安科瑞 陳(chén)聰

摘要：文章從諧(xié)波(bō)治理的(dí)危害(hài)
，治(zhì)理意義
，諧波源(yuán)組成
，諧波(bō)治理等(děng)方麵(miàn)進行了(liǎo)論述。目的(dí)在於(yú)通過(guò)綜合整治電網的諧波(bō)
，有效(xiào)地改善醫院配(pèi)電係(xì)統(tǒng)的(dí)安全(quán)
，可(kě)靠
，節能(néng)。

關鍵詞：醫(yī)院；配電係統(tǒng)；諧波治理(lǐ)

0引言

配電係(xì)統中存在的諧波(bō)成(chéng)分
，會導(dǎo)致(zhì)電(diàn)力係(xì)統的電(diàn)能品(pǐn)質(zhì)下降
，從而(ér)導致(zhì)電(diàn)力供(gōng)應(yīng)的可靠(kào)性(xìng)下降(jiàng)。在醫院裏
，會對(duì)各種(zhǒng)高(gāo)精度高的醫(yī)療器(qì)械(xiè)儀(yí)器產生(shēng)很(hěn)大的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)
，如發生攝(shè)像係統圖(tú)像的(dí)幹(gān)擾
，監(jiān)視器出(chū)現的花(huā)屏
，醫(yī)療(liáo)器械(xiè)設(shè)備的動(dòng)作不(bù)靈敏
，傳(chuán)感器(qì)元件的(dí)故障等(děng)
，從(cóng)而(ér)影響(xiǎng)到(dào)這(zhè)些(xiē)精度高醫療器械(xiè)設備(bèi)的正(zhèng)常(cháng)工作。因(yīn)此
，本文就諧(xié)波對醫院配電係統(tǒng)的(dí)影響和危害進行(háng)了分析和(hé)討論。提(tí)出了一(yī)種具有針(zhēn)對(duì)性的控製(zhì)技(jì)術措(cuò)施(shī)
，以達到降(jiàng)低配電(diàn)係統諧(xié)波(bō)成分的目的
，從(cóng)而有(yǒu)效(xiào)地(dì)改(gǎi)善電(diàn)網(wǎng)的供電(diàn)質量。

1配電係統諧波治(zhì)理意義

1.1控製(zhì)高(gāo)次諧波分量(liáng)

采用(yòng)無功補償(cháng)
，濾(lǜ)波器(qì)等(děng)諧(xié)波補償後
，能夠有(yǒu)效的補償(cháng)配電(diàn)係統(tǒng)的(dí)諧波
，減(jiǎn)小(xiǎo)諧波等(děng)成分(fēn)
，保(bǎo)證配電係統指標(biāo)達到國家(jiā)技(jì)術標(biāo)準和(hé)技術(shù)規(guī)範的要(yào)求
，從而為醫院的配電係統和電(diàn)力設備(bèi)
，醫療器械設備(bèi)的(dí)安(ān)全(quán)可(kě)靠
，節能
，經(jīng)濟
，
，穩定(dìng)地運行提(tí)供了重(zhòng)要的技(jì)術(shù)裝置保證(zhèng)。

1.2提供電能功率因素(sù)

采(cǎi)用自動(dòng)消諧(xié)濾波器(qì)
，能(néng)有(yǒu)效地(dì)降(jiàng)低電網的電壓
，電流諧(xié)波(bō)；此外
，采用消諧濾波器
，可減(jiǎn)少(shǎo)或(huò)消(xiāo)除(chú)諧波(bō)諧(xié)振
，從而使(shǐ)醫療(liáo)器(qì)械設備(bèi)得到(dào)高(gāo)質(zhì)量
， 率(shuài)
，經濟的(dí)電(diàn)力(lì)資(zī)源
，減少(shǎo)因(yīn)諧波引起(qǐ)的(dí)不(bù)必(bì)要(yào)的電力資(zī)源損(sǔn)耗。通(tōng)過(guò)多(duō)年的實際工(gōng)作(zuò)
，我(wǒ)們知(zhī)道(dào)
，經(jīng)過對(duì)自動調頻過濾(lǜ)櫃(guì)等(děng)設備(bèi)的(dí)技(jì)術改造(zào)
，可以(yǐ)使醫(yī)院配電係(xì)統的功率(shuài)因數(shù)
，在很長一(yī)段(duàn)時(shí)間(jiān)內保(bǎo)持(chí)在0.97以(yǐ)上。通過(guò)這種方(fāng)式
，既能(néng)為(wéi)醫技(jì)樓的(dí)醫療診斷設備(bèi)提(tí)供一個(gè)較好的使用條件
，又能(néng)有效(xiào)的提(tí)高醫(yī)療(liáo)診斷(duàn)設備的(dí)綜合使(shǐ)用(yòng)效(xiào)率(shuài)
，達到(dào)5%——30%的(dí)節能(néng)效果(guǒ)。

