安科瑞(ruì) 陳聰(cōng)

摘(zhāi)要(yào)：醫療行業(yè)的發展(zhǎn)與建(jiàn)設離不開電
。醫療(liáo)行(háng)業的配(pèi)電係(xì)統(tǒng)是保證(zhèng)醫(yī)院(yuàn)供(gōng)電的(dí)一項(xiàng)重要因素(sù)
。隨著(zhuó)我國現(xiàn)代科(kē)學技(jì)術(shù)的(dí)逐漸發展與進(jìn)步(bù)，醫院(yuàn)的(dí)供電設施也(yě)得到了很大(dà)的改良以及提高
。在發展的(dí)過(guò)程(chéng)中，各種技術使(shǐ)得(dé)我國醫院的配(pèi)電(diàn)係(xì)統(tǒng)得到了逐漸(jiàn)的*
。一些大型醫(yī)院(yuàn)裝(zhuāng)備(bèi)了(liǎo)許多(duō)電子(zǐ)醫(yī)技設備．這些(xiē)設(shè)備(bèi)共同的(dí)特點是：設備運行(háng)會(huì)產生(shēng)大量的諧(xié)波；對(duì)電源(yuán)質量(liáng)要求(qiú)很高(gāo)
。醫療設(shè)備所在配電係統中，如果存(cún)在(zài)大量的諧(xié)波，會使(shǐ)電壓(yā)，電流(liú)波形發生(shēng)畸變(biàn)，影(yǐng)響(xiǎng)係(xì)統供(gōng)電質量
。同時還(huán)對(duì)其(qí)它供電及(jí)用電設(shè)備造(zào)成危(wēi)害：縮短(duǎn)設備使用壽(shòu)命，幹(gān)擾(rǎo)重(zhòng)要醫療設(shè)備的(dí)正常(cháng)工作
。醫院(yuàn)配電係(xì)統的(dí)電能質(zhì)量(liáng)治理(lǐ)已成為(wéi)醫(yī)院和設計部門須考(kǎo)慮(lǜ)
。

關(guān)鍵詞(cí)：醫(yī)療行(háng)業供配電係統；醫療設(shè)備；電(diàn)能質(zhì)量；諧(xié)波危(wēi)害(hài)及(jí)治理；係統(tǒng)解(jiě)決(jué)方(fāng)案

1引言(yán)

在(zài)醫(yī)院的(dí)發展以及運行中，需(xū)要(yào)采(cǎi)用(yòng)高科(kē)技(jì)等技術手(shǒu)段來滿(mǎn)足(zú)醫院(yuàn)供電(diàn)設施的(dí)要(yào)求(qiú)，從而逐漸(jiàn)實現(xiàn)醫院的科學(xué)用電以(yǐ)及節能(néng)用電等，這樣能夠(gòu)合理地減少醫院(yuàn)的(dí)成(chéng)本
。醫院供配電(diàn)係統(tǒng)是(shì)醫(yī)院工作的(dí)基礎平(píng)台，包(bāo)含各(gè)類(lèi)非綫性，時(shí)變(biàn)性(xìng)電(diàn)器設備(bèi)和(hé)醫療(liáo)設(shè)備
。它們產(chǎn)生的諧波(bō)相互作(zuò)用(yòng)，若(ruò)不治理，不僅會(huì)影響(xiǎng)設(shè)備(bèi)的(dí)正(zhèng)常運行，嚴重時(shí)甚至(zhì)會威(wēi)脅患者(zhě)的生命安全，因(yīn)此(cǐ)對醫院供配電係(xì)統電能質量治(zhì)理的深(shēn)入(rù)分析研(yán)究勢在(zài)必(bì)行(háng)
。

2醫療行業(yè)供(gōng)配電係(xì)統(tǒng)諧波源及其(qí)特(tè)點

醫療(liáo)行業(yè)供配電係(xì)統中的諧(xié)波(bō)源主要可分(fēn)為醫療(liáo)設(shè)備，信息通信設(shè)備(bèi)和電器設(shè)備(bèi)三大(dà)類(lèi)，具(jù)有頻譜(pǔ)寬，畸變(biàn)率高，種類雜和數(shù)量多(duō)等特點
。

2.1醫療設(shè)備

醫院(yuàn)的95%醫(yī)療設(shè)備含有(yǒu)大量(liáng)的(dí)電力電子(zǐ)器件，工作時(shí)不(bù)可避(bì)免(miǎn)的產生諧波(bō)汙(wū)染(rǎn)
。常見的醫療設(shè)備有(yǒu)CT機，核磁共振儀(yí)MRI，直綫(xiàn)加速(sù)器，Ｘ綫機，心(xīn)血管造影(yǐng)機DSA和數(shù)字造影儀DSI等(děng)
。

作(zuò)為(wéi)當(dāng)前(qián)醫學(xué)診(zhěn)斷的主(zhǔ)要(yào)檢查(chá)設備，CT機(jī)臨床運用十(shí)分(fēn)廣泛，且(qiě)價格(gé)十分昂貴
。工(gōng)作時，高頻高壓(yā)發生(shēng)器(qì)先將三相(xiāng)交(jiāo)流(liú)電(diàn)整(zhěng)流(liú)成直流，再(zài)經並聯(lián)逆變器逆變(biàn)為(wéi)頻(pín)率高(gāo)達1×104Ｈz的交流，通(tōng)過倍壓整流產生大於(yú)30KV的(dí)穩定(dìng)高壓給(gěi)球(qiú)管(guǎn)兩端(duān)供電(diàn)
。整個工作過程既(jì)進行整流又進行逆(nì)變，會產(chǎn)生大量(liáng)諧波(bō)，嚴重時總諧(xié)波畸(jī)變率可達30%
。

