إعادة تجهيز نظام توزيع الطاقة في المستشفى: حل احتياطي موثوق به لمجمع مانيلا الطبي

نظرة عامة على المشروع

يقع مجمع سانت رافائيل الطبي المكوَّن من ٥٠٠ سرير في قلب منطقة مترو مانيلا، ويقدِّم خدماته لأكثر من ١٢٠٠ مريض يوميًّا، ويعمل فيه باستمرار أنظمة دعم الحياة الحرجة، وأقسام التصوير الطبي، والمراكز الجراحية. وقد أدَّى تقادم البنية التحتية — حيث تم تركيب شبكة توزيع الجهد المنخفض الأصلية عام ١٩٩٨ — إلى حدوث انخفاضات متكرِّرة في الجهد، وتشويه توافقي يتجاوز الحدود المحددة في معيار IEEE 519، وعدم الامتثال لمتطلبات السلامة من الحرائق وفقًا للنسخة المحدثة من قانون الكهرباء الفلبيني (PEC) المادة ٣.٢.٤. وفي عام ٢٠٢٣، كلفت المستشفى مشروع إعادة تجهيز شامل للأجهزة الكهربائية. إعادة تجهيز الأنظمة الكهربائية في المستشفى لكي تضمن مرونةً غير منقطعة في إمداد الطاقة عبر جميع المناطق السريرية. وشمل النطاق الاستبدال الكامل لأجهزة التوزيع الرئيسية، ودمج أنظمة التحويل التلقائي المزدوجة المصدر، وتخفيف التشويهات التوافقية (Harmonics)، وتركيب أنظمة القنوات الحافلة (Busway) التي تحمل شهادة UL 910 وبمواصفات منخفضة الدخان وخالية من الهالوجين (LSZH) في ثلاثة طوابق عالية الخطورة.

تحليل التحدي

واجهت المنشأة أربعة تحديات مترابطة تهدد سلامة المرضى والامتثال التنظيمي. أولاً، عانت قواطع الدوائر الكهربائية القديمة من الإرهاق الحراري، ما تسبب في انقطاع التيار الكهربائي دون سبب واضح أثناء أحمال الذروة الناتجة عن أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) وأجهزة الغسيل الكلوي. ثانياً، أنتجت المعدات الطبية غير الخطية — ومن بينها أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي 3T، ووحدات التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني الرقمي (PET-CT)، والإضاءة الجراحية LED — تشويشاً توافقياً كلياً (THDv) تجاوز ١٢٪ عند لوحة التوزيع المنخفضة الجهد الرئيسية، مما أدى إلى تقليل عمر المعدات التشغيلية وتفعيل إنذارات كاذبة في أنظمة المراقبة الخاصة بالعناية المركزة (ICU). ثالثاً، لم تُلبِّي قنوات التوزيع الحالية المصنوعة من مواد PVC المتطلبات الحالية لتصنيف مقاومة الحريق وفقاً لمواصفات مجلس الرعاية الصحية (PEC) للمباني الصحية، ما شكّل خطراً غير مقبول على مسارات الإخلاء. وأخيراً، أدّى التزامن اليدوي لمولدات الطوارئ إلى توقف في التغذية الكهربائية مدته ١٢–١٨ ثانية أثناء انقطاع التيار العام — وهي مدة غير مقبولة على الإطلاق في الأجنحة التي يعتمد مرضاؤها على أجهزة التنفس الصناعي، وكذلك في وحدات العناية المركزة لحديثي الولادة. وقد أسهمت هذه المشكلات مجتمعةً في تقويض الجدول الزمني المحدد لتجديد اعتماد المستشفى من قبل اللجنة المشتركة الدولية (JCI).

الحل

قدّم فريق الهندسة لدينا حلاً متكاملاً مشروع طاقة حرج حل مُتماشٍ مع المعيارين IEC 60364-7-710 وPEC المرفق D للمؤسسات الصحية. وتشمل المكونات الأساسية ما يلي: (1) لوحتا انتقال تلقائي من النوع الثاني (ATS) بسعة ٢٥٠٠ أمبير لكل منهما، وزمن انتقال قدره ١٥٠ ملي ثانية، مع إمكانية برمجة كشف فقدان الطور؛ (2) مرشحات نشطة للتوافقيات (AHF) بتصنيف ١٥٠ أمبير لكل وحدة، تقوم بالتعويض الديناميكي عن التوافقيات حتى الرتبة ٥٠، وتقلل مجموع التوافقيات في الجهد (THDv) إلى أقل من ٤,٢٪؛ (3) نظام حافلة كهربائية مقاومة للحريق بسعة ٣٢٠٠ أمبير، مزودة بموصلات نحاسية معزولة بالمعادن وبغلاف من مادة LSZH، ومُصدَّق عليها وفق معيار UL 910 وتصنيف PEC Class A لمدى انتشار الحريق؛ و(4) تنسيق رقمي للريلايات عبر ١٢ قاطع دارة رئيسية (MCCB) فرعية لمنع القصْر غير الضروري عبر منحنيات زمن-تيار انتقائية. وقد وُضعت جميع أجهزة التوزيع الكهربائي داخل خزائن ذات درجة حماية IP54 ومُخفَّضة الصوت للاستجابة لمعايير التحكم في الضوضاء بالمستشفيات (ANSI S12.60).