1.3改善供電(diàn)電(diàn)能品(pǐn)質(zhì)

采用(yòng)自動消諧式(shì)過(guò)濾(lǜ)器等(děng)電網淨化設備
，對提高醫院配(pèi)電係統(tǒng)的(dí)電(diàn)力品質(zhì)具有重要意義(yì)。通過過(guò)濾配電係(xì)統的諧(xié)波(bō)
，對(duì)電網的(dí)功率因數進行補(bǔ)償
，避(bì)免了(liǎo)電力係(xì)統中的串並(bìng)聯共振現象
，保證醫療衛生工作的安全
，穩定
，有效(xiào)的開展。

2電力諧波(bō)的危(wēi)害(hài)

普通電力係(xì)統(tǒng)的電(diàn)壓(yā)應為(wéi)一個特(tè)定的(dí)頻率(shuài)
，並(bìng)具有一定(dìng)的幅度(dù)。諧波的產生(shēng)
，會(huì)對(duì)電(diàn)力係(xì)統的(dí)供電(diàn)係統有影(yǐng)響(xiǎng)
，並(bìng)對電力(lì)係(xì)統的正(zhèng)常工作(zuò)產生一(yī)定的(dí)影(yǐng)響。諧(xié)波的(dí)危(wēi)害表(biǎo)現(xiàn)在以(yǐ)下(xià)幾個(gè)方麵。

2.1影(yǐng)響(xiǎng)繼電保護(hù)和(hé)自(zì)動裝(zhuāng)置的工作(zuò)可靠(kào)性(xìng)

在電磁繼電器(qì)中
，由於電(diàn)力諧波(bō)的存在(zài)
，往往(wǎng)會導致繼電(diàn)保護裝置(zhì)設備的誤(wù)動作
，不(bù)能(néng)正常(cháng)工作
，從而影響到係統的(dí)正(zhèng)常運(yùn)行。

2.2對(duì)動(dòng)力設備(bèi)的(dí)影響

諧波對電動機產(chǎn)生的影(yǐng)響主要(yào)表現為：電動機(jī)的工(gōng)作效(xiào)率下(xià)降
，使(shǐ)用壽命縮(suō)短(duǎn)（受(shòu)影(yǐng)響(xiǎng)設備有(yǒu)供(gōng)暖(nuǎn)
，供水
，中(zhōng)央空調
，電梯等(děng)）。此外
，3次(cì)諧波(bō)在導綫上(shàng)流動時
，導綫(xiàn)長期過(guò)熱(rè)
，造成(chéng)絕(jué)緣(yuán)老(lǎo)化後引(yǐn)起(qǐ)著(zhuó)火。

3醫(yī)療行業(yè)諧波(bō)治理(lǐ)需求(qiú)分析

醫(yī)療(liáo)器械設(shè)備的發展
，是醫(yī)院(yuàn)的一個重要標(biāo)誌(zhì)
，也(yě)是醫(yī)院(yuàn)先進(jìn)技(jì)術(shù)的一個重要標誌。現代醫院不斷引進先進(jìn)的(dí)電子醫(yī)療體(tǐ)係
，不斷(duàn)的改(gǎi)善(shàn)醫(yī)療質(zhì)量(liáng)。諧(xié)波幹擾(rǎo)是當前醫院建設中亟(jí)待(dài)解決的問題。醫(yī)院的(dí)建(jiàn)設(shè)
，管(guǎn)理
，電(diàn)氣工程項目的設(shè)計(jì)
，在今後的(dí)發展(zhǎn)中都要加(jiā)以重視。