醫學上(shàng)的核(hé)磁(cí)共振儀(yí)（MRI）依據(jù)“核磁(cí)共振"原(yuán)理(lǐ)，產生核(hé)磁共振所需交(jiāo)變(biàn)磁場(cháng)和(hé)無(wú)綫電射頻脈衝都將(jiāng)帶(dài)來諧波汙(wū)染，正常(cháng)工作(zuò)時(shí)MRI的諧(xié)波畸變(biàn)率在20％左右
。

直綫加(jiā)速(sù)器(qì)是指用(yòng)微波(bō)電磁(cí)場(cháng)加速電(diàn)子的直綫型(xíng)加(jiā)速器，在(zài)醫院腫瘤(liú)放射(shè)治療領(lǐng)域(yù)運用較(jiào)為(wéi)廣(guǎng)泛
。係統所(suǒ)需(xū)高頻(pín)電源(yuán)，直(zhí)流高(gāo)壓(yā)電源(yuán)的(dí)產(chǎn)生和(hé)脈衝(chōng)調製(zhì)器及脈衝(chōng)電壓(yā)穩定裝置都(dū)將(jiāng)造成諧波汙染，電(diàn)流總(zǒng)諧(xié)波畸(jī)變(biàn)率可達40％~50％
。

X光(guāng)機(jī)為(wéi)典(diǎn)型的(dí)瞬時性(xìng)負荷(hé)，工作(zuò)時電(diàn)壓可達(dá)幾十甚至上(shàng)百(bǎi)千(qiān)伏(fú)，變(biàn)壓器原邊(biān)將增加60~70kＷ的(dí)瞬(shùn)時負荷
。X光(guāng)機(jī)的主(zhǔ)要部件為(wéi)光(guāng)球(qiú)管和(hé)高壓(yā)整(zhěng)流(liú)器
。由(yóu)於高(gāo)壓整流(liú)器的(dí)整流(liú)橋(qiáo)工作時(shí)將產生(shēng)較大(dà)諧波(bō)，加上(shàng)X光(guāng)機的(dí)瞬(shùn)時(shí)工(gōng)作特性，使得(dé)其諧波(bō)畸(jī)變率(shuài)可達30％~50％
。

2.2信息(xī)通(tōng)信設(shè)備

為了存儲海量(liáng)信息和方便(biàn)辦(bàn)公(gōng)，現(xiàn)在(zài)大型(xíng)醫院(yuàn)基(jī)本(běn)建(jiàn)立了(liǎo)醫(yī)院信息(xī)係(xì)統(tǒng)
。係統本(běn)身功(gōng)能(néng)*，通常包括(kuò)醫療(liáo)信(xìn)息係統，臨(lín)床(chuáng)信息(xī)係統(tǒng)，視(shì)頻(pín)視教和遠程醫療(liáo)等係統
。信息係統一(yī)般由(yóu)成(chéng)千(qiān)上萬台(tái)計算機和不(bù)計其數(shù)的(dí)網(wǎng)絡連接設備構成(chéng)，與(yǔ)醫(yī)院的(dí)視(shì)頻(pín)監控(kòng)係統和音頻(pín)係(xì)統(tǒng)一(yī)樣(yàng)，運行過(guò)程必將(jiāng)產生(shēng)諧波(bō)電流
。

以UPS典型負載(zǎi)為(wéi)例(lì)，UPS先將(jiāng)市電整(zhěng)流(liú)變換(huàn)成直流電，一(yī)路給電池(chí)充電(diàn)，另一路給(gěi)逆(nì)變器供電，將直(zhí)流電(diàn)變換(huàn)成(chéng)穩(wěn)壓，穩(wěn)頻(pín)，純(chún)淨的(dí)50Ｈz交(jiāo)流電(diàn)，向(xiàng)負(fù)載(zǎi)供電(diàn)
。當市電異(yì)常或(huò)供(gōng)電(diàn)中(zhōng)斷(duàn)時，逆(nì)變(biàn)器改(gǎi)由(yóu)電(diàn)池提(tí)供能量(liáng)繼(jì)續(xù)工作(zuò)，保證無(wú)間斷(duàn)地給用電設(shè)備供電
。EPS在市(shì)電正(zhèng)常(cháng)時由市(shì)電輸(shū)出(chū)供電(diàn)，同時(shí)對(duì)電(diàn)池(chí)充(chōng)電，當(dāng)市(shì)電(diàn)停(tíng)電或(huò)電壓(yā)過低時(shí)則(zé)由(yóu)電池(chí)經逆(nì)變(biàn)器向(xiàng)負(fù)載供(gōng)電
。EPS和(hé)UPS均(jūn)采(cǎi)用了IGBT技術(shù)和PWM技術(shù)，進行(háng)整流(liú)和逆變(biàn)時都會帶來(lái)諧(xié)波(bō)汙染(rǎn)，是(shì)不(bù)可忽(hū)視的(dí)諧(xié)波(bō)源
。對(duì)大功率UPS來(lái)說，如果整(zhěng)流(liú)裝置為三相全控橋(qiáo)6脈衝整流(liú)器，總(zǒng)諧波(bō)畸變(biàn)率將近30％~40％
。

