D1，通訊2RS485＋1RS232＋1GPS，3以太網接口（＋1維護網口）＋1USB接口支持U盤讀取數據，支持61850協(xié)議。 |
35KV/10KV測量 | 多功能網絡電力儀表 | APM-520 |
| 具有三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ）、電能統(tǒng)計、電能質 |
35KV\10KV帶電顯示裝置 | 智能操控裝置 | ASD500 |
| 5寸大液晶彩屏動態(tài)顯示一次模擬圖及彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、3路溫溫度控制及顯示、遠方/就地、分合閘、儲能旋鈕預分預合閃光指示、分合閘完好指示、分合閘回路電壓測量、人體感應、柜內照明控制、1路以太網、2路RS485、1路USB接口、GPS對時、高壓柜內電氣接點無線測溫、全電參量測溫、脈沖輸出、4～20mA輸出； |
35KV\10KV弧光保護 | 弧光保護裝置 | ARB5-x |
| 主控單元，可接20路弧光信號或4個擴展單元，配置弧光保護（8組）、失靈保護（4組）、TA斷線監(jiān)測（4組）、11個跳閘出口； |
35KV\10KV配電柜 | 無線測溫 | ATE400（PT柜選用ATE200） |
| 監(jiān)測母線、線纜接頭、斷路器觸臂、觸頭溫度，可通過無線傳輸至ASD320就地顯示，也可以上傳至監(jiān)控系統(tǒng)。電源分為內置電池式和感應取電式，固定方式有螺栓固定，表帶式捆綁，測溫范圍-50℃-125℃，精度±1℃ |
0.4KV進線 | 多功能網絡電力儀表 | APM-520(96外型) |
| 具有三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ）、電能統(tǒng)計、電能質 |
電能質量在線監(jiān)測裝置 | APView500 |
| 相電壓電流＋零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓/電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動/閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態(tài)、電壓中斷、1024點波形采樣、觸發(fā)及定時錄波，波形實時顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲，內存32G，16D0＋22D1，通訊2RS485＋1RS232＋1GPS，3以太網接口（＋1維護網口）＋1USB接口支持U盤讀取數據，支持61850協(xié)議。 | |
測溫監(jiān)控裝置 | ARTM-Pn-E |
| 無線測溫采集可接入60個無線測溫傳感器；U、I、P、Q等全電參量測量；2路告警輸出；1路RS485通訊； | |
無線測溫傳感器 | ATE400 |
| 監(jiān)測母線、線纜接頭、斷路器觸臂、觸頭溫度，可通過無線傳輸至ASD320就地顯示，也可以上傳至監(jiān)控系統(tǒng)。電源分為內置電池式和感應取電式，固定方式有螺栓固定，表帶式捆綁，測溫范圍-50℃-125℃，精度±1℃ | |
0.4KV濾波柜 | 有源諧波治理系統(tǒng) | AnSin-xxx |
| 有源電力濾波器井聯(lián)在含諧波負載的低壓配電系統(tǒng)中，能夠對動態(tài)變化的諧波電流進行快速實時的跟蹤和補償， |
0.4KV補償柜 | 有源無功補償系統(tǒng) | AnCos-xxx |
| 低壓無功功率補償裝置并聯(lián)在整個供電系統(tǒng)中，能根據電網中負載功率因數的變化通過控制器控制電力電容器投切進行補償,無功功率補償裝置采用散件組成方案，主要以電容電抗、投切開關、控制器等組成。 |
0.4KV饋線 | 多功能網絡電力儀表 | APM-510(72外型) |
| 具有三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ）、電能統(tǒng)計、電能質 |
電氣火災監(jiān)測模塊 | ARCM200系列 |
| 三相(I、U、kW、Kvar、kWh、Kvar h、Hz、cos中) ， 視在電能、四象限電能計量， 單回路剩余電流監(jiān)測，4路溫度監(jiān)測，2路繼電器輸出，4路開關量輸入，事件記錄，內置時鐘，點陣式LCD顯示， 2路獨立RS 485/Modbus通訊 | |
測溫監(jiān)控裝置 | ARTM-Pn-E |
| 無線測溫采集可接入60個無線測溫傳感器；U、I、P、Q等全電參量測量；2路告警輸出；1路RS485通訊； | |
無線測溫傳感器 | ATE400 |
| 合金片固定，CT感應取電，啟動電流大于5A，測溫范圍-50-125C，測量精度±1℃；無線傳輸距離空曠150米； | |
低壓回路 | 電流互感器 | AKH-0.66系列 |
| 測量型互感器，采集交流電流信號 |
6結語
醫(yī)院的配電系統(tǒng)朝著智能化的方向發(fā)展是大勢所趨，而智能電力監(jiān)控系統(tǒng)具有操作簡單、功能齊全、穩(wěn)定性強、安全性高的特點。因此將智能電力監(jiān)控系統(tǒng)引進來，有利于提升配電系統(tǒng)的智能化與信息化水平。其可以對系統(tǒng)的運行情況展開實時的監(jiān)控，并且可以及時處理各種安全隱患，為配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，以及工作人員工作效率的提升提高了強有力的保障。
參考文獻：
[1]智能電力監(jiān)控在醫(yī)院配電系統(tǒng)中的應用 李文濤
[2]安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊2020.06版．
[3]安科瑞用戶變電站變配電監(jiān)控解決方案2021.10