由於(yú)電力電子(zǐ)設(shè)備自身的(dí)功率和效(xiào)率的提高
，使(shǐ)得電網(wǎng)中的諧波幹擾和(hé)反串現象越來越(yuè)突(tū)出(chū)。諧波不(bù)但(dàn)會(huì)使(shǐ)電網的供(gōng)電(diàn)質(zhì)量下降(jiàng)
，而(ér)且會(huì)對(duì)醫療(liáo)器械設(shè)備
，用電裝置(zhì)設備造(zào)成(chéng)故(gù)障(zhàng)
，造成誤(wù)動(dòng)作
，擊(jī)穿電容(róng)器(qì)
，對(duì)小(xiǎo)型設備(bèi)儀器的電(diàn)源(yuán)模塊造成幹(gān)擾。因此(cǐ)
，電網(wǎng)的(dí)諧波問題是(shì)一個不可忽略的問題(tí)。

4醫院(yuàn)配電(diàn)係(xì)統諧波源分(fēn)析

4.1醫院配電(diàn)係統負荷主(zhǔ)要(yào)特(tè)征

醫(yī)院作為一(yī)種(zhǒng)特(tè)殊(shū)的服務場(cháng)所
，其醫療器械設備的(dí)種(zhǒng)類
，數量(liáng)
，人員的(dí)流動(dòng)性
，供電可靠性
，節能經濟(jì)性等(děng)都(dū)有很大(dà)的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)。如(rú)果出現停電
，供(gōng)電不(bù)足等(děng)問(wèn)題
，對患者的經濟
，社(shè)會造成 大(dà)的影響(xiǎng)甚(shèn)至會造成(chéng)手(shǒu)術(shù)等(děng)無(wú)法(fǎ)正(zhèng)常(cháng)進(jìn)行(háng)
，造成(chéng)嚴重的後果。在醫院配電(diàn)係統中(zhōng)
，一般采(cǎi)用(yòng)10/0.4千(qiān)伏(fú)主變壓器(qì)（兩(liǎng)路(lù)電源）
，其(qí)主要的非綫(xiàn)性(xìng)負荷有：醫療(liáo)器(qì)械(xiè)設備
，節(jié)能照(zhào)明設備
，變頻調(tiáo)速設備
，計算機
， UPS應(yīng)急電源係統(tǒng)等
，這(zhè)些電力(lì)負荷大多(duō)為單相(xiāng)非(fēi)綫性負(fù)荷(hé)
，所產(chǎn)生(shēng)的諧波成(chéng)分會被注(zhù)入(rù)到(dào)配電係統
，從(cóng)而汙染電力網(wǎng)絡(luò)。

4.2醫(yī)院配(pèi)電係(xì)統中的(dí)主要(yào)諧波(bō)源(yuán)

通過對(duì)醫(yī)院(yuàn)配(pèi)電係統的大量測試和分(fēn)析
，得出結(jié)論：通(tōng)風設備
，照明設備
，醫療(liáo)設備(bèi)
，是(shì)醫院配電(diàn)係(xì)統(tǒng)中的諧波源(yuán)。如醫院照(zhào)明係(xì)統中(zhōng)
，使用(yòng)大量(liáng)的節能型(xíng)熒光燈
，這(zhè)些(xiē)熒(yíng)光燈(dēng)在運(yùn)行時
，會(huì)產生大量的(dí)諧波(bō)
，對配電網(wǎng)造成一(yī)定(dìng)的汙(wū)染。采用(yòng)三相(xiāng)四綫供電的(dí)多盞(zhǎn)節(jié)能燈(dēng)
，在三(sān)相四綫負(fù)荷(hé)運(yùn)行(háng)的情(qíng)況下
，三相(xiāng)三次(cì)諧波(bō)對醫院配電係統造成嚴重的(dí)汙染。醫院的醫療(liáo)設(shè)備中有(yǒu)大量的電力(lì)電(diàn)子元(yuán)器件
，這些醫療設備在工作(zuò)時(shí)會產生(shēng)較(jiào)大(dà)的諧(xié)波(bō)
，造成電(diàn)網汙染。比(bǐ)較常(cháng)見(jiàn)的(dí)設備(bèi)有MRI（核(hé)磁共振）
，CT機
，X綫機等。其中
，MRI工作時會(huì)生成(chéng)射頻脈衝和(hé)交變磁(cí)場來(lái)產(chǎn)生(shēng)核(hé)磁(cí)共振
，而射頻(pín)脈(mài)衝(chōng)和交(jiāo)變磁(cí)場都(dū)會(huì)帶(dài)來諧波汙(wū)染(rǎn)；X光機(jī)中高壓(yā)整(zhěng)流器(qì)的(dí)整(zhěng)流(liú)橋工(gōng)作(zuò)時將(jiāng)產生較(jiào)大(dà)諧波
，而且X光機為(wéi)瞬時性(xìng)負(fù)荷
，工作(zuò)時電(diàn)壓可達百千(qiān)伏
，變(biàn)壓(yā)器的負(fù)載將增加60~70kw的(dí)瞬時(shí)負荷
，也會增(zēng)加(jiā)電網(wǎng)諧波(bō)。