2.3電器(qì)設備

醫院內電梯，空調，變(biàn)頻(pín)水泵，通(tōng)風，照明設備等(děng)都(dū)將產生畸變諧(xié)波
。如(rú)大量使(shǐ)用的熒光燈，會(huì)引起較(jiào)大的(dí)諧波電流(liú)，其中３次(cì)諧波為(wéi)較高
。當(dāng)多個熒(yíng)光(guāng)燈接成三(sān)相四(sì)綫負載時，由於(yú)3次諧波電(diàn)流屬(shǔ)於零序諧(xié)波電流(liú)，三(sān)相(xiāng)矢(shǐ)量(liáng)角(jiǎo)度一致，3次(cì)諧波電流(liú)向零綫疊(dié)加(jiā)，造成(chéng)中性(xìng)綫電流過大(dà)
。大部(bù)分醫(yī)院(yuàn)均(jūn)采用變(biàn)頻(pín)空調(tiáo)及風機(jī)，而變(biàn)頻器是(shì)典型的(dí)諧(xié)波(bō)源，會(huì)產生大(dà)量５次(cì)，７次(cì)諧(xié)波(bō)汙(wū)染電網(wǎng)
。

醫(yī)院配電(diàn)係統(tǒng)主要(yào)諧(xié)波源，諧波次數和(hé)畸(jī)變率情況(kuàng)如表(biǎo)１所(suǒ)示(shì)，可見(jiàn)醫(yī)院(yuàn)典(diǎn)型(xíng)設(shè)備產生的(dí)諧波主要(yào)為３次，５次(cì)，７次(cì)
。正是這(zhè)些(xiē)設(shè)備在運行過(guò)程(chéng)中(zhōng)產生諧(xié)波(bō)，使(shǐ)醫(yī)院的電(diàn)能質(zhì)量(liáng)受(shòu)到(dào)影(yǐng)響，而受到影(yǐng)響的(dí)電(diàn)能又(yòu)反過(guò)來(lái)影響設備的(dí)正(zhèng)常(cháng)使用(yòng)
。

3醫療設備(bèi)產生諧波對配電係統危(wēi)害

正(zhèng)常的供(gōng)電(diàn)網(wǎng)絡所(suǒ)提供的電壓應(yīng)該(gāi)是(shì)單一(yī)的固定頻率(shuài)和規定的電(diàn)壓幅值(zhí)
。諧(xié)波電(diàn)流(liú)和(hé)諧波(bō)電(diàn)壓的出現，對供(gōng)電電(diàn)網是一種(zhǒng)汙染(rǎn)，它(tā)對用電(diàn)設備正常運行(háng)造(zào)成危(wēi)害(hài)
。醫療設備(bèi)對配(pèi)電(diàn)係(xì)統(tǒng)產生(shēng)的諧(xié)波的(dí)危(wēi)害(hài)主要體現在(zài)如(rú)下方(fāng)麵(miàn)：

3.1對(duì)電(diàn)網的影響(xiǎng)

電網中(zhōng)的諧(xié)波會增加(jiā)係(xì)統損(sǔn)耗(hào)，使設備發熱(rè)，影響(xiǎng)設(shè)備(bèi)使用壽命
。此外(wài)當並(bìng) 聯的(dí)無(wú)功(gōng)補償電容(róng)器容(róng)抗Xcn與(yǔ)係統感抗(kàng)Xsn匹(pǐ)配時(shí)即Xcn＝Xsn，將發(fā)生(shēng)n次(cì)並(bìng)聯諧(xié)振，造(zào)成(chéng)電容器組(zǔ)的過(guò)電(diàn)壓和(hé)過電流(liú)
。當(dāng)基波(bō)頻率(shuài)為f1時，諧振(zhèn)頻率(shuài)fr可由(yóu)下(xià)式(shì)計算得(dé)出
。其中，Sc為(wéi)電(diàn)源短路(lù)容(róng)量；Qc為電(diàn)容器容量
。

表1醫(yī)院(yuàn)配電係統主要(yào)諧(xié)波源(yuán)和諧波(bō)畸變率情(qíng)況

3.2對變壓器(qì)的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)

諧(xié)波會(huì)增加(jiā)變壓器的銅耗(hào)，鐵(tiě)耗和雜散(sàn)磁通損(sǔn)耗（綫圈(quān)渦流損(sǔn)耗），可能(néng)在變(biàn)壓(yā)器(qì)繞阻(zǔ)和(hé)綫(xiàn)電容之間(jiān)產生諧振，增(zēng)加(jiā)變壓器發(fā)熱，甚至引(yǐn)起(qǐ)局(jú)部嚴(yán)重(zhòng)過熱(rè)，同(tóng)時(shí)使變壓器噪(zào)聲增加(jiā)，減少變壓器的實(shí)際(jì)使用容(róng)量(liáng)，降低(dī)變(biàn)壓器的使(shǐ)用(yòng)壽命
。諧波電(diàn)流引起(qǐ)的變壓器總(zǒng)的渦流損耗可(kě)由下列公(gōng)式(shì)求出：

