医疗系统中模块化UPS应用方案关键词：医疗系统/UPS/模块化1引言近几年医疗系统的集中化管理已成为一种发展趋势。对于数据中心、关键设备的保护更是重中之重,尤其是那些生命攸关的场所,如:洁净手术室﹑ICU重症监护室﹑CCU心脏监护室、产房等场所重要电力负荷区,必须配备UPS后备电源,其目的就是保证为该场所内的医疗电气设备提供一个安全、可靠的电源保障,用以确保病人的生命安全、提高医疗服务质量。我国2002年11月26日发布,12月1日开始实施的《医疗洁净手术部建筑技术规范》,其中8.3配电要求:由于手术室的重要性,手术室内用电设备配电盘须加隔离变压器。某三甲综合医院,重要关键性典型负载的统计如下:洁净手术室5个房间(床位);ICU重症监护室20个房间(床位);产房5个房间(床位)。负载总容量预计为:100kVA。2方案配置2.1台达UPS配置方案用于医疗系统的台达模块化UPS电源配置方案列于表1。2.2HIFTUPS供电方案说明为提高供电系统的安全、可靠性,传统供电方案是采用两台UPS单机并联冗余方式运行,虽然这在一定程度上提高了可靠性,但是它不便于在线维护、扩容,同时对设备的利用不充分、效率低、缺乏灵活性扩充,更重要的,系统的冗余数仅为1。而HIFTUPS采用模块化设计的结构极具弹性,可实现模块N+X自动弹性组合冗余,供电系统拥有最高的可靠性。同时,客户还可通过定购额外的模块,来增加HIFT的备用冗余能力。HIFTUPS具有随需扩容的性能优势,可以按照现在的负载先进行配置,当机房负载扩容容量增加时,直接热插入模块,扩容灵活、方便,以20kVA一个模块为单位最大可扩充至480kVA的冗余供电系统。根据用户负载需求,台达提供一种更经济的HIFTUPS供电系统冗余配置方案,采用HIFT120kVAUPS1台,由6个20kVA模块组成总功率120kVA,模块5+1并联冗余系统。根据医疗系统规范标准对配电系统的要求,UPS输出端配置隔离变压器,输出侧采用TN-S配电系统,确保供电系统更安全可靠、提供更佳的保护效果。图1为HIFT120kVAUPS模块冗余供电系统图。3方案优势3.1安全可靠⑴HIFT120K模块5+1并联冗余可靠性分析采用普通UPS单机100kVA1+1并联冗余系统的可靠性计算公式为式(1)。式中:表示单机可靠性;表示系统可靠性;表示并联冗余系统中个子系统故障时的组合数。如果单机可靠性为,代入式(1)得到1+1并联系统的可靠性为:普通UPS单机100kVA1+1并联冗余方案中,无论实际运行负载是多少,冗余数始终都为1不变,UPS供电系统的可靠性始终为0.9999。采用台达HIFT120KUPS模块5+1冗余的方案中,当实际负载为设计容量的60%时(实际负载:100kVA×60%=60kVA),实际负载占3个模块,此时供电系统冗余数为3个模块,实际运行时是模块3+3的并联冗余系统。也就是只有4个功率模块同时故障的时候,UPS才会转旁路工作,才会在无保护的状态下运行。如果单个模块的可靠性为.代入公式(1)得模块3+3并联冗余系统的可靠性为:同理,当实际负载为设计容量的30%时(实际负载:100kVA×30%=30kVA),HIFT120KUPS系统实际运行时是模块2+4并联冗余系统,代入公式(1)可得可靠性为:⑵可靠性比较不同负载的可靠性比较列于表2。从表2可见,由1+1并联组成冗余供电系统,当单机可靠性为0.99时,并机系统可靠性可达到0.9999。由HIFTUPS组成的N+X冗余系统,当单个模块可靠性同样为0.99时,根据实际负载量的变化弹性组合成的模块3+3冗余系统,可靠性为0.9999999,比单机1+1并联冗余系统的可靠性高出1000倍;模块2+4冗余系统的可靠性为0.9999999997,比单机1+1并联冗余系统的可靠性高出333333倍。另外,由单机1+1并联组成的冗余供电系统,当单机可靠性为0.99时,并机系统可靠性达到0.9999,此值与负载量无关。也就是说,不管系统实际负载量是多少,系统永远是1+1冗余,不允许两台同时故障,可靠性永远是0.9999。但是,在HIFTUPS组成的N+X冗余供电系统,系统的实际负载量占设备容量的大小与系统的可靠性息息相关,实际负载量越低,系统可靠性越高。客户可以通过在线增加功率模块来提高系统可靠性,以保证系统更加的安全、可靠地运行。3.2动态扩容HIFTUPS因采用模块化结构,可以在20kVA∽480kVA的宽广范围内,以20kVA为单位来随时随需在线扩容,客户不再需要仅是为未来的可能性而提前投入大笔费用。HIFTUPS的这种灵活性,即允许配置容量最贴近实际需求容量的能力,不仅降低了UPS的初始购置成本,更减少了配套设备(如空调)的配置与能耗支出,有效防