5醫(yī)院(yuàn)配電係統諧(xié)波(bō)綜(zōng)合治理(lǐ)方(fāng)案(àn)

醫院配電(diàn)網的諧波治理的總體(tǐ)目標(biāo)是(shì)：電(diàn)網(wǎng)的(dí)總諧波 THDI (3%
，電源功率因(yīn)數(shù)cosφ)0.95。

5.1采(cǎi)用串(chuàn)聯電(diàn)抗(kàng)器(qì)

該裝(zhuāng)置(zhì)以串聯電(diàn)抗器為(wéi)核心(xīn)
，對諧(xié)振進(jìn)行控(kòng)製(zhì)
，並(bìng)對(duì)電容(róng)進(jìn)行保護
，以達(dá)到安全(quán)補償(cháng)。但是(shì)
，這(zhè)種諧(xié)波治理方法
，在諧波(bō)處理方麵(miàn)
，卻(què)是束手無(wú)策
，而且諧(xié)波治(zhì)理的效果也不(bù)是(shì)很好(hǎo)
，所(suǒ)以(yǐ)
，在(zài)醫(yī)院配(pèi)電(diàn)係統(tǒng)的諧波(bō)治(zhì)理(lǐ)中
，很難取(qǔ)得較(jiào)好(hǎo)的效果。

5.2采(cǎi)用無源調諧(xié)式濾(lǜ)波器進行濾(lǜ)波(bō)補償

在實(shí)際應用中
，一般采(cǎi)用無(wú)源(yuán)調諧(xié)式濾波器
，其(qí)阻抗率(shuài)可分為(wéi)5.67%
，7%和(hé)14%三大類。其(qí)中(zhōng)
，具(jù)有5.67%電抗(kàng)係(xì)數(shù)的調諧電容(róng)器(qì)
，具有210Hz的(dí)單調諧振頻率(shuài)
，它的主要(yào)作用(yòng)是能吸(xī)收50%以上電力裝(zhuāng)置的5次(cì)諧波(bō)；具(jù)有7%電(diàn)抗係數(shù)的調諧電容器
，具有189 Hz的單(dān)調(tiáo)諧(xié)振頻(pín)率
，其(qí)主(zhǔ)要(yào)作用(yòng)是吸收電力裝置20%以上(shàng)的5次諧波和少量(liáng)7次諧(xié)波；而(ér)具(jù)有14%電抗(kàng)係數的(dí)調諧電容(róng)
，其單(dān)調(tiáo)諧(xié)振頻(pín)率(shuài)為133 Hz
，其主(zhǔ)要(yào)作(zuò)用(yòng)是(shì)對(duì)3次(cì)諧(xié)波(bō)的控(kòng)製。該(gāi)方法(fǎ)利用無源調諧式濾波(bō)器(qì)對(duì)電(diàn)網的電(diàn)容無功進(jìn)行補償
，取得了很好的(dí)濾波效(xiào)果。這種方(fāng)法更(gēng)經(jīng)濟(jì)
，更(gēng)具性(xìng)價比
，但僅適用於(yú)低諧波(bō)的(dí)情況(kuàng)。

