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醫(yī)療系統(tǒng)的機(jī)房供電UPS解決方案

  隨著UPS市場(chǎng)的迅猛發(fā)展,用戶應(yīng)用水平的不斷提升,傳統(tǒng)的由單純的一臺(tái)UPS電源、幾塊蓄電池所組成的UPS系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足用戶機(jī)房的需求,為用戶提供隨需訂制的整體機(jī)房供電系統(tǒng)解決方案才能夠切實(shí)滿足用戶的需求。

     近幾年醫(yī)療系統(tǒng)的集中化管理已成為一種發(fā)展趨勢(shì),對(duì)于數(shù)據(jù)中心、關(guān)鍵設(shè)備的保護(hù)更是重中之重。讓我們針對(duì)醫(yī)療體系不同設(shè)備的特點(diǎn),結(jié)合機(jī)房實(shí)際情況,看看不同的解決方案。

    方案一:北京大學(xué)人民醫(yī)院

  人民醫(yī)院是一個(gè)歷史悠久、技術(shù)先進(jìn)的國家重點(diǎn)醫(yī)療單位,始建于1918年,醫(yī)院現(xiàn)有職工2300多人,臨床醫(yī)技行政科室91個(gè),日門診量數(shù)千人次,日急診量也有數(shù)百人次,全院職工一直圍繞“愛心、奉獻(xiàn)、求精、創(chuàng)新”的八字院訓(xùn),上下齊心,形成了嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)、勇于開拓的學(xué)術(shù)氛圍。醫(yī)院的數(shù)據(jù)中心機(jī)房每天有數(shù)萬條的數(shù)據(jù)需要處理,隨著醫(yī)院信息化管理的不斷深入,對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房UPS設(shè)備的要求也不斷提高,原有兩臺(tái)30kVA的UPS系統(tǒng)已不能滿足全院數(shù)據(jù)中心負(fù)載的要求,而且原有UPS均有故障。為了使用戶了解原有UPS系統(tǒng)的現(xiàn)狀,銀星通達(dá)公司的工程師對(duì)原有UPS系統(tǒng)的故障進(jìn)行了分析:

  (1)BEST 30kVA UPS以串聯(lián)(主從熱備份)的方式為負(fù)載供電,現(xiàn)在兩臺(tái)UPS均處于旁路工作模式。用電流表測(cè)量UPS總輸出開關(guān)上的電流,A、B、C三相中最大的一相 ——C相電流為23A,此相負(fù)載約合5kVA。由此,可推算出UPS并不一定是由于過載而轉(zhuǎn)旁路工作,(30kVA的UPS每相可帶10kVA的負(fù)載,約合電流45.5A),有可能是UPS內(nèi)部故障或有瞬間過載而被鎖定在旁路狀態(tài)。

  (2)UPS負(fù)載的配電形式是:UPS總輸出開關(guān)→支路微斷開關(guān)→地插→插線板→負(fù)載,由于支路微型斷路器的容量只有10A或1 6A,到地插后又以級(jí)聯(lián)的形式分出多個(gè)插線板,給多臺(tái)負(fù)載設(shè)備供電,根據(jù)用戶描述,經(jīng)常有由于支路微斷過載而跳閘,導(dǎo)致此支路多臺(tái)負(fù)載斷電的事故發(fā)生,但由于支路開關(guān)與地插一一對(duì)應(yīng),走線又在地板下,改造起來十分困難。另外經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn),UPS輸出三相電流不平衡,說明三相負(fù)載分配不均衡,給上級(jí)配電造成一定壓力,但調(diào)整起來同樣十分困難。

  ( 3 )為用戶提出建議:新的UPS系統(tǒng)要避免舊系統(tǒng)在故障發(fā)生時(shí)UPS同時(shí)轉(zhuǎn)旁路的情況,系統(tǒng)要可以冗余,最好可以有多個(gè)冗余(如不只是“1+1”冗余,最好是“N +1”冗余);新系統(tǒng)在保證冗余的基礎(chǔ)上,考慮到將來的發(fā)展,要可以增容升級(jí),最好支持不斷電的增容和維護(hù)方式。

  新系統(tǒng)在負(fù)載配電上要避免舊系統(tǒng)支路過載跳閘的問題,同時(shí)要保證三相負(fù)載要可調(diào)平衡,且調(diào)整起來要方便快捷。整個(gè)配電系統(tǒng)力求可靠、簡單、調(diào)相靈活、操作方便。基于目前用戶UPS系統(tǒng)存在的問題以及用戶的需求,北京銀星通達(dá)公司向用戶推薦采用APC英飛系列UPS系統(tǒng)的解決方案。

  醫(yī)院采用對(duì)外公開招標(biāo)的方式,要求對(duì)現(xiàn)有UPS系統(tǒng)進(jìn)行更換、增容和配電改造,提出UPS容量為80kVA,在50%~100%負(fù)載情況下的整機(jī)效率大于90%,UPS采用“1+1”冗余并機(jī)、UPS具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能等,蓄電池系統(tǒng)要求保證為負(fù)載提供60min的延時(shí),并且電池為原裝進(jìn)口,設(shè)計(jì)壽命不少于10年,同時(shí)提供輸出配電柜,對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行集中管理。