式中，為總諧波渦流損耗(hào)；為額定基波電流的渦流損耗；為n次(cì)諧波電(diàn)流；為額定基波(bō)電(diàn)流(liú)
。

3.3對電(diàn)機的(dí)影響

諧波(bō)對電(diàn)機的主要(yào)影(yǐng)響是(shì)引起(qǐ)附加損(sǔn)耗(hào)，此(cǐ)外(wài)還將產生機(jī)械振動，噪(zào)聲(shēng)和(hé)諧波(bō)過(guò)電壓(yā)，降(jiàng)低(dī)其(qí)工作(zuò)效率(shuài)
。三(sān)相(xiāng)感(gǎn)應(yīng)電動機的(dí)n次諧(xié)波(bō)電(diàn)流(liú)大小(xiǎo)可通(tōng)過式（為n次諧波電壓(yā)；為基波頻(pín)率）計算得(dé)到(dào)
。由於電壓(yā)畸變引(yǐn)起的附(fù)加鐵(tiě)心損耗(hào)很小，可(kě)以忽(hū)略不(bù)計
。所以(yǐ)感應電(diàn)動(dòng)機(jī)整(zhěng)個諧(xié)波損耗(hào)即(jí)銅(tóng)耗
。

3.4對(duì)電容櫃的影(yǐng)響

在諧(xié)波(bō)的作用下電(diàn)容器將過熱，導致絕緣(yuán)部分老化(huà)，縮短(duǎn)使(shǐ)用(yòng)壽命(mìng)
。當諧(xié)波次(cì)數較(jiào)高時(shí)，電(diàn)容(róng)器呈現(xiàn)低阻抗特性，流(liú)過(guò)電容器的電流將變(biàn)大(dà)，使得電容(róng)器處在(zài)過載的工作情(qíng)況(kuàng)，縮短使用(yòng)壽命
。諧波往(wǎng)往還(huán)會(huì)使(shǐ)電(diàn)容器介質損(sǔn)耗增(zēng)加，其直接(jiē)後果(guǒ)是(shì)額(é)外的發熱和壽(shòu)命縮短(duǎn)
。電容器和電源(yuán)電感結(jié)合也(yě)會(huì)構成(chéng)並(bìng)聯或(huò)串聯諧(xié)振(zhèn)電(diàn)路(lù)，在(zài)諧(xié)振情(qíng)況下諧(xié)波電(diàn)流會(huì)被放(fàng)大數倍(bèi)甚至數十(shí)倍，終(zhōng)會導致(zhì)電(diàn)壓會大(dà)大高(gāo)於(yú)電(diàn)容器(qì)的(dí)額(é)定電(diàn)壓(yā)值(zhí)，使電容(róng)器損壞炸裂(liè)或保(bǎo)護(hù)熔(róng)斷器熔絲熔斷
。

3.5對網絡(luò)通信係統的影響

諧波對(duì)通信係(xì)統(tǒng)幹擾的大小(xiǎo)由(yóu)三(sān)個(gè)因素(sù)綜合決定(dìng)：電力綫路諧(xié)波電壓(yā)和諧波(bō)電流大(dà)小(xiǎo)，電(diàn)力(lì)綫路和通信綫(xiàn)路之(zhī)間(jiān)的耦(ǒu)合(hé)強(qiáng)度(dù)，通信綫(xiàn)路(lù)對(duì)諧波幹(gān)擾(rǎo)的(dí)敏銳(ruì)程度(dù)
。電網(wǎng)中(zhōng)不平(píng)衡(héng)諧(xié)波電流(liú)對(duì)通信係(xì)統(tǒng)，輕則(zé)產(chǎn)生噪(zào)聲幹(gān)擾，降低通(tōng)信質(zhì)量，重(zhòng)則導致(zhì)信息丟(diū)失，使係統無(wú)法正常(cháng)工(gōng)作(zuò)
。在(zài)多個中(zhōng)性點(diǎn)接地電網中，如(rú)有較大(dà)零(líng)序(xù)分(fēn)量(liáng)諧(xié)波電流通(tōng)過中性(xìng)點流(liú)入大地(dì)，將(jiāng)嚴重(zhòng)幹(gān)擾(rǎo)附(fù)近通(tōng)信(xìn)係(xì)統
。通常(cháng)音頻通道的頻(pín)率為200~3500Hz，而(ér)很多諧(xié)波(bō)也(yě)在(zài)這(zhè)個(gè)範圍，易對(duì)臨近的電話綫路產生靜(jìng)電(diàn)感(gǎn)應(yīng)和電磁感應，輕(qīng)則(zé)引(yǐn)起可以察(chá)覺的(dí)雜(zá)音甚至(zhì)觸發電(diàn)話響鈴，重則危及(jí)設備和操作人員安全
。

