Ziekenhuizen

power management

Power Management onmisbaar in de moderne elektrische installatie

Technisch beheerders van ziekenhuizen en zorginstellingen staan voor grote uitdagingen. Er moeten tal van energiebesparende maatregelen genomen worden. Daarnaast zet de toename van het gebruik van elektronische apparatuur en netvervuiling de betrouwbaarheid van de elektrische installatie steeds meer onder druk.

Elektrische energievoorziening in ziekenhuizen

Ziekenhuizen hebben in de afgelopen decennia een flinke toename gezien van elektronische medische apparaten. Zo zijn CT-scanners, MRI-scanners, röntgenapparatuur, nierdialyse-apparatuur en operatierobots niet meer weg te denken uit de zorgverlening. Er komen steeds meer en betere apparaten, waardoor de productiviteit omhooggaat en de gemiddelde verpleegduur lager wordt. Daarnaast moeten steeds meer energiebesparende maatregelen genomen worden. Denk hierbij aan het plaatsen van zonnepanelen, ledverlichting en frequentiegeregelde aandrijvingen.

Al deze energiebesparende apparaten en medische apparatuur vervuilen het stroomnet en beïnvloeden de power quality (kwaliteit van spanning en stroom) negatief. Tegelijkertijd is deze apparatuur steeds gevoeliger voor de vervuiling die ze zelf veroorzaken. Dit heeft grote gevolgen voor de stabiliteit van de elektrische energievoorziening:
 

  • er is meer kans op uitval van (delen) van de installatie door spanningsdips en/of stroompieken;
  • een falend noodstroombedrijf door een capacitief net, harmonische vervuiling en ongelijk belaste fasen;
  • meer storingen en hogere onderhoudskosten door toenemende netvervuiling veroorzaakt door werktuigbouwkundige installaties, medische apparatuur, ledverlichting en zonnepanelen;
  • een zwaarder belaste nul-leider ten gevolge van ongelijk belaste fasen en netvervuiling;
  • een zwaarder belaste transformator ten gevolge van netvervuiling en asymmetrische belasting;
  • een steeds scherper wordende juridische afkadering en vastlegging van verantwoordelijkheden ten aanzien van de kwaliteit van elektrische energie.

Een gevolg van bovenstaande trends is beheersbaarheid van de elektrische energiesystemen afneemt. Systemen falen in noodstroombedrijf en spanningsdips leiden tot uitval van processen of zelfs het tijdelijk sluiten van afdelingen. De kosten van een slechte Power Quality zijn niet altijd zichtbaar en worden veelal uit onderhoudspotjes betaald.

Kwaliteitsaspecten van spanning en stroom in energiemanagementsystemen

Bestaande energiemanagementsystemen binnen zorginstellingen zijn veelal gekoppeld aan gebouwbeheerssystemen en richten zich hoofdzakelijk op energieverbruik. Hierbij wordt de “gezondheid” van stroom en spanning uit het oog verloren. Elektrische verstoringen en Power Quality worden meestal niet geregistreerd, waardoor de oorzaak van spanningsuitval vaak onbekend is. Dit is voor de zorginstelling van vandaag de dag niet meer acceptabel.

Fortop automation & energy control gebruikt haar ervaring in kritische applicaties als datacenters en ziekenhuizen om de beschikbaarheid van spanning en stroom onder alle condities te vergroten. Fortop gebruikt hiervoor haar unieke keten van competenties van meten, analyseren en verbeteren.

Deze keten van competenties dragen bij aan een hogere bedrijfszekerheid continuïteit van elektrische energie en noemen we ook wel power management.

De vier aspecten van power management

Power management is een continu verbeterproces van meten, analyseren en verbeteren met als doel uitval voorkomen, energie- en onderhoudskosten te verlagen en de gevolgen van storingen te minimaliseren.

