Cải tạo hệ thống phân phối điện cho bệnh viện: Giải pháp dự phòng đáng tin cậy cho Trung tâm Y tế Manila

Tổng quan dự án

Tọa lạc tại trung tâm Khu đô thị Lớn Manila, Trung tâm Y tế Thánh Raphael có quy mô 500 giường, phục vụ hơn 1.200 bệnh nhân mỗi ngày và vận hành liên tục các hệ thống hỗ trợ sự sống, khu chẩn đoán hình ảnh và trung tâm phẫu thuật. Cơ sở hạ tầng cũ—hệ thống phân phối điện hạ thế được lắp đặt từ năm 1998—đã dẫn đến tình trạng sụt giảm điện áp thường xuyên, méo hài vượt ngưỡng quy định của tiêu chuẩn IEEE 519 và không đáp ứng yêu cầu an toàn phòng cháy chữa cháy theo Điều 3.2.4 của Bộ Quy chuẩn Điện Philippines (PEC) mới cập nhật. Năm 2023, bệnh viện đã giao thầu một dự án cải tạo hệ thống điện bệnh viện để đảm bảo khả năng phục hồi nguồn điện liên tục trên tất cả các khu vực lâm sàng. Phạm vi công việc bao gồm thay thế toàn bộ tủ phân phối chính, tích hợp hệ thống chuyển mạch tự động hai nguồn, giảm sóng hài và lắp đặt hệ thống thanh cái (busway) đạt tiêu chuẩn UL 910 với đặc tính khói thấp, không halogen (LSZH) trên ba tầng có nguy cơ cao.

Phân tích thách thức

Cơ sở này đối mặt với bốn thách thức có liên hệ mật thiết với nhau, đe dọa đến an toàn cho bệnh nhân và việc tuân thủ các quy định. Thứ nhất, các át-tô-mát dạng khối (molded-case circuit breakers) cũ kỹ bị mỏi nhiệt, gây hiện tượng nhảy cầu dao một cách không rõ nguyên nhân trong giai đoạn tải đỉnh của máy chụp cộng hưởng từ (MRI) và máy chạy thận nhân tạo (dialysis). Thứ hai, các thiết bị y tế phi tuyến tính—bao gồm máy chụp cộng hưởng từ 3T, thiết bị PET-CT kỹ thuật số và hệ thống chiếu sáng phẫu thuật LED—sinh ra độ méo hài tổng (THDv) vượt quá 12% tại tủ phân phối hạ thế (LV panel) chính, làm suy giảm tuổi thọ thiết bị và kích hoạt cảnh báo sai trên các hệ thống giám sát tại khoa hồi sức tích cực (ICU). Thứ ba, các hệ thống máng cáp (bus ducts) hiện hữu có vỏ bọc bằng PVC không đáp ứng yêu cầu về xếp hạng chống cháy theo Quy chuẩn Điện Việt Nam (PEC) hiện hành dành cho các cơ sở y tế, gây rủi ro nghiêm trọng đối với việc thoát hiểm. Cuối cùng, việc đồng bộ máy phát điện thủ công dẫn đến thời gian ngừng hoạt động kéo dài từ 12–18 giây mỗi khi mất điện lưới—điều hoàn toàn không thể chấp nhận được đối với các khu điều trị bệnh nhân phụ thuộc máy thở và khoa hồi sức tích cực sơ sinh (neonatal ICU). Những vấn đề này cộng lại đã làm suy yếu nghiêm trọng tiến độ tái cấp chứng nhận của bệnh viện theo tiêu chuẩn Ủy ban Kiểm tra Y tế Quốc tế (Joint Commission International – JCI).

Giải pháp

Đội ngũ kỹ sư của chúng tôi đã triển khai một giải pháp tích hợp dự án cấp điện quan trọng giải pháp tuân thủ tiêu chuẩn IEC 60364-7-710 và Phụ lục D của PEC dành cho cơ sở y tế. Các thành phần cốt lõi bao gồm: (1) Hai tủ chuyển nguồn tự động (ATS) loại II, dòng định mức 2.500A, thời gian chuyển nguồn 150ms và có chức năng phát hiện mất pha có thể lập trình; (2) Bộ lọc hài chủ động (AHF), công suất định mức 150A mỗi đơn vị, bù động các hài bậc cao tới bậc 50 và giảm tổng độ méo hài điện áp (THDv) xuống dưới 4,2%; (3) Hệ thống thanh cái dạng busway chịu lửa, dòng định mức 3.200A, sử dụng dây dẫn đồng cách điện bằng khoáng chất và vỏ bọc LSZH, được chứng nhận đạt tiêu chuẩn UL 910 và xếp hạng lan truyền lửa Class A theo PEC; và (4) Điều phối rơ-le số trên 12 aptomat khối (MCCB) ở hạ lưu nhằm loại bỏ hiện tượng nhảy không mong muốn thông qua các đường cong chọn lọc thời gian–dòng điện. Toàn bộ tủ phân phối được lắp đặt trong tủ bọc đạt cấp bảo vệ IP54 và có khả năng giảm tiếng ồn để đáp ứng tiêu chuẩn kiểm soát tiếng ồn tại bệnh viện (ANSI S12.60).