  針對(duì)用戶的要求及數(shù)據(jù)中心機(jī)房的實(shí)際情況,即機(jī)房面積不能擴(kuò)大,但U P S的容量要增加,供應(yīng)商根據(jù)NCPI基礎(chǔ)物理設(shè)施解決方案的理念采用APC模塊化UPS進(jìn)行整體機(jī)房設(shè)計(jì)。為醫(yī)院提供了APC英飛集成供電系統(tǒng),它綜合了 UPS、蓄電池及輸出配電、機(jī)柜全套設(shè)備,U P S主機(jī)為S y m m e t r a80kVA“N +1”系統(tǒng),作為整個(gè)機(jī)房的核心供電設(shè)備,整套配置含9個(gè)功率模塊(每個(gè)功率模塊為10kVA)、2套系統(tǒng)控制模塊、1套靜態(tài)旁路模塊,其中各個(gè)模塊允許在線熱更換,具有極高的可用性、可管理性和易維護(hù)性。主機(jī)采用9個(gè)模塊并聯(lián)工作的方式,保證系統(tǒng)在單個(gè)模塊出現(xiàn)故障時(shí),仍能夠正常工作,正常情況時(shí)所有模塊均分負(fù)載工作,任一模塊出現(xiàn)故障均不會(huì)造成系統(tǒng)運(yùn)行的中斷。同時(shí)對(duì)用戶的運(yùn)行維護(hù)人員要求低,當(dāng)UPS出現(xiàn)故障時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)隔離故障模塊,維護(hù)人員僅需要將故障模塊拔出,插入完好的模塊即完成維修,無需復(fù)雜的維修過程和豐富的專業(yè)知識(shí)。另外主機(jī)內(nèi)部的關(guān)鍵組件,均設(shè)計(jì)了冗余方式,使得單臺(tái)主機(jī)的可靠性達(dá)到了傳統(tǒng)雙機(jī)備份的系統(tǒng)可靠性。UPS系統(tǒng)所配備的蓄電池系統(tǒng)為APC英飛系統(tǒng)專用電池兩組,為8 0 k VA負(fù)荷提供60min延時(shí)供電。電池柜為APC原廠生產(chǎn)與UPS主機(jī)柜、輸出配電柜的外形、顏色一致,與機(jī)房融為一體,美觀大方,提升機(jī)房的整體形象。與高性能的UPS主機(jī)配套的是智能化的輸出配電系統(tǒng),該配電柜采用先進(jìn)的母線安裝方式斷路器,可以根據(jù)負(fù)載的需要安裝單相或三相不同斷路器,并且可以對(duì)輸出斷路器的實(shí)際電流值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,同時(shí)將數(shù)據(jù)顯示在計(jì)算機(jī)的屏幕上。
  
     最后供應(yīng)商與B E S T 維修人員共同將原有兩臺(tái)B E S T3 0 kVA的UP S設(shè)備進(jìn)行移機(jī),以便新設(shè)備可以更快地進(jìn)行安裝。在工程人員的努力及用戶的配合下,現(xiàn)在UPS系統(tǒng)及配電改造工程已經(jīng)全部安裝調(diào)試完畢并投入正常運(yùn)行。為人民醫(yī)院全院的信息處理系統(tǒng)提供了可靠的供電保障。

     方案二:中國人民解放軍第306醫(yī)院
  
     中國人民解放軍第306醫(yī)院是一所技術(shù)人才密集、臨床學(xué)科齊全、儀器設(shè)備先進(jìn)、整體醫(yī)療水平較高的集醫(yī)、教、研為一體的現(xiàn)代化綜合性三級(jí)甲等醫(yī)院。該院于 07年初采購了一臺(tái)上千萬元以上的西門子核磁共振設(shè)備。西門子對(duì)于為其設(shè)備所需UPS電源提出嚴(yán)格的要求:容量大于200kVA、配置輸出隔離變壓器、具有12脈沖整流器及防雷功能等。

  核磁共振設(shè)備屬于大型精密設(shè)備,其對(duì)電力質(zhì)量要求比較高,而且用戶對(duì)交貨期和品牌價(jià)格提出了比較苛刻的要求。最后在用戶反復(fù)謹(jǐn)慎地挑選后,采用了美國艾默Hipulse7000系列12脈沖300kVA UPS,并為用戶制定了整體解決方案,延時(shí)系統(tǒng)采用兩組大力神100AH蓄電池。首先該類型的UPS設(shè)計(jì)精巧,外形美觀、占地空間小、只需打開前門即可完成各種UPS維護(hù)工作,解決了用戶UPS機(jī)房空間小的問題。UPS設(shè)備具有超強(qiáng)輸出過載能力,提升了UPS系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,具有超強(qiáng)的輸出抗短路能力,確保極限狀況下的系統(tǒng)安全,其輸出濾波器提升了系統(tǒng)的電磁兼容性,零相移鋸齒型輸出隔離變壓器,減小輸入諧波電流及零地電壓,以上特性為“嬌貴”的核磁共振設(shè)備提供了充分的保障。由于用戶的機(jī)房空間有限,再加上UPS系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)共用機(jī)房,當(dāng)兩套設(shè)備同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),噪音特別大,為了給用戶工作人員提供一個(gè)良好的工作環(huán)境,供應(yīng)商為用戶機(jī)房安裝了隔音門,使噪音降到了50分貝以下,現(xiàn)在UPS系統(tǒng)已進(jìn)入正常運(yùn)行期,用戶非常滿意。

  以上兩個(gè)案例為兩種不同類型醫(yī)療系統(tǒng)機(jī)房的典型代表,一類為數(shù)據(jù)中心機(jī)房,另一類為大型精密設(shè)備。針對(duì)不同的需求提供不同的解決方案,成為用戶貼心的技術(shù)中心,是每個(gè)方案供應(yīng)商努力的目標(biāo)。