Power management is te verdelen in vier aspecten:

1. Energiemanagement

De verplichte EED Energie-audit en scherper wordende eisen vanuit de overheid maken continu inzicht in de energiestromen noodzakelijk. Door energie zichtbaar te maken wordt de bewustwording en betrokkenheid bij maatregelen vergroot en heeft u continu inzicht in de effecten ervan. Ook wordt hiermee het verrekenen van energie naar onderverhuurders mogelijk. Door het vermogen van boven tot onder in de installatie te visualiseren worden het energieverlies, de sluipverbruikers en aansluitfouten van meters direct herkend.

2. Load management

Beheerders willen graag weten waar groeit in de installatie mogelijk is, zonder de installatie uit te breiden. Bij omschakeling op generator-bedrijf is het essentieel om inzicht te hebben in het beschikbare vermogen, om de aansloten apparatuur te kunnen voeden. Harmonische vervuiling, lage cos-phi en ongelijk belaste fasen leggen extra druk op de elektrische infrastructuur. Daarnaast zorgt het dynamische gedrag van de belasting ervoor dat het moeilijk is voorspellingen te doen. Inzicht tot op de milliseconde is dan noodzakelijk.  

3. Event management

Events als spanningsdips en stroompieken kunnen leiden tot uitval van (delen) van de elektrische installatie. Door tijdige alarmering kan de uitvalduur worden verkort doordat storing-zoeken sneller gaat. Door het registreren van deze dips en pieken tot een resolutie van 50 microseconde kan de oorzaak worden achterhaald en kunnen passende maatregelen worden genomen om de negatieve gevolgen van deze verschijnselen te minimaliseren.

 4. Power Quality management

Een “gezonde” spanning leidt tot lagere onderhoudskosten, helpt uitval voorkomen en bespaart elektrische energie. Daarnaast zorgt het voor inzicht en een scherpe verdeling van verantwoordelijkheden. Dit is van belang bij aansprakelijkheidskwesties na het uitvallen van apparatuur. Spanningskwaliteitsnormen spelen hierbij een belangrijke rol. Het bepaalt onder andere of medische apparatuur aangesloten mag worden en of apparatuur wel of niet onder garantie valt.

Bij de integratie van energiemeetsystemen voor energiebesparing is het een must om de  kwaliteitsaspecten van spanning en stroom mee te nemen en te integreren in het meetconcept.

De vier aspecten van power management

In drie stappen naar minder verbruik, lagere onderhoudskosten en minder uitval

Power Management is een continu verbeterproces van meten, analyseren en verbeteren met als doel het energieverbruik en onderhoudskosten te verlagen en de kans op uitval de minimaliseren.

Stap 1: Meten met Power Analysers

Voor een continu verbeterproces is het nodig 24/7 te meten. Alleen zo worden trends vastgelegd, kan energiebesparing worden aangetoond en kan direct worden gealarmeerd bij incidenten.

Voor het opzetten van een “installatiedekkend” meetsysteem hanteert fortop een standaard blauwdruk waarbij elk niveau van de elektrische installatie het meest geschikte meetinstrument krijgt. Fortop maakt hierbij gebruik van meetinstrumenten van Janitza. Met een resolutie van 50us worden spanningen en stromen gesampled waardoor een nauwkeurige meting wordt verkregen en iedere storing nauwkeurig wordt geregistreerd. De Janitza meters worden in Duitsland geproduceerd en toegepast in vele high-end applicaties. We onderscheiden vier meetniveau’s met elk hun eigen meetinstrument:

  • Niveau 1: Inkomende velden op middenspanningsniveau; Power Quality Analysers
  • Niveau 2: Laagspanningszijde transformatoren; Power Analysers
  • Niveau 3: Afgaande velden hoofdverdelers; Universeelmeters
  • Niveau 4: Onderverdelers en eindgebruikers; DIN-rail verbruiksmeters

Voor elke niveau heeft Janitza een geschikt meetinstrument.