3.6對繼(jì)電保護和電氣測(cè)量儀表(biǎo)的(dí)影(yǐng)響

隻(zhī)要通(tōng)入諧(xié)波有(yǒu)效值(zhí)和(hé)基(jī)波相(xiāng)同(tóng)，就可(kě)引起電磁式(shì)繼電器(qì)誤動作(zuò)，導(dǎo)致(zhì)感(gǎn)應(yīng)型(xíng)繼電器(qì)運動過程來(lái)回擺(bǎi)動(dòng)，機電型繼電器時間延(yán)時(shí)特(tè)性(xìng)改(gǎi)變，零序電流繼(jì)電器不能區分零(líng)序(xù)電(diàn)流(liú)和(hé)次諧波(bō)電流，導(dǎo)致誤(wù)跳閘(zhá)
。由(yóu)於(yú)大多數電(diàn)氣(qì)測量(liáng)儀表，如(rú)電(diàn)流(liú)表，電(diàn)壓(yā)表，功率表都是(shì)按工頻正弦(xián)波(bō)來(lái)設計(jì)，對非正弦信(xìn)號呈現出不同(tóng)響應(yīng)特性(xìng)，當(dāng)有諧(xié)波時會(huì)產(chǎn)生測量(liáng)誤差(chà)
。

4醫療行業(yè)電能質(zhì)量治理需(xū)求分(fēn)析及主要特(tè)征

4.1需(xū)求分析(xī)

醫(yī)療設備的(dí)進(jìn)步，體(tǐ)現(xiàn)著現代(dài)醫院(yuàn)診(zhěn)療(liáo)水平，醫院的(dí)電磁環境(jìng)因此發(fā)生了較(jiào)大(dà)變化
。現代(dài)化醫(yī)院通過不斷(duàn)引(yǐn)入新(xīn)型(xíng)，復雜的電子醫(yī)療係統(tǒng)來(lái)提高醫(yī)療(liáo)服(fú)務水平
。諧波(bō)幹(gān)擾問題(tí)必(bì)將成為(wéi)醫院現(xiàn)代化進程中(zhōng)須(xū)重(zhòng)視(shì)的(dí)問題
。醫(yī)院建(jiàn)設(shè)，管理，電(diàn)氣工(gōng)程(chéng)設計(jì)是以後發展(zhǎn)過(guò)程中須考慮的問題
。

其(qí)原因(yīn)有二：一(yī)是(shì)因為當(dāng)前電子(zǐ)技術(shù)正(zhèng)朝著高(gāo)頻，高速，高(gāo)靈敏(mǐn)度(dù)，高可(kě)靠性，多功(gōng)能(néng)，小(xiǎo)型(xíng)化方向(xiàng)發(fā)展(zhǎn)，導(dǎo)致(zhì)了(liǎo)現代(dài)電(diàn)子設(shè)備(bèi)產生(shēng)和接受(shòu)電磁(cí)幹擾(rǎo)的幾率大大增加；二(èr)是隨著電(diàn)力電子裝(zhuāng)置本身功(gōng)率(shuài)容量和(hé)功(gōng)率密(mì)度的不斷增(zēng)加，電網的諧波幹擾(rǎo)和(hé)反(fǎn)串(chuàn)也日益嚴(yán)重(zhòng)
。諧波不僅(jǐn)降(jiàng)低電網的(dí)供電品質(zhì)，還會(huì)嚴(yán)重危(wēi)及醫療(liáo)設備供配(pèi)電係(xì)統(tǒng)的電力(lì)器(qì)件的運行，容(róng)易(yì)產(chǎn)生(shēng)誤動作(zuò)，擊穿電(diàn)容(róng)補(bǔ)償櫃，對(duì)小型(xíng)儀表(biǎo)類(lèi)醫療設備(bèi)產生電源幹(gān)擾
。所以電力諧波是(shì)個不容忽視的問(wèn)題，應(yīng)以(yǐ)重(zhòng)視
。

4.2醫(yī)療行(háng)業電能質(zhì)量(liáng)主要(yào)特征(zhēng)：

1）對電(diàn)能質(zhì)量(liáng)要(yào)求高(gāo)；

2）負(fù)載中含有(yǒu)多(duō)種諧波源(yuán)，配電(diàn)諧波含(hán)量較高；

3）治理方案：根(gēn)據負(fù)載特(tè)征(zhēng)，需通過(guò)配(pèi)電房(fáng)集中(zhōng)治理和針對性(xìng)的就(jiù)地(dì)治理(lǐ)共(gòng)同(tóng)實現
。

5醫療(liáo)行業電(diàn)能質量(liáng)監測(cè)與治(zhì)理係(xì)統解決方案

5.1解決(jué)方案(àn)

