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中國·眾電(上海)電氣有限公司
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綜合醫(yī)院
現(xiàn)代化醫(yī)療機構(gòu)為提高醫(yī)療服務(wù)水平,不斷引入新型、復(fù)雜的各種先進醫(yī)療設(shè)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(shè)備、變頻空調(diào)、電梯設(shè)備等大量投入使用。這些設(shè)備均為非線性 設(shè)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(shè)備造成一定的干擾。同時這些先進的醫(yī) 療設(shè)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(yán)重的電力諧波問題會導(dǎo)致醫(yī)療設(shè)備的損壞甚至導(dǎo)致醫(yī)療事故的發(fā)生。
. 諧波的來源
.
主要分類 |
設(shè)施設(shè)備名稱 |
建筑設(shè)施 |
電梯設(shè)備 |
中央空調(diào)系統(tǒng) |
|
消防水泵 |
|
照明設(shè)備 |
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醫(yī)療設(shè)施 |
手術(shù)室、層流室系統(tǒng) |
ICU、分娩室、新生兒監(jiān)護室、血透中心等 |
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制劑、樣本、血液保存與冷凍設(shè)備 |
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醫(yī)院辦公自動化設(shè)施 |
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醫(yī)療診斷設(shè)備 |
主要診斷設(shè)備,如螺旋CT機、彩色多普勒、核磁共振儀、腹腔鏡、腦電圖機、色譜儀、各種功能檢測儀器等 |
主要治療設(shè)備,如呼吸機、高壓氧艙、各類監(jiān)護儀、激光治療儀等 |
.
. 諧波的特性
.
諧波源負(fù)載種類 |
諧波電流次數(shù) |
諧波電流畸變率 |
照明燈具、電腦等 |
3、5、7、9等(2n+1)次 |
(7-40)% |
電子檢測設(shè)備、手術(shù)室、伽馬刀等 |
3、5、7、9等(2n+1)次 |
(10-15)% |
CT、磁共振、DSA等 |
3、5、7、9等(2n+1)次 |
(30-40)% |
加速器、X光機、胃腸機等 |
3、5、7、9等(2n+1)次 |
(50-60)% |
UPS、變頻通風(fēng)設(shè)備、電梯等 |
5、7、9、11等(6n+1)次 |
(25-35)% |
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. 諧波危害分析
.
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(zāi);影響電氣設(shè)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 諧波對醫(yī)療設(shè)備的危害 導(dǎo)致依賴微處理器技術(shù)的設(shè)備的同步失調(diào)和數(shù)據(jù)錯誤;直接危害設(shè)備內(nèi)部電子線路安全,導(dǎo)致?lián)舸┗?span>
放電;影響精密醫(yī)療設(shè)備的使用性能和精度。
.
. 電網(wǎng)諧波中國國家標(biāo)準(zhǔn)要求
.
目前采用的電能質(zhì)量( 諧波)評定標(biāo)準(zhǔn), 主要為中國國家標(biāo)準(zhǔn)《 電能質(zhì)量: 公用電網(wǎng)諧波 》
(GB/T14549-1993),標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn):引用于(GB/T14549-1993)
電網(wǎng)標(biāo)稱電壓(KV) |
電網(wǎng)總諧波畸變率(%) |
各次諧波電壓含有率(%) |
|
奇次 |
偶次 |
||
0.38 |
5.0 |
4.0 |
2.0 |
6 |
4.0 |
3.2 |
1.6 |
10 |
|||
35 |
3.0 |
2.4 |
1.2 |
66 |
|||
110 |
2.0 |
1.6 |
0.8 |
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)
標(biāo)稱電壓(KV) |
基準(zhǔn)短路容量(MVA) |
諧波次數(shù)及諧波電流允許值(A) |
|||||||||||
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
||
0.38 |
10 |
78 |
62 |
39 |
62 |
26 |
44 |
19 |
21 |
16 |
28 |
13 |
24 |
10 |
100 |
26 |
20 |
13 |
20 |
8.5 |
15 |
6.4 |
6.8 |
5.1 |
9.3 |
4.3 |
7.9 |
|
|
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
0.38 |
10 |
11 |
12 |
9.7 |
18 |
8.6 |
16 |
7.8 |
8.9 |
7.1 |
14 |
6.5 |
12 |
10 |
100 |
3.7 |
4.1 |
3.2 |
6 |
2.8 |
5.4 |
2.6 |
2.9 |
2.3 |
4.5 |
2.1 |
4.1 |
.
. 應(yīng)用實例
.
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(fù)荷設(shè)備的負(fù)載率大小和相應(yīng)的諧波畸變率以及各非線性設(shè)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)格的有源濾波器。
下面以1#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(fù)載主要為燈光照明、電梯、潛污泵、計算機中心等。
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(yán)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(yù)期的目標(biāo)和效果。
有源濾波器在醫(yī)院建筑中應(yīng)用的意義
保護醫(yī)療用電設(shè)備安全,凈化電源,保護功率因數(shù)補償設(shè)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,可將產(chǎn)生的諧波控制在最小范圍內(nèi),達到科學(xué)合理用電,抑制電網(wǎng)污染,提高電能質(zhì)量, 保證醫(yī)療設(shè)備安全的作用。