Power management; voor elke niveau heeft Janitza een geschikt meetinstrument

Stap 2: Analyseren en rapporteren met DCEM

Om binnen ziekenhuizen en zorginstelling alle meetdata te verzamelen in één systeem is DCEM Healthcare Edition ontwikkeld. Het pakket is afgestemd op de specifieke kenmerken van elektrotechnische installaties in zorginstellingen. Met DCEM wordt tot op de milliseconde inzicht verkregen in real-time- en historische meetdata van de gehele installatie. Gegevens van meetinstrumenten, schakelaars en UPS-en worden omgezet naar real-time alarmen, visualisaties en rapportages. Deze informatie is via een gebruiksvriendelijke web-interface toegankelijk op alle apparaten met een standaard webbrowser. Het pakket is oneindig schaalbaar in aantal gebruikers, functies, datapunten en locaties en heeft zijn nut bewezen in applicaties tot 8000 energiemeters in één netwerk.

Alarmmanager

De belangrijkste functie van een Power managementsysteem is de alarmmanager. Dreigende overbelasting, uitval van spanning en afwijkingen in de kwaliteit van spanning en stroom worden opgeslagen met een nauwkeurige datum-/tijdstempel. De actieve alarmen worden doorgezet via SMS, e-mail, GBS of een speciale app voor de smartphone.

Inzicht in energiestromen met de Power Tree-functie

Met de Power Tree-functie wordt van de gehele elektrotechnische installatie, zowel de real-time en historische belasting per fase in kaart gebracht. Met een druk op de knop is te bepalen waar eventuele overcapaciteit aanwezig is. Sluipverbruikers en energieslurpers worden direct herkend.

inzicht in power tree

Stap 3: Verbeteren de netspanning door actieve oplossingen

Het oplossen van het probleem bij de bron is niet altijd eenvoudig. Afzonderlijk voldoet vervuilende apparatuur aan de van toepassing zijnde normen, maar bij elkaar opgeteld wordt de norm overschreden. Passieve oplossingen als cos-phi compensatie of passieve filters bieden in de dynamische netten geen uitkomst. In moderne netten blijken vaak de moderne actieve compensatiesystemen de meest effectieve oplossing.

Verbeteren Power Quality door toepassen van actieve filters

Actieve filters zijn de ideale oplossing voor het oplossen van de meest voorkomende problemen in moderne elektriciteitsnetten. De werking van een actief filter kan het best worden vergeleken met een anti-geluidsinstallatie. Er wordt een tegenstroom geïnjecteerd die 180 graden in fase verschoven is met de op te heffen stroom. Hierdoor zijn bijna alle voorkomende Power Quality problemen op te lossen.

Mogelijke power quality problemen

  • een falend noodstroombedrijf door een capacitief net, harmonische vervuiling en ongelijk belaste fasen
  • meer storingen en hogere onderhoudskosten door toenemende netvervuiling
  • een zwaarder belaste nul-leider ten gevolge van ongelijk belaste fasen en netvervuiling
  • een zwaarder belaste transformator ten gevolge van netvervuiling en asymmetrische belasting
  • het niet voldoen aan de minimale spanningskwaliteitsnorm in ziekenhuizen met eventuele aansprakelijkheidskwesties tot gevolg

Opheffen van spanningsdips door toepassing van spanningstabilisatiesystemen

Spanningstabilisatiesystemen zijn oplossingen voor het “opvullen” van spanningsdips. In tegenstelling tot UPS-en staan deze stabilisatiesystemen parallel aan de belasting en kunnen hiermee de kortdurende spanningsdips worden opgevangen. Hiermee wordt uitval van apparatuur voorkomen en worden ongewenste stroompieken voorkomen.

opheffen van spanningsdips

Alles onder één dak

Fortop heeft een team van technische specialisten in huis die u kunnen begeleiden door alle  stappen van power management. Van de keuze voor de juiste meters op elk niveau tot aan het inbedrijfstellen en onderhouden van software en actieve compensatiesystemen.

 

Een team van specialisten helpen u door alle stappen van power management.

close-video-button