隨著(zhuó)各(gè)種(zhǒng)醫療(liáo)設備(磁(cí)共振(zhèn)成(chéng)像(MRI)，二維圖像彩色B超(chāo)儀(yí)，全身螺旋CT掃描(miáo)儀，單(dān)(雙(shuāng))光(guāng)子(zǐ)發射(shè)計(jì)算(suàn)機斷(duàn)層(céng)掃(sǎo)描(miáo)機，全(quán)自(zì)動(dòng)生化(huà)儀(yí)，采(cǎi)用電(diàn)磁波技(jì)術的碎(suì)石(shí)機，胃腸(cháng)斷層(céng)掃描(miáo)機，高頻電刀(dāo)，多(duō)功能微(wēi)波(bō)治療(liáo)儀等)的(dí)引(yǐn)進與(yǔ)使(shǐ)用(yòng)，各種電子電(diàn)路(lù)和電力電(diàn)子(zǐ)技術在現代(dài)醫院(yuàn)的(dí)應(yīng)用，生物醫(yī)學(xué)工程在(zài)現代化(huà)醫院(yuàn)中(zhōng)所(suǒ)起的(dí)作用越來(lái)越(yuè)重要(yào)
。這(zhè)些(xiē)儀器(qì)在保證(zhèng)醫療(liáo)質(zhì)量的同(tóng)時(shí)，也(yě)因為(wéi)儀器(qì)的高負載(zǎi)等特性(xìng)，造成了大(dà)量的諧(xié)波(bō)汙(wū)染，大量的諧波必(bì)然會產(chǎn)生(shēng)嚴(yán)重危害，特(tè)別(bié)是(shì)諧波(bō)造(zào)成(chéng)的(dí)電壓(yā)波動會影響(xiǎng)醫療設備，使其(qí)受到(dào)諧波(bō)信號的幹(gān)擾而影響儀(yí)器的(dí)性(xìng)能(néng)
。特(tè)別值得關(guān)注(zhù)的是，醫(yī)院(yuàn)是對(duì)電(diàn)能質量(liáng)要求很高(gāo)的(dí)場(cháng)合(hé)，意外斷電和電網(wǎng)幹(gān)擾(rǎo)對醫療儀(yí)器的影(yǐng)響(xiǎng)不(bù)容忽(hū)視(shì)
。特(tè)別是(shì)對(duì)於(yú)部分進口儀器，對使用的電網環境要(yào)求(qiú)很高，因為國(guó)外(wài)已經很早就(jiù)重視了電能質量(liáng)問(wèn)題而進行了嚴格限製(zhì)，很多儀(yí)器不能保證(zhèng)在(zài)諧波(bō)環境(jìng)下(xià)正常檢測(cè)，甚(shèn)至(zhì)會影(yǐng)響其使(shǐ)用(yòng)壽(shòu)命
。

安(ān)科(kē)瑞電氣提(tí)出(chū)的(dí)電(diàn)能質量監(jiān)測(cè)與(yǔ)治(zhì)理(lǐ)係統解決(jué)方(fāng)案(àn)可(kě)滿足(zú)電力監控管(guǎn)理(lǐ)，運維與電能質量(liáng)治(zhì)理等方(fāng)麵的需(xū)求，致(zhì)力於為醫(yī)療(liáo)行(háng)業(yè)用(yòng)戶(hù)提供一(yī)站(zhàn)式(shì)的(dí)整體解決(jué)方(fāng)案(àn)，從(cóng)產品(pǐn)，係統，服(fú)務(wù)等(děng)不(bù)同方(fāng)麵(miàn)來滿(mǎn)足用戶的需(xū)要，為用戶創(chuàng)造(zào)價值
。

5.2方案特(tè)點

電(diàn)能質(zhì)量監(jiān)測與(yǔ)治(zhì)理係統(tǒng)除作(zuò)為(wéi)本地終端為用戶(hù)提(tí)供電能質(zhì)量監測(cè)，治(zhì)理與(yǔ)設(shè)備(bèi)運(yùn)維等(děng)功能外，亦可通(tōng)過接入(rù)AcrelEMS-MED醫(yī)療(liáo)建(jiàn)築(zhù)綜合(hé)能(néng)效管理(lǐ)平(píng)台(tái)，為(wéi)用戶提供遠程(chéng)在綫服務(wù)；

全(quán)控(kòng)技術實(shí)現電能(néng)質量；

電能質(zhì)量(liáng)監(jiān)測：電能質量實(shí)時(shí)在(zài)綫監測，測(cè)量精度高，測(cè)得準，符合(hé)IEC61000-4-30標(biāo)準(zhǔn)；

電能質量監測與(yǔ)治理裝置整體(tǐ)設計，通(tōng)過上(shàng)位平台(tái)實現統一管(guǎn)理和(hé)閉(bì)環控製；

高(gāo)品(pǐn)質電(diàn)能質量治(zhì)理：配套(tào)電力電(diàn)子裝置技(jì)術(shù)過關，質量過(guò)硬，具備網(wǎng)絡化，可調(tiáo)控(kòng)，快速響(xiǎng)應的(dí)性能；

電(diàn)能管理(lǐ)務業務綜(zōng)合協(xié)同(tóng)：配電(diàn)監(jiān)控管理與運維(wéi)，電(diàn)能分(fēn)析與電(diàn)能(néng)質量數(shù)據共(gòng)享(xiǎng)融通，為企(qǐ)業(yè)電能供(gōng)給(gěi)與(yǔ)消費(fèi)提供控(kòng)製手(shǒu)段(duàn)
。

5.3方案(àn)價值

全方(fāng)麵(miàn)監測(cè)電能(néng)質(zhì)量，保障(zhàng)供(gōng)電可(kě)靠(kào)性

對(duì)供電(diàn)回路的(dí)電氣(qì)參(cān)數進行全方麵監測，確(què)保(bǎo)設備(bèi)用電(diàn)符(fú)合(hé)標準(zhǔn)要(yào)求(qiú)
。微(wēi)秒(miǎo)級(jí)故障(zhàng)錄(lù)波(bō)與SOE告(gào)警能夠(gòu)及(jí)時(shí)記錄故(gù)障發生(shēng)時(shí)全(quán)部(bù)數據信息，支持(chí)開展故障(zhàng)追蹤(zōng)與(yǔ)問題定(dìng)位(wèi)
。

