1. 项目背景与总体目标

• 院区现状：班台私人医院为大型综合私立医院，设有 手术部（OT）/ICU/CCU/急诊/影像中心/病理实验室/中心消毒供应CSSD/信息机房 等关键部门，业务高峰时段设备启停频繁、负载波动显著。

• 电网与供电挑战：本地电网存在瞬时电压跌落（Voltage Sag）、转供切换、局部短时停电；院内发电机（DG）需承担黑启动与持续供电，但并机与切换窗口会带来 IT 与医电设备的瞬断风险。

• 建设目标：

1. 关键科室 零中断；

2. 与发电机黑启动协同，锂电后备覆盖 10–30 分钟；

3. 分区冗余：数据中心 2N，医电控制/影像控制 N+1 或 A/B 双路；

4. 全域可观测（UPS+电池+BMS+配电+环境），形成告警闭环与可审计运维；

5. 低TCO与可持续：高效率运行、良好热管理与可扩展能力。

2. 医疗关键负载分级与后备策略

影像大型主机（MRI/CT 的动力段）通常不接入 UPS；应重点保护控制/重建与冷却控制，避免重启与重新校准导致的停机与耗材浪费。

3. 架构总览

市电（TNB）双路/市电 + 发电机 → 低压 A/B 母线 →

• 93PR 600 kVA UPS 集群（在线双变换）：

• 方案一｜2N：两套600 kVA 独立系统分别供 A/B 列头 → 机柜级 ATS/双电源 PDU → Level C/关键IT；

• 方案二｜N+1 并机：2×600 kVA = 1+1 或按增长 3×600 kVA = N+1 供 Level A/B/C 控制侧；

• 旁路体系：电子静态旁路 + 维护旁路（MBB），相位/电压/频率联锁，实现不停电检修；

• 锂电池：LFP 柜式（512/576 V 平台），BMS → UPS/监控平台联动；

• 监控：SNMP/HTTPS/Modbus‑TCP，上接医院 BMS/DCIM；

• 策略：黑启动/低电量/过载阈值触发分级下电与有序关机脚本，生命与控制优先。

4. 选型要点｜伊顿 93PR 600 kVA

• 拓扑：VFI 在线双变换，0 ms 切换，稳压稳频抑制电网跌落/浪涌与谐波干扰；

• 效率：在线效率高（典型 ≥95–96%），良网可启高效模式（典型 ≥98–99%）；

• 输入友好：高 PF、低 THDi，对发电机友好，减少起机并网冲击；

• 输出能力：PF≈1，良好的短时过载能力，应对手术灯/泵/空调控制侧瞬态；

• 并机：去中心化控制，支持 1+1 / N+1 / N+X 并机扩展；

• 结构：前维护、可抽拉滤网，适配楼宇机房；

• 接口：以太网（SNMP/HTTPS）、Modbus‑TCP/RTU、干接点，便于与医院平台对接。

本节为工程通用要点，不含具体铭牌参数。

5. 锂电池（LFP）系统设计

• 选择理由：能量密度高、占地小、循环寿命长、回充效率高，适合城市医院空间紧张与频繁黑启动场景；

• 配置：512/576 V 柜式簇，簇级 BMS + 柜级 EMS，记录单体/簇电压、温度、SOH/SOC、均衡、绝缘；

• 安全：独立电池间，空调与新风，气体/烟雾探测与灭火系统联动；

• 后备时间：

• Level A：20–30 min（手术与 ICU 维持/有序接管）；

• Level B：10–20 min（影像数据落盘与安全停机）；

• Level C：15–20 min（数据中心等待 DG 并网）。

工程近似容量公式：$C_{Ah} = rac{P_{load} imes t}{eta_{UPS} imes V_{dc} imes DOD} imes K_{temp} imes K_{aging}$。

其中 η（0.93–0.96）、DOD（LFP 0.8–0.9）、K_temp（1.05–1.15）、K_aging（1.15–1.25），最终以倍率/温度曲线与端压下限校核。

