醫院大型設備安裝中的UPS選擇與使用分析

摘要：醫院是救死扶傷的重要場所，供電的重要性不言而喻。一旦停電，醫院各個業務科室都會受到影響。本文以醫院大型設備UPS電源選擇為例，介紹了UPS電源的特性，分別簡要闡述了CT、MRI、DR、生化分析儀等儀器UPS選擇上的注意事項，UPS是這些重要醫療設備不間斷供電的重要保障。

關鍵詞：UPS;大型設備;醫院;選型

醫院各大高精尖醫療設備對電源供電質量提出了高要求，比如CT、MRI等影像設備大多是進口設備，對于供電穩定性要求比較高，一旦瞬間停電對于醫療設備有損耗[1-2]。因此，電源質量直接影響到設備壽命。基于醫院不同場景對于供電要求的特殊性提出電力保障解決方案，在醫院突發中斷供電后，UPS可以自動恢復供電，保障醫院核心業務的連續性，有效幫助醫院克服用電安全方面的困擾。醫院的大型醫療設備根據設備的不同，選取的UPS電源類型也存在差異。

1醫療場所UPS類型分析

1.1被動后備式UPS電源

此種UPS電源，在市電正常時，負載完全而且是直接地市電供電，逆變器不做任何電能變換，蓄電池由獨立的充電器供電;當市電不正常時，負載完全由逆變器提供電能。被動后備式UPS具有結構簡單、價格低廉等優點，但繼電器將逆變器切換至負載，切換時間較長，一般需幾個毫秒的間斷。

1.2在線互動式UPS電源

此種UPS電源，在市電正常時，負載由經改良后的市電供電，同時逆變器作為充電器給蓄電池充電，此時逆變器起AC/DC變換器的作用;而當市電故障時，負載完全由逆變器供電，此時，逆變器起DC/AC變換器的作用。在線互動式UPS具有結構較簡單、實施方便、且易于并聯、便于維護和維修。但是電源缺點是穩壓性能不高電路會產生諧波干擾和調制干擾。

1.3雙變換式UPS電源

此種UPS電源其供電方式如下：市電正常時，市電經過整流器、逆變器向負載供電;市電不正常時，由蓄電器經逆變器向負載供電。

雙變換式UPS具有性能好、電壓穩定度與頻率穩定度高、功能強、具有熱備份連接和并聯冗余連接的功能等優點，其不足之處是當容量少于10kVA以下，其整機效率不高。

2醫院UPS電源需求分析

根據電氣安全防護要求，1類醫療場所：醫療電氣設備接觸部件需要與患者體表、體內（除2類醫療場所所述部位外）接觸的醫療場所，如血液病房的凈化室、產房、燒傷病房;血液透析室;術前準備室、術后復蘇室、麻醉室;急診搶救室;2類醫療場所：醫療電氣設備接觸部件需要與患者體內接觸、手術室以及電源中斷或故障后將危及患者生命的醫療場所，如重癥監護室;早產兒室;手術室;心血管造影檢查室，都需要采用UPS不間斷電源設備供電，且自動恢復供電時間要求為t ≤ 0.5 s。

目前醫院大部分關鍵重要設備都為一些比較精密高端的設備配備了UPS電源。因此，配備UPS電源的醫療設備是工作中最重要的保護裝置。醫院擁有大量數字化醫療設備，如CT、MRI、DR、生化分析儀、監護設備等。其中一些設備甚至是信息系統，這是醫療信息的重要來源。因此，有必要確保每周7天、每天24小時的可用性，而不需要任何停機時間。此外，這些設備大多對不間斷電源的質量要求很高。因此，高端彩色多普勒超聲需要具有穩壓、穩頻、濾波、抗電磁和射頻干擾、防止電壓突然中斷等功能的UPS供電系統。

醫用彩超UPS電源能有效去除超聲偽影，是普通UPS電源無法替代的。醫院的醫用彩色多普勒超聲機是按照國際標準電網環境指數設計的。這些設備可以在標準電網內正常工作，故障少，使用壽命長。但在國內電網條件下，會導致運行不穩定，故障率高，使用壽命縮短。主要原因是我國目前的公共電力系統存在諸多不穩定因素。例如，有時電網電壓偏高、偏低、浪涌、沖擊、突然中斷，嚴重影響醫療設備的安全運行，甚至損壞設備，造成嚴重的經濟損失[3]。

高端彩超一般采用在線UPS電源作為電源。當有市電時，在線不間斷電源通過內置逆變器提供穩定的正弦波電源輸出。當市電出現故障或完全中斷時，UPS內部或外部的電池組將繼續為逆變器提供DC電源，從而保證UPS的逆變器不間斷地輸出正弦波。