完(wán)整(zhěng)電能質量治(zhì)理(lǐ)

通(tōng)過(guò)集中+就地(dì)整(zhěng)體電能質量治理模(mó)式，更大程(chéng)度(dù)滿足(zú)無功和諧波(bō)治理的(dí)要(yào)求(qiú)，提高整個醫(yī)療(liáo)供(gōng)配(pèi)電係統(tǒng)的電能(néng)質(zhì)量，減(jiǎn)少(shǎo)對(duì)其它(tā)供電及(jí)醫療設備造(zào)成危(wēi)害(hài)
。

數(shù)據應用(yòng)及(jí)增值(zhí)服(fú)務

係統提(tí)供多維(wéi)度(dù)的用電指(zhǐ)標(biāo)統(tǒng)計與電能(néng)數據分(fēn)析工具，為配電係(xì)統運行管(guǎn)理(lǐ)優化(huà)和(hé)節能(néng)降(jiàng)耗(hào)提供(gōng)指(zhǐ)導(dǎo)
。

6安(ān)科(kē)瑞電能(néng)質(zhì)量監測(cè)與治理產品選型(xíng)

6.1集中治(zhì)理(lǐ)

針(zhēn)對醫(yī)療行(háng)業配(pèi)電係統(tǒng)中(zhōng)涉及(jí)到(dào)的(dí)電(diàn)梯，空調，風(fēng)機(jī)，大型水泵等電器設備(bèi)及(jí)數量較多的(dí)計(jì)算機(jī)和音頻(pín)等(děng)網(wǎng)絡通信(xìn)設備(bèi)，為減少諧(xié)波對(duì)電網側的(dí)危(wēi)害和(hé)影響，同(tóng)時(shí)確保無(wú)功功率(shuài)因數達到國(guó)標(biāo)要(yào)求值，避(bì)免罰(fá)款，可采用(yòng)配電房集(jí)中治理(lǐ)的方式(shì)，同時也(yě)可(kě)對(duì)整(zhěng)個(gè)低壓供配電係統進行電能(néng)質(zhì)量在綫(xiàn)監(jiān)測(cè)，其中包(bāo)含(hán)諧(xié)波(bō)分析，波(bō)形(xíng)采(cǎi)樣，電(diàn)壓暫降/暫升/中(zhōng)斷(duàn)，閃(shǎn)變監測(cè)等(děng)，其集中治(zhì)理的產品選(xuǎn)型(xíng)見表2
。

表(biǎo)2電(diàn)能(néng)質(zhì)量(liáng)監測(cè)及(jí)集(jí)中(zhōng)治理產品選型表(biǎo)

6.2就(jiù)地(dì)治理

核磁(cí)共振(zhèn)器(qì)MRI，CT機(jī)，X光機及(jí)UPS作(zuò)為醫療行業(yè)中重(zhòng)要的(dí)末(mò)端設備，運(yùn)行過(guò)程(chéng)中不可避免(miǎn)的(dí)對(duì)整個(gè)醫(yī)療(liáo)供(gōng)配電係統中(zhōng)產(chǎn)生諧波汙染，電(diàn)流畸變(biàn)率一般會達到40%~50%
。同(tóng)時(shí)醫院照明(míng)普(pǔ)遍(biàn)采(cǎi)用LED熒(yíng)光燈，金(jīn)鹵(lǔ)燈，調光器等，此類(lèi)照(zhào)明裝置主(zhǔ)要負(fù)荷類型為開關電(diàn)源(yuán)型，諧波電(diàn)流以(yǐ)3次(cì)諧波(bō)電流為主，3次諧波電流作(zuò)為零(líng)序電(diàn)流，三(sān)相矢量(liáng)角度一致，因此(cǐ)向N綫(xiàn)進(jìn)行疊加，導致(zhì)N綫電流過(guò)大
。針(zhēn)對以(yǐ)上負(fù)載(zǎi)情況(kuàng)，建議(yì)在各重要(yào)設(shè)備的(dí)配(pèi)電(diàn)箱增(zēng)加(jiā)電(diàn)能質量(liáng)補償(cháng)設備進(jìn)行就地治(zhì)理，達(dá)到終端治(zhì)理諧(xié)波的目的，避(bì)免(miǎn)諧(xié)波(bō)影響到整個(gè)配電(diàn)係統和其(qí)他用(yòng)電設備
。

就地(dì)治(zhì)理(lǐ)的(dí)產品(pǐn)選(xuǎn)型(xíng)見(jiàn)表3

7上海某(mǒu)中心人民醫院電(diàn)能(néng)質(zhì)量治理項(xiàng)目案例(lì)

7.1項目背景(jǐng)

以上海(hǎi)某中(zhōng)心(xīn)人民醫院諧(xié)波(bō)治理和無(wú)功補償項目為(wéi)例，考(kǎo)慮(lǜ)到醫院復雜的各(gè)種醫療(liáo)設備如核磁(cí)共振， CT機， 血透機(jī)等，同(tóng)時各(gè)種(zhǒng)LED節(jié)能照明設(shè)備(bèi)，變頻(pín)空(kōng)調(tiáo)，電梯設備(bèi)等大量投(tóu)入(rù)使用，使(shǐ)用過(guò)程(chéng)中會(huì)產生大(dà)量的諧(xié)波，對(duì)醫院中1-4號(hào)變壓(yā)器進綫(xiàn)櫃和4號(hào)變(biàn)壓器(qì)無功櫃(guì)進行測量(liáng)，並(bìng)根據具(jù)體(tǐ)測(cè)量數(shù)據給出相應的治(zhì)理方案
。

