淺談醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波分析及治理方案 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
閱讀: 時(shí)間:2024/10/31 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
淺談醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波分析及治理方案 江蘇安科瑞微電網(wǎng)研究有限公司 江蘇江陰 214432 摘要:經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,非線性設(shè)備被廣泛用于大部分建筑中,非線性設(shè)備憑借其的優(yōu)勢(shì),為人們的生活生產(chǎn)帶來(lái)了很多便利。將非線性用電設(shè)備接入醫(yī)院配電系統(tǒng),會(huì)產(chǎn)生一定的諧波電流,從而對(duì)醫(yī)院的配電系統(tǒng)造成一定的影響。通過分析諧波的產(chǎn)生和危害,以及醫(yī)院配電系統(tǒng)的特點(diǎn)和諧波設(shè)備的主要分布,能夠更加深刻地認(rèn)識(shí)和了解醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波設(shè)備的治理方案和效果。 關(guān)鍵詞:醫(yī)院配電系統(tǒng);諧波設(shè)備效果;治理方案 0引言 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步帶動(dòng)了醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展,越來(lái)越多*的醫(yī)學(xué)技術(shù)和醫(yī)療設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生,大大提高了醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展水平。在醫(yī)學(xué)技術(shù)進(jìn)步的同時(shí),非線性設(shè)備在醫(yī)院配電系統(tǒng)中得到了一定的運(yùn)用,在運(yùn)用的過程中,容易產(chǎn)生一些諧波電流危害配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。諧波電流的積累,容易增加配電系統(tǒng)中線路的損耗,加劇線路的老化,從而威脅整個(gè)配電系統(tǒng)的安全正常運(yùn)行,降低了醫(yī)院配電系統(tǒng)的可靠性。因此,對(duì)醫(yī)院配電系統(tǒng)的諧波設(shè)備進(jìn)行有效治理,凈化配電系統(tǒng),保證其安全性。 1醫(yī)院配電系統(tǒng)常見問題分析 (一)產(chǎn)生諧波 諧波是電流中含有的基波頻率整數(shù)倍的電量,配電系統(tǒng)中產(chǎn)生諧波的根本原因是非線性負(fù)載導(dǎo)致的。在非線性設(shè)備的使用過程中,由于非線性負(fù)載,會(huì)導(dǎo)致電壓、電流正弦波出現(xiàn)畸變。在平衡的三相系統(tǒng)中,偶次諧波被消除,只剩下奇次諧波。 (二)諧波危害 1.加速絕緣老化,縮短設(shè)備使用壽命 諧波電壓會(huì)增加電容器和變壓器的渦流損耗,增加絕緣材料的電應(yīng)力。諧波電流會(huì)導(dǎo)致變壓器的銅損加劇,從而增加噪音,局部產(chǎn)生過熱的情況,加速絕緣老化,造成設(shè)備損壞,縮短變壓器、電動(dòng)力等設(shè)備的使用壽命。 2.增加線路損耗,加大設(shè)備成本支出 諧波借助外界的治理才能夠減少和消除。諧波電壓和電流在配電系統(tǒng)中的積累,會(huì)增加線路的損耗,降低變壓器的帶載能力,從而增加設(shè)備成本支出和電費(fèi)支出[1]。 3.干擾通訊系統(tǒng),降低通訊工作質(zhì)量 由于配電系統(tǒng)空間的限制,輸電線路和通訊線路的距離一般不遠(yuǎn),諧波的產(chǎn)生通過傳導(dǎo)耦合和電磁感應(yīng),會(huì)引入噪音對(duì)通訊系統(tǒng)產(chǎn)生干擾,從而降低通訊的質(zhì)量,嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致通訊信息丟失。 4.開關(guān)動(dòng)作失誤,造成嚴(yán)重電力事故 諧波的產(chǎn)生,會(huì)改變地電流繼電器的時(shí)間延長(zhǎng)特點(diǎn),無(wú)法區(qū)分零序電流和三次諧波,導(dǎo)致開關(guān)誤動(dòng)作,出現(xiàn)跳閘的情況。此外,配電系統(tǒng)的保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng),造成區(qū)域電網(wǎng)的瓦解,出現(xiàn)大面積停電的情況。 2醫(yī)院配電系統(tǒng)的特點(diǎn)和諧波設(shè)備的主要分布
