医院手术室的UPS的配置讲解

医院是救死扶伤的场所，需要有稳定可靠的供电保障。往往一台手术需要一两个小时，器官移植、开颅等复杂手术甚至七、八个小时才能完成。在手术过程中，医疗仪器及手术照明的持续供电保障尤其重要。一旦停电，会给病人带来生命危险。目前，尽管医院有两路甚至三路市电供电，仍不能保证不出现意外停电情况发生。而且，配电室设备一年一度的清扫检修也不可避免地会造成医疗设备的闪停、重启。手术室、ICU及新生儿监护室等一旦电源中断就会危及患者生命的二类医疗场所，故障情况下断电自动恢复时间不应大于0.5秒。所以，上述场所应配置切换时间t≤0.5SUPS，以确保持续供电

1.手术室UPS配备方式

下面，就以医院手术室为例，讨论UPS配置方式。手术室UPS可采用集中和分散两种配备方式。具体选择，需根据实际情况灵活决定。

1.1集中配置UPS

为了集中管理，提高设备使用率，以下几种情况宜采用集中配置：

1. 每间手术室的配电箱附近没有UPS及电池柜摆放空间；

2. UPS摆放场所通风不好，环境温度不利于设备散热。长期运行，会缩短电池寿命，甚至存在电池燃烧爆炸的安全隐患；

3. 现运行手术室配电线路陈旧，配电箱线路改造复杂，且成本较高；

4. 有多间手术室且手术室楼层配电间附近或医院配电室附近有空间存放UPS，且便于统一监控。

1.2 分散配备UPS

每间手术室配电箱附近空间充裕，通风良好，且为便于独立操作控制，避免集中式UPS一旦故障，影响整个手术室的应急供电系统不能正常工作的情况，新建或改建手术室可设计为分散式UPS电源。一般情况下，每间手术室的UPS根据不同容量，需配置主机及电池柜。

UPS安装位置选择上，可放置于手术室配电箱旁的外走廊（污物通道），但会占用通道有效空间，且带来巡检的不方便。电工每次巡检都需征得科室同意，更换手术衣服才能进入手术室。从UPS维护巡检方便考虑，可将所有手术室的UPS放置于与手术室相邻的设备夹层（前提条件是：在手术室装修时，就已完成了UPS输入输出电缆的敷设）。这样，电工可随时巡检UPS设备。而且，设备夹层通风良好，夏天最高气温不超过28℃，湿度也低于40%，地面较干净，外面风沙吹不进来，满足UPS长期运行条件。

2. UPS主机容量和电池规格数量的配置

2.1 UPS主机容量的确定

UPS容量大小由负载功率决定，一般将手术室吊塔插座、无影灯、控制面板等重要负载挑选出来由UPS持续供电。

2.2 UPS电池规格数量

配置UPS电池规格数量不仅取决于负载功率，更是与延时时间密切相关。它主要根据医院供电环境决定。如果医院10KV高压来自两个（真双路）或两个以上不同的变电站，而且医院又配备了柴油发电机组，在市电停电后十分钟内就能启动，给手术室、ICU 等重要负载送电，则UPS延时配备30-60分钟的电池就够了，否则需配备至少两个小时延时的电池。下面分别对UPS集中和分散配置电池规格数量进行说明。

2.2.1集中式UPS的选择

2.2.1.1计算方法

集中UPS功率大小确定有两种方法。方法一：周一至周五每天上午9：00-10:00用电高峰在配电室找到手术室这路主用开关，分别记录下手术室三相电流数据，然后在这组数据中取其最高值Imax ,计算出配置UPS容量（KVA）=ImaxX230(V）X3（三相）÷0.5（50%负载率）。如ABC其中一相的电流最大为93A,则计算出UPS容量为128KVA,按就大不就小原则UPS容量就选择150KVA三进三出UPS。