7.2測量結(jié)果

以1號變(biàn)壓器為(wéi)例，變壓器(qì)負(fù)載側(cè)和進綫(xiàn)側測量數(shù)據(jù)分(fēn)別如下(xià)：

負載(zǎi)側

進綫(xiàn)側(cè)

由(yóu)上(shàng)述(shù)兩組數(shù)據可看(kàn)出，一(yī)號(hào)變壓器無(wú)功補償(cháng)前(qián)功率因數0.95，現場隻(zhī)投(tóu)入兩(liǎng)組(zǔ)，補償(cháng)後(hòu)功率(shuài)達到(dào)0.97，諧波的(dí)主要次(cì)數(shù)為3次，5次和7次(cì)，對於5次和(hé)7次(cì)諧波(bō)可(kě)通(tōng)過在配(pèi)電(diàn)房集(jí)中(zhōng)治理，消(xiāo)滅(miè)諧(xié)波對(duì)整(zhěng)個供配(pèi)電係統，變壓器，無(wú)功(gōng)櫃和其它用(yòng)電(diàn)設備(bèi)的影響；通過(guò)數(shù)據得到由於3次(cì)諧波(bō)在(zài)N綫綫性疊加，N綫電流約140A，對(duì)其進(jìn)行末(mò)端就(jiù)地(dì)治理(lǐ)，防止(zhǐ)諧波(bō)對(duì)N綫造成損害，保(bǎo)護綫路，同(tóng)時阻(zǔ)止(zhǐ)火災(zāi)的(dí)發生(shēng)
。

7.3治(zhì)理方(fāng)案

由於係(xì)統(tǒng)中無功(gōng)櫃均為純容性(xìng)，較(jiào)易(yì)與(yǔ)諧(xié)波電(diàn)流產生(shēng)諧振(zhèn)現象，放大(dà)諧波電流，使無功(gōng)櫃(guì)受到損(sǔn)害，在(zài)諧波較(jiào)大(dà)的場(cháng)合(hé)建(jiàn)議(yì)改造(zào)，具體方案如(rú)下(xià)：

方案(àn)一(yī)：集(jí)中治理(lǐ)：建議(yì)配電房(fáng)無功櫃改造(zào)，並串接(jiē)14%電抗，結合AnSin-G Ⅰ型有源諧波(bō)治(zhì)理(lǐ)係統裝(zhuāng)置進(jìn)行(háng)集中諧波(bō)治(zhì)理；無功櫃(guì)未投入時功率因(yīn)數較(jiào)好，若不改(gǎi)造(zào)，在不(bù)影響功(gōng)率因數(shù)的(dí)基(jī)礎上可(kě)先暫停，直接(jiē)裝設有源諧(xié)波治理係(xì)統裝置(zhì)進(jìn)行諧(xié)波治(zhì)理
。

方(fāng)案二(èr)：就(jiù)地治(zhì)理：建(jiàn)議在(zài)樓(lóu)層配電間或(huò)負載(zǎi)末(mò)端加裝ANSNP中綫(xiàn)安(ān)防(fáng)保(bǎo)護器(qì)，治理(lǐ)3N次諧波和三相(xiāng)不平(píng)衡導(dǎo)致N綫電流過大(dà)問(wèn)題，達到(dào)終(zhōng)端治(zhì)理諧(xié)波的目(mù)的(dí)，避免諧(xié)波(bō)影響(xiǎng)到整個配(pèi)電係統(tǒng)和其他用電設(shè)備
。

8結(jié)論

現代(dài)醫療行業(yè)中(zhōng)的設備普遍采用(yòng)電力電子變流和控製器件，使醫(yī)院非(fēi)綫(xiàn)性醫療設(shè)備(bèi)負(fù)荷的種類和數(shù)量迅速(sù)增(zēng)加，諧(xié)波汙(wū)染日(rì)趨(qū)嚴重，給(gěi)配(pèi)電係統和醫療設(shè)備帶來巨大(dà)危害(hài)
。但醫院(yuàn)供配(pèi)電係(xì)統諧(xié)波問題(tí)一直(zhí)沒(méi)得到(dào)足夠重視，諧波造成(chéng)的電能消(xiāo)耗增(zēng)加，設備故(gù)障(zhàng)，使用(yòng)壽命縮短(duǎn)等(děng)直(zhí)接(jiē)和間(jiān)接經濟(jì)損失相(xiāng)當(dāng)巨大
。通過對醫院供配電係(xì)統(tǒng)電能(néng)質量(liáng)進(jìn)行研(yán)究，結合係統(tǒng)平(píng)台提出(chū)合理(lǐ)的整(zhěng)體解決方(fāng)案，對改良供電質量，提高電網(wǎng)的安全(quán)和經濟運行，保障設備的性能(néng)以及降低能(néng)耗均有重要意(yì)義
。