Quy trình thực hiện

Việc triển khai được thực hiện theo phương pháp từng giai đoạn với mục tiêu không gây gián đoạn hoạt động. Giai đoạn 1 bao gồm việc đưa vào vận hành song song hệ thống chuyển nguồn tự động (ATS) và tủ phân phối điện điều hòa không khí (AHF) mới trong khung giờ thấp điểm (22:00–5:00), đồng thời chuyển tải dần dần bằng các thanh cái nối tắt tạm thời. Giai đoạn 2 thay thế hệ thống máng cáp điện cũ từng tầng một trong các cửa sổ bảo trì đã lên lịch—mỗi tầng được hoàn thành trong vòng 72 giờ nhờ sử dụng các đoạn máng cáp điện được chế tạo sẵn và kiểm tra chất lượng tại nhà máy. Giai đoạn 3 tích hợp hệ thống giám sát ở cấp độ SCADA thông qua giao thức Modbus TCP vào Hệ thống Quản lý Tòa nhà (BMS) hiện hữu của bệnh viện, cho phép phân tích phổ sóng hài theo thời gian thực, ghi nhật ký sự kiện của ATS và cảnh báo bảo trì dự đoán. Toàn bộ công việc tuân thủ Đơn vị Hành chính Bộ Y tế Số 2022-001 về Độ bền vững Cơ sở Hạ tầng Chăm sóc Sức khỏe và đã được tổ chức kiểm định độc lập TÜV Rheinland Philippines xác minh.

Kết quả dự án

Việc kiểm định sau khi đưa vào vận hành xác nhận mức độ tuân thủ đạt 100% đối với tiêu chuẩn JCI EC.02.05.01 (độ tin cậy điện) và Điều 517.30 của Quy chuẩn Kỹ thuật Điện (PEC) (hệ thống điện thiết yếu). Các kết quả nổi bật bao gồm: không có sự cố mất điện ngoài kế hoạch hơn 14 tháng vận hành; độ méo hài giảm từ 12,7% xuống còn 3,9%; hiệu suất kiểm tra cháy của hệ thống thanh cái đạt mức kháng lan truyền ngọn lửa trên 2 giờ; và thời gian chuyển mạch trung bình giảm từ 15,2 giây xuống còn 142 mili-giây. Hiệu suất năng lượng được cải thiện 6,3% nhờ giảm tổn thất trên dây dẫn và tối ưu hóa hệ số công suất (từ 0,82 lên 0,96). Việc nâng cấp cũng cho phép tích hợp liền mạch một hệ vi điện lưới năng lượng mặt trời 500 kW trong tương lai—được đi dây sẵn trong giai đoạn 1 khi nâng cấp hệ thống ống dẫn.

Phản hồi của khách hàng

“Đây Trường hợp chăm sóc sức khỏe tại Philippines đã biến cơ sở hạ tầng điện năng của chúng tôi từ một điểm yếu thành một tài sản chiến lược,” Tiến sĩ Elena Torres, Giám đốc Cơ sở Vật chất tại Trung tâm Y tế St. Raphael, cho biết. “Những cải thiện về độ tin cậy trực tiếp hỗ trợ việc cung cấp dịch vụ chăm sóc y tế trọng yếu của chúng tôi — và thiết kế mô-đun mang lại khả năng mở rộng mà trước đây chúng tôi chưa từng có.” Dự án đã giành Giải thưởng Xuất sắc Cơ sở Hạ tầng Y tế năm 2024 do Hội đồng Công trình Xanh Philippines (PHILGBC) trao tặng và trở thành chuẩn mực tham chiếu cho các thực tiễn tốt nhất trong việc nâng cấp hệ thống điện hạ thế (LV) tại các bệnh viện khu vực ASEAN.