方法二：统计估算每间手术室的所有负载功率×手术间数量，就是总功率，配置UPS容量（KVA）=手术室负载总功率÷0.5（50%负载率）。如有8间手术室，每间手术室全部负载6KVA,则UPS容量= 6KVA×8÷ 0.5 = 90KVA,UPS选用100KVA三进三出UPS即可。

然后，根据电池配备公式：电池容量（AH）=负载功率（KVA）÷电池串联节数(40节)÷单只电池电压（12V）÷0.9（UPS逆变效率）÷0.7（放电效率）×延时时间（小时数）,可计算出电池容量（AH） =48000÷40÷12÷0.9÷0.7×1=160, 所以UPS选用80节(两组40节并联）100AH（80AH以上）汤浅电池及4个20节标准电池柜。UPS可安装在邻近配电室的空闲场所，并为UPS建造专用小机房。机房内配备空调，屋顶须作防水处理，地面需进行荷载计算，必要时，进行局部加固。

2.2.1.2双电源互投开关的配置

如图2-1所示，手术室配电柜一般两路市电输入，通过ATS给各手术间供电。UPS串接在ATS主用上口与1路市电（主路）开关之间，UPS输入输出电缆选用YJV- 4*50 +1*25电缆，互投开关选用250A/4P规格，目前市场上较多采用天津万高WATSN 品牌。ATS设置成自投自复工作方式，仅当UPS突发故障中断输出或UPS需停电检修时，才自动切换到2路市电备用供电。所以，即使UPS输出中断这种小概率事件发生时，手术室供电也只是闪断一下，而无需电工赶到现场紧急处理，从而最大限度地降低了对手术的影响。

2.2.2分散配置UPS的选择

2.2.2.1计算方法

单间手术室所有重要医疗设备包括无影灯、控制面板、呼吸机、麻醉机、心电监护仪、除颤仪、电刀、电钻、内窥镜等的总功率一般不会超过4KW。因此，每间手术室选用一台单进单出6KVA UPS即可满足要求，电池配备满足一个小时，根据电池配备公式电池容量=负载功率（KVA）÷电池串联节数（16节）÷单只电池电压÷0.9（UPS逆变效率）÷0.7（放电效率）Χ延时时间（小时数）,可计算出电池容量（AH） =6000÷16÷12÷0.9÷0.7=50, 所以每台UPS可选用16节65AH（50 AH以上）汤浅电池。UPS输入输出线缆选用YJV3*6或6平方BV线即可。

2.2.2.2  双电源互投开关的配置

对于单一手术室的供电方式，一般在UPS输出端加装一台63A/2P规格的ATS,UPS输出接ATS主用侧，市电接ATS备用侧，ATS输出接至隔离变压器。ATS设置成自投自复工作模式。这样，一旦出现UPS负载故障，UPS内部出于自保而关闭逆变中断输出的情况， ATS会自动切换到市电备用侧给医疗设备继续供电，从而将中断手术的影响降到最低。故障排除，UPS恢复正常供电后，ATS马上切换到UPS侧（主用）供电。

3. UPS监控系统的应用

无论集中放置UPS还是分散配置UPS，均应加强对UPS运行状况的监控。为此，配置远程实时监控系统，可大大提高UPS安全可靠系数。该监控系统可通过通讯电缆（长度在100米内的可采用TCP/IP传输协议,超过100米的只能选用485总线传输协议）从UPS安装位置沿电力电缆桥架敷设到配电值班室。值班人员可实时通过UPS监控主机对UPS机房是否漏水、机房环境温、湿度是否超标，UPS有无任何异常及告警、电池是否温度过高、内阻电压等数据进行监控，以便及时发现问题，应急处置。

4.结论

大型综合医院应依据负荷的性质、停电影响及允许断电时间合理选择应急供电体系。UPS作为一种可靠的应急电源供电方式，它的配置只有综合考虑切换时间、容量大小、延时供电时间以及安装条件等技术参数[4]，才能合理选择配置方案，让UPS更好的发挥出应急保障作用。