3醫療設備UPS電源特性

（1）在線工頻、智能數字化、高品質UPS電源、低內阻、高精度、抗干擾能力強，適用于大型醫療設備的UPS。

（2）DSP數字控制技術。核心系統采用國際上最先進的DSP數字控制技術，可有效保證UPS核心系統的準確快速運行。UPS產品具有更穩定的性能和先進的IGBT逆變器技術。先進的IGBT逆變技術結合高頻脈寬調制技術PWM可以降低系統噪聲和功率損耗，保證用戶在各種負載條件下都能獲得優質的電源和最高的效益，使輸入效率超過95%。先進的相位平衡技術。目前采用了先進的相位平衡技術，穩定性好，即使缺相的情況下也能正常工作，特別適用于很多電力環境比較惡劣的地方[4-6]。

（3）內置隔離變壓器避免了外部設備的干擾輸入，使UPS電源具有更強的短路保護能力和更強的過載能力，也大大提高了負載的安全性和穩定性。

4大型設備UPS的選型

4.1選型原則

（1）寬廣的輸入電壓范圍：UPS的輸入電壓范圍代表了UPS適應電網的能力，同時電壓范圍寬廣也有著降低用戶投資成本，節能環保的作用，用戶在對UPS供電系統的投資中，蓄電池往往占有很大的比例，例如該項目電源系統要求后備延時時間在15分鐘和8個小時，這樣在系統中就需要投入大量的蓄電池，UPS寬廣的輸入電壓范圍可以有效的減少電池的充放電次數，延長電池使用壽命，達到節能環保，節省投資的效果。特別是在電網波動較大的環境下，該功能發揮的作用越大[7-8]。

（2）高整機效率：IT機房的用電量非常大，每年花在電上的費用是非常巨大的，另外，耗電量大也不能符合國家對企業節能減排的要求，所以在選用用電設備時，效率尤為重要，效率的高低是決定設備每年的耗電量有多少的最主要的一項參數，各UPS廠家也在苦心研究如何更高的提升UPS的整機效率以達到節能的效果。所以在外資銀行IT機房電源系統在選用UPS時，效率是非常重要的一項參數。

（3）風扇的智能管理功能：UPS的散熱基本是靠風扇來完成，如果風扇出現故障或者轉速不夠，UPS的運行就會出現問題，而大多廠商的UPS對風扇都沒有預告警的功能，都是來監測散熱片的溫度，當溫度過高發出溫度告警，所以此次項目，針對風扇提出了轉速在線檢測的功能，從而能有效的延長風扇使用壽命。

（4）體積小、重量輕：此次IT的電源系統機房在11層，因此這就要求UPS具有體積小，重量輕的要求，從而能達到機房承重的要求，同時，動力機房空間也非常有限，要更合理的來利用，所以在選用設備時在保證設備質量的基礎上最好能選擇何積小、重量輕的設備，以便節省機房使用空間。

4.2主要大型設備的UPS選擇

（1）DR設備，又稱數字X線攝影，是根據人體不同組織或器官的密度而發展起來的一種檢查方法。它通過探測器將穿透人體的x線信息轉換成數字信號，再通過計算機進行圖像重建和一些后處理，得到滿足臨床診斷的圖像。與cr相比，DR更像數碼相機，不需要傳統膠片作為介質[9-11]。

目前基本上所有的縣級醫院都有UPS電源，甚至鄉鎮衛生院的B超機都配備了UPS電源，這是因為UPS電源可以保障b超機的穩定運行，在突然斷電的情況下可以保護數據存儲。一般B超機的功率在3000瓦左右，可以用6KVAUPS就醫。

（2）彩超、生化分析儀、血細胞分析儀、血漿采集器、電解質分析儀、化學發光免疫分析儀、CT和核磁共振工作站等。基本上3000VAUPS不間斷電源對于單臺儀器來說已經足夠了，對于一些功率較高的機型來說6000VA就足夠了。

（3）CT、核磁共振機需要帶三相四線隔離變壓器的大功率工頻機不間斷電源，功率基本在80千伏安到160千伏安之間，其中CT機用120千伏安，核磁共振機用100千伏安和160千伏安。

5結語

一般來說，最好現在就引進專業人員，因為最好是當場了解情況。不間斷電源設備的選擇。應根據負荷大小、允許供電中斷時間、運行方式、電壓頻率波動范圍、諧波含量等各項性能指標確定，并滿足UPS不間斷電源裝置適用于毫秒級切換時間的實時計算機等容性負載，其額定輸出容量應滿足向電子計算機供電時，其額定輸出功率應大于每臺計算機設備額定功率之和的1.5倍，向其他電氣設備供電時，應為最大計算負荷的1.3倍。負載的最大沖擊電流不得大于不間斷電源額定電流的150%。

參考文獻：

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作者簡介：王深（1992-6）男，漢族，天津人，本科，助理工程師，研究方向：醫院大型用電設備電力系統改造