醫(yī)院是救死扶傷的重要場(chǎng)地,需要運(yùn)用大量的醫(yī)療設(shè)備,醫(yī)療用電保持持續(xù),因此,醫(yī)院的配電系統(tǒng)具備高的可靠性、安全性以及穩(wěn)定性。病人使用的呼吸機(jī)、心電圖機(jī)以及輸液泵等醫(yī)療設(shè)備,一旦出現(xiàn)斷電的情況,會(huì)造成無(wú)法估量的后果。醫(yī)院的配電系統(tǒng)主要是10/0.4Kv的主變壓器,通風(fēng)設(shè)備、照明設(shè)備、電子醫(yī)療設(shè)備以及計(jì)算機(jī)和UPS是主要的負(fù)載,而且大部分都是單相的非線性負(fù)載。 (二)醫(yī)院諧波設(shè)備的主要分布 1.通風(fēng)設(shè)備 大部分醫(yī)院使用的通風(fēng)設(shè)備都以變頻風(fēng)機(jī)和空調(diào)為主,能夠有效地節(jié)約資源。然而,變頻器是產(chǎn)生諧波的重要來(lái)源,變頻器導(dǎo)致電流發(fā)生畸變的概率高達(dá)百分之三十三及以上,產(chǎn)生大量的五次、七次諧波,對(duì)電網(wǎng)造成破壞。 2.照明設(shè)備 在醫(yī)院的照明系統(tǒng)中,使用了大量的熒光照明設(shè)備,熒光燈具回產(chǎn)生較多的諧波電流,在好幾個(gè)熒光燈組成三相四線負(fù)載的情況下,中線上就會(huì)出現(xiàn)大量的三次諧波電流。 3.電子醫(yī)療設(shè)備 醫(yī)院大部分電子醫(yī)療設(shè)備都是通過開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)供電,開關(guān)電源設(shè)備會(huì)產(chǎn)生一定的三次、五次、七次諧波,流入電網(wǎng)。 4.計(jì)算機(jī)及UPS 目前大部分醫(yī)院都是通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)和管理工作,計(jì)算機(jī)數(shù)量眾多,計(jì)算機(jī)服務(wù)器配有UPS等備用電源,加之個(gè)人電腦的開關(guān)電源,都是產(chǎn)生諧波的電源。 3醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波設(shè)備的治理方案及效果 (一)醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波設(shè)備的治理方案 設(shè)計(jì)濾波器是常用的治理諧波設(shè)備的方法,主要包括有緣濾波器、無(wú)緣濾波器以及有緣濾波器和無(wú)緣濾波器的組合式濾波器。有緣濾波器的治理效果好,價(jià)格也高;無(wú)緣濾波器的治理效果欠佳,但經(jīng)濟(jì)實(shí)惠;組合式濾波器的治理效果和效率都比較好。依據(jù)濾波器的安裝位置不同,包括集中式安裝治理和單臺(tái)設(shè)備就地治理兩種形式。在具體的治理過程中,要結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計(jì)科學(xué)合理的治理方案。針對(duì)照明等諧波含量較少的普通醫(yī)療設(shè)備,可以采用無(wú)源濾波器集中治理的方式,既保證了治理的有效性,又提高了治理效率,降低了治理成本;針對(duì)利用變頻裝置的空調(diào)、熱水器等,可以利用無(wú)緣濾波器和有緣濾波器相結(jié)合的組合式濾波器進(jìn)行集中治理。此外,安裝有源濾波器是治理醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波設(shè)備主要的方案。有源濾波器在醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波設(shè)備的治理工作中的效果為顯著,有源濾波器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)諧波的動(dòng)態(tài)抑制和無(wú)功補(bǔ)償。 (二)醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波設(shè)備的治理效果 1.提升配電系統(tǒng)品質(zhì) 安裝有源濾波器,能夠?qū)ω?fù)載電流中的諧波量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波的濾除和功率因素的提高等。對(duì)變化的諧波進(jìn)行自動(dòng)跟蹤和補(bǔ)償,可控性和響應(yīng)性高,降低了與配電系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振危險(xiǎn)的概率,從而吸收線路中一定程度的諧波,實(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)品質(zhì)的優(yōu)化和提升。 