技術

1 引言

現(xiàn)代化醫(yī)療機構為提高醫(yī)療服務水平，不斷引入新型、復雜的各種先進醫(yī)療設備如核磁共振、CT機、X光機、血透機等，同時各種節(jié)能照明設備、變頻空調(diào)、電梯設備等大量投入使用。這些設備均為非線性設備，在運行過程中會產(chǎn)生大量的高次諧波，對配電系統(tǒng)和醫(yī)療設備造成一定的干擾。同時這些先進的醫(yī)療設備都具有高檔的計算機部件和大量的高靈敏微電子器件，對供電電源的電能質(zhì)量要求很高，對電壓波動和電力諧波非常敏感，嚴重的電力諧波問題會導致醫(yī)療設備的損壞甚至導致醫(yī)療事故的發(fā)生。

2 醫(yī)院建筑供電系統(tǒng)諧波源、諧波特性及諧波危害分析

2.1 諧波的來源

2.2 諧波的特性

2.3 諧波危害分析

2.3.1 諧波對配電系統(tǒng)的危害

使電力元件附加損耗加大，易引發(fā)火災；影響電氣設備的正常運行；引起電網(wǎng)諧振；使繼電保護誤動作，電氣測量誤差過大；使工控系統(tǒng)崩潰。

2.3.2 諧波對醫(yī)療設備的危害

導致依賴微處理器技術的設備的同步失調(diào)和數(shù)據(jù)錯誤；直接危害設備內(nèi)部電子線路安全，導致?lián)舸┗蚍烹?；影響精密醫(yī)療設備的使用性能和精度。

3 電網(wǎng)諧波國家標準要求

目前采用的電能質(zhì)量（諧波）評定標準，主要為中國國家標準《電能質(zhì)量：公用電網(wǎng)諧波》（GB/T14549-1993），標準中對電網(wǎng)中電流電壓的畸變率有明確規(guī)定，也是作為諧波評價、治理的重要依據(jù)。

表1：電網(wǎng)諧波電壓國家標準：引用于（GB/T14549-1993）

表2：注入電網(wǎng)公共連接點的諧波電流允許值：引用于（GB/T14549-1993）

4  ANAPF低壓有源濾波器在醫(yī)院建筑中的應用案例

4.1 有源濾波器應用簡介

某大型三甲醫(yī)院新建的門診住院綜合樓共有4臺2000kVA和1臺1600kVA的變壓器以及1臺800kW的柴油發(fā)電機，根據(jù)該醫(yī)院各變壓器非線性負荷設備的負載率大小和相應的諧波畸變率以及各非線性設備的同時使用率來計算諧波電流的大小，配置了5臺不同容量規(guī)格的ANAPF有源濾波器。

下面以1#ANAPF有源濾波器投入運行前、后配電系統(tǒng)電能質(zhì)量測試情況的對比分析為例來具體描述，其中1#變壓器負載主要為燈光照明、電梯、潛污泵、計算機中心等。

4.1.1 有源濾波器投運前后的數(shù)據(jù)

（1）有源濾波器投入前電流波形畸變比較嚴重，三相電流諧波含量分別為19.7%、27.8%、26.6%，三相電流分別為45A、40A、64A，中性線電流為37A。

（2）有源濾波器投入后電流波形畸變情況明顯改善，三相電流諧波含量明顯降低，分別為2.9%，2.8%，3.4%，三相電流分別為47A、48A、47A，中性線電流為5A。

（3）電流波形明顯改善，使用濾波器后電流波形近似呈正弦波形態(tài)，諧波治理的工作達到了預期的目標和效果。

4.1.2 有源濾波器投運前后測試記錄數(shù)據(jù)

     

諧波治理前波形                           諧波治理后波形

     

諧波治理前測量數(shù)據(jù)                      諧波治理后測量數(shù)據(jù)

4.2 有源濾波器在醫(yī)院建筑中應用的意義

保護醫(yī)療用電設備安全，凈化電源，保護功率因數(shù)補償設備，防止保護裝置的誤動作，降低電能損耗，擴大變壓器和發(fā)電機供電容量。

4.3 有源濾波器主要技術指標

4.4 有源濾波器報價及元件清單

 

5 結論

本文分析了醫(yī)院建筑的諧波源、諧波特性和危害，并通過某大型醫(yī)院低壓配電系統(tǒng)中有源濾波器的應用案例，對比分析了有源濾波器投入前后的情況，說明了有源濾波器的諧波治理技術是改善供電電能質(zhì)量的有效手段之一，可將產(chǎn)生的諧波控制在最小范圍內(nèi)，達到科學合理用電，抑制電網(wǎng)污染，提高電能質(zhì)量，保證醫(yī)療設備安全的作用。

【參考文獻】

［1］ GB/T 14549-1993 《電能質(zhì)量：公用電網(wǎng)諧波》

［2］ 上海安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊.2013.01.版

［3］  《”醫(yī)院行業(yè)”配電系統(tǒng)諧波治理案例》