6. 分区容量样例与落地配置

6.1 信息数据中心（Level C｜2N）

• 机柜 100 柜 × 2 kW/柜 = 200 kW IT；A/B 分摊 100 kW/路；

• UPS：93PR 600 kVA 2N（A、B 各一套独立）；

• 电池：LFP 576 V 50 Ah（15–20 min，按曲线校核）；

• 列头：A/B 双列头 + 机柜 ATS/双电源PDU；

• 监控：SNMPv3 接入 DCIM，能耗/容量/告警可视化。

6.2 手术部与ICU（Level A｜N+1）

• OT 12 间、ICU 30 床，控制与信息负载约 120 kW；

• UPS：93PR 600 kVA 1+1 并机（N+1），主机任何一台可独立代载；

• 电池：LFP 512/576 V 60–80 Ah（20–30 min）；

• 配电：手术灯/吊塔控制、麻醉/呼吸机控制、监护与信息终端分路；

• 要点：OT 末端使用医用隔离变压器（IT 系统）与绝缘监测，降低漏电风险；UPS 仅供控制与信息回路。

6.3 影像中心控制与后处理（Level B）

• CT×2、MRI×1、DSA×1 控制与后处理约 60–80 kW；

• UPS：由 93PR 并机集群分配列头回路；

• 电池：10–15 min，保障不中断保存/有序停止；

• 要点：动力段（主机）不接 UPS；冷却/真空控制侧纳入 UPS；EMC 与接地独立分路，减少影像噪声耦合。

7. EMC/接地与SPD

• 接地：TN‑S 等电位，UPS 柜/电池柜/桥架/机柜统一接地；医电隔离区单独 IT 系统与绝缘监测；

• EMC：UPS 前后级滤波；影像与生物安全区强弱分设、屏蔽电缆与正确单端接地；

• SPD/浪涌：B/C/D 三级；屋顶天馈与边缘机房加强等电位跨接；

• 选择性保护：短路容量校核与分级脱扣，避免上级保护误动。

8. 与发电机（DG）及可再生系统的协同

• 黑启动：UPS 维持关键负载，电池覆盖 10–20 min 并网窗口；

• 频率/电压漂移：93PR 输入整流抑制上游波动，缩短 DG 稳定时间；

• 微网/光伏（可选）：在良网时启用 UPS 高效模式，配合楼宇能管实现削峰/移峰；

• 回馈自检：能量回馈装置用于 UPS 在线自测，降低热耗与场地负担。

9. 施工与调试

• 土建与环境：机房承重 ≥ 8–10 kN/m²，前后维护通道 ≥ 1.2 m；电池间独立通风与温控；

• 安装要点：输入/输出/旁路分色，力矩留痕；桥架金属连续性与等电位跨接；

• 联动脚本：掉电/黑启动/低电量/火警（EPO）/门禁/空调联动；

• FAT/SAT：

1. 功能/并机/旁路切换；

2. 故障注入（市电跌落、UPS 退一、DG 带入、STS 切换）；

3. 电池放电/容量核验；

4. 选择性保护与短路容量验证；

5. EMC 现场复核（影像/OT/ICU 优先）。

10. 运维（O&M）与 SLA

• 巡检：月度清洁/温度/风机/滤网；季度电池内阻与均衡；年度红外测温与黑启动演练；

• 预测性维护：风扇/电容寿命模型、温度热点、负载趋势与事件统计；

• 备件与响应：功率模块/旁路模块/主控板/风扇/传感器/直流断路器，现场常备 + 本地服务库；关键域 2–4 h 到场；

• 报表：能效/后备/事件与合规报表，支撑院感与 JCI 评审材料。

11. 风险评估与 FMEA

12. 招标/合规要点

1. UPS 拓扑 VFI 在线双变换；在线效率高，良网高效模式；输入 PF 高、THDi 低；

2. 架构：数据中心区 2N；OT/ICU/影像控制 1+1/N+1；

3. 电池：LFP 柜式，BMS/绝缘监测/温补/温控/消防联动；后备按分区配置；

4. 接口：SNMP/HTTPS、Modbus‑TCP/RTU、干接点，接入 BMS/DCIM；

5. 防护：三防涂覆、抽拉滤网，影像/OT/ICU 分路与医用隔离变压器；

6. 试验：FAT/SAT、黑启动脚本、选择性保护、EMC 现场复核；

7. 交付：SLD/端子/点表、IP 规划、维保 SLA、备件与培训计划、能效与合规报告模板。

13. 样例 BOM

• 93PR 600 kVA UPS 主机 ×2（用于 2N 或 1+1 并机）

• LFP 锂电池柜（512/576 V，Ah 依据各分区后备）×若干

• 维护旁路柜（MBB）、输入并机柜、A/B 列头柜（支路计量/温度）、机柜级 ATS PDU

• 工业网关（485→以太网）、监控服务器与授权、温湿度/门磁/水浸探头

• SPD（B/C/D 三级）、铜排与桥架、接地铜排与等电位材料

• 备件包：功率模块/旁路模块/主控板/风扇/传感器/直流断路器

14. 经济性与 TCO

• 能耗：高效模式 + LFP 高回充效率，UPS 自耗与冷负荷下降；

• 维护：并机与模块化热插拔，MTTR < 20 min，减少停机窗口；

• 寿命：LFP 循环寿命长，5–8 年期更换成本可控；

• 风险成本：手术/ICU/影像中断造成的医疗与运营风险显著降低；

• 可持续：与楼宇能管/微网协同，支持削峰与审计减排。

15. 结语

在班台私人医院的关键电源体系建设中，采用 伊顿 93PR 600 kVA + 锂电池（LFP），通过 2N + N+1 的分层冗余、与发电机黑启动协同以及可观测的 BMS/DCIM 平台，既保障了手术与重症连续性、影像数据完整与信息系统高可用，又实现了高效率、低TCO与可持续。方案具备平滑扩容能力，可支撑未来 5–10 年学科发展与设备更新。