2.保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行 安裝有緣濾波器,能夠降低諧波的指標(biāo)和損耗,有效減少諧波對(duì)設(shè)備造成的破壞,緩解了絕緣老化的程度,延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。同時(shí)諧波的減少還降低了對(duì)設(shè)備通訊的干擾,提高了設(shè)備電能的質(zhì)量,提升了設(shè)備運(yùn)行的效率和電力能源的使用率,增強(qiáng)了配電系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性以及可靠性,保障了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。 3.降低配電系統(tǒng)能耗 安裝有緣濾波器,能夠讓醫(yī)院配電系統(tǒng)的諧波設(shè)備產(chǎn)生的諧波達(dá)到或者低于*規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),在提高諧波的消除率的同時(shí)降低了醫(yī)院配電系統(tǒng)對(duì)能源的消耗。此外,醫(yī)院配電系統(tǒng)的諧波流入有源濾波器,不會(huì)對(duì)變壓器和配電系統(tǒng)的其他用電設(shè)備造成威脅,從而在降低醫(yī)院配電系統(tǒng)能源消耗的同時(shí),對(duì)配電系統(tǒng)中的用電設(shè)備起到了有效的保護(hù)作用,進(jìn)一步確保了醫(yī)療工作的正常開展和運(yùn)行,提升了醫(yī)療工作的效率和質(zhì)量。 4安科瑞醫(yī)院EMS能效管理系統(tǒng) 4.1平臺(tái)拓?fù)鋱D 4.2醫(yī)院電力監(jiān)控解決方案 電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器、柴油發(fā)電機(jī)、斷路器以及其它重要設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、記錄、報(bào)警等功能,并與保護(hù)設(shè)備和遠(yuǎn)方控制及其他設(shè)備通信,實(shí)時(shí)掌握供電系統(tǒng)運(yùn)行狀況和可能存在的隱患,快速排除故障,提高醫(yī)院供電可靠性。 電力監(jiān)控系統(tǒng)主要針對(duì)開閉所和10/0.4kV變電所,對(duì)高壓回路配置微機(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控,對(duì)0.4kV出線配置多功能計(jì)量?jī)x表,用于測(cè)控出線回路電氣參數(shù)和用能情況。同時(shí)對(duì)醫(yī)院重要設(shè)備如柴油發(fā)電機(jī)、無(wú)功補(bǔ)償裝置、有源濾波裝置、UPS、隔離電源系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 ? 電力監(jiān)控系統(tǒng)硬件配置
4結(jié)束語(yǔ) 而言之,醫(yī)院作為與民生息息相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行和醫(yī)療設(shè)備的正常運(yùn)作與人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全有著直接的聯(lián)系。諧波的產(chǎn)生對(duì)醫(yī)院配電系統(tǒng)會(huì)造成一定的危害,必要對(duì)諧波設(shè)備進(jìn)行有效地治理。有緣濾波器是治理醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波設(shè)備的有效方案,利用有緣濾波器能夠減少諧波的產(chǎn)生,降低諧波的危害,有效地保護(hù)醫(yī)院用電設(shè)備,從而優(yōu)化醫(yī)院的配電系統(tǒng),確保醫(yī)院配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 參考文獻(xiàn): [1]醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波設(shè)備效果及治理方案黎清林 [2]程杰.醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波分析及治理研究[J].設(shè)備工程,2020(01):214-216. [3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2020.06版. [4]安科瑞用戶變電站變配電監(jiān)控解決方案2021.10 |
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