عملية التنفيذ

تم تنفيذ المشروع وفق منهجية تدريجية دون انقطاع في التشغيل. وشملت المرحلة الأولى التشغيل المتوازي لأنظمة التحويل الآلي الجديدة (ATS) وأنظمة التوزيع الهوائية (AHFs) خلال ساعات الذروة المنخفضة (من الساعة ١٠ مساءً حتى الساعة ٥ صباحًا)، مع نقل الأحمال تدريجيًّا باستخدام قضبان توصيل مؤقتة للتجاوز. أما المرحلة الثانية فتضمنت استبدال القنوات الكهربائية القديمة طابقًا تلو الآخر خلال فترات الصيانة المجدولة — حيث أُنجز كل طابق خلال ٧٢ ساعة باستخدام مقاطع قنوات كهربائية مسبقة التصنيع ومُختبرة مصنعياً. وفي المرحلة الثالثة، تم دمج نظام المراقبة على مستوى نظام الإشراف والتحكم الإشرافي (SCADA) عبر بروتوكول Modbus TCP ضمن نظام إدارة المباني (BMS) الموجود في المستشفى، ما مكّن من تحليل طيف التوافقيات في الوقت الفعلي، وتسجيل أحداث أنظمة التحويل الآلي (ATS)، وإرسال تنبيهات الصيانة التنبؤية. وقد التزم جميع العمل المُنفَّذ بأمر وزارة الصحة الإداري رقم ٢٠٢٢-٠٠١ المتعلق بمرونة البنية التحتية الصحية، وخضع لفحص تحقق من طرف ثالث أجرته شركة TÜV Rheinland Philippines.

نتائج المشروع

أكدت عملية التحقق بعد التشغيل أن النظام يتوافق بنسبة ١٠٠٪ مع معيار اللجنة الدولية المشتركة لاعتماد المؤسسات الصحية (JCI) EC.02.05.01 (الموثوقية الكهربائية) ومع البند ٥١٧.٣٠ من قانون الكهرباء الفلبيني (PEC) الخاص بالنظم الكهربائية الأساسية. ومن أبرز النتائج المتحققة: انعدام حالات الانقطاع غير المخطط لها أكثر من ١٤ شهرًا من التشغيل؛ وانخفضت التشويه التوافقي من ١٢,٧٪ إلى ٣,٩٪؛ وتفوّق أداء نظام التوزيع الكهربائي (Busway) في اختبار مقاومة الحريق على معيار مقاومة انتشار اللهب لمدة ساعتين أو أكثر؛ وانخفض متوسط زمن الانتقال من ١٥,٢ ثانية إلى ١٤٢ ملي ثانية. وتحسّنت كفاءة استهلاك الطاقة بنسبة ٦,٣٪ نتيجة خفض الفقد في الموصلات وتحسين معامل القدرة (من ٠,٨٢ إلى ٠,٩٦). كما مكّن هذا التحديث المتكامل دمج شبكة طاقة شمسية صغيرة بقدرة ٥٠٠ كيلوواط في المستقبل بشكل سلس — حيث جرى تجهيز القنوات الكهربائية مسبقًا لهذا الغرض أثناء الترقيات التي نُفّذت في المرحلة الأولى.

ردود فعل العملاء

«هذا حالة الرعاية الصحية في الفلبين حولت بنيتنا التحتية للطاقة من عبءٍ إلى أصل استراتيجي"، قالت الدكتورة إيلينا توريس، مديرة المرافق الرئيسية في مجمع سانت رافائيل الطبي. "إن المكاسب في مجال الموثوقية تدعم مباشرةً تقديم الرعاية الحيوية لمهامنا الأساسية — كما أن التصميم الوحدوي يمنحنا قابلية التوسع التي لم تكن لدينا من قبل." ونال المشروع جائزة مجلس الفلبين للمباني الخضراء (PHILGBC) لعام 2024 لأفضل بنية تحتية صحية، ويُعتبر معياراً مرجعياً لأفضل الممارسات في تحديث أنظمة الجهد المنخفض (LV) في المستشفيات عبر منطقة آسيان.