5.3采用(yòng)有(yǒu)源濾波(bō)器

有(yǒu)源濾(lǜ)波器(qì)用於電網的諧波(bō)濾(lǜ)波(bō)及(jí)無功補償
，能(néng)滿足(zú)電網的諧波治理和(hé)無(wú)功補償需(xū)求
，但是
，無功(gōng)補(bǔ)償(cháng)的(dí)無(wú)功功率消耗了有(yǒu)源濾波器的容(róng)量
，而且其(qí)費(fèi)用(yòng)也比(bǐ)電(diàn)容(róng)高(gāo)
，因(yīn)而(ér)很少(shǎo)用(yòng)於(yú)實(shí)際(jì)工(gōng)程中。

5.4混(hùn)合(hé)濾波補償方案

在醫院配電(diàn)係(xì)統中
，將有源濾(lǜ)波(bō)器(qì)+無源(yuán)調(tiáo)諧(xié)式濾波(bō)器(qì)
，無功補償的方法結(jié)合起(qǐ)來
，既(jì)能保證無功(gōng)的(dí)安全(quán)
，又能完*消除電網的諧波(bō)成(chéng)分(fēn)
，節(jié)約(yuē)能(néng)源
，經濟(jì)效(xiào)益(yì)顯著(zhù)。

5.5采用無功補償(cháng)方案(àn)

通過對靜態無(wú)功補償（SvC)
，靜態(tài)無(wú)功(gōng)產(chǎn)生（SvG）進行補償(cháng)
，並(bìng)與在綫(xiàn)無功補(bǔ)償係(xì)統相結合
，能(néng)夠根(gēn)據醫院配電(diàn)係統(tǒng)的具體(tǐ)狀(zhuàng)況
，動(dòng)態的(dí)進行補償
，從而吸(xī)收(shōu)高次諧波
，降低電壓(yā)閃(shǎn)點(diǎn)
，從而有效(xiào)地(dì)改善電(diàn)網的(dí)供電(diàn)可靠(kào)性(xìng)和供電(diàn)品質。

5.6諧波治(zhì)理設(shè)備(bèi)的(dí)選擇(zé)

對於(yú)已(yǐ)投(tóu)入(rù)使用的醫院
，可(kě)以根(gēn)據實際(jì)情況來確定過濾(lǜ)裝置(zhì)的容量。對(duì)正在建設的醫(yī)院(yuàn)大樓(lóu)
，根據(jù)以(yǐ)下(xià)方法(fǎ)計算出(chū)諧波(bō)電流
，選(xuǎn)擇合適(shì)的濾(lǜ)波(bō)裝置。

a.現(xiàn)場補(bǔ)償：根據(jù)用電(diàn)設備(bèi)的(dí)工(gōng)作電流(liú)乘(chéng)以(yǐ)諧波(bō)失真率(shuài)
，可以得到有(yǒu)效(xiào)的(dí)諧波(bō)電流
，並選(xuǎn)用(yòng)三綫濾(lǜ)波(bō)電(diàn)路。

b.在(zài)不使用(yòng)現場(cháng)補償(cháng)的情(qíng)況下(xià)
，僅使用(yòng)集中的方式(shì)
，將(jiāng)醫療器械設備與其(qí)它電(diàn)器設備(bèi)相結(jié)合
，可使(shǐ)失(shī)真率增加至20%。

由(yóu)於(yú)有(yǒu)源(yuán)濾波器的(dí)輸出電壓隨係(xì)統的諧(xié)波而發生(shēng)動(dòng)態(tài)變(biàn)化
，不存在(zài)過(guò)補(bǔ)償問(wèn)題；此外
，該(gāi)濾(lǜ)波器(qì)還具有過載保(bǎo)護的特(tè)性
，而無(wú)需(xū)考慮(lǜ)過負(fù)載問題。

6安科(kē)瑞醫(yī)院(yuàn)EMS能效管理係(xì)統

6.1平(píng)台拓(tuò)撲(pū)圖

6.2醫院電(diàn)力(lì)監(jiān)控(kòng)解(jiě)決方(fāng)案

電(diàn)力監(jiān)控係(xì)統實(shí)現對變壓(yā)器
，柴(chái)油發(fā)電機(jī)
，斷路器以(yǐ)及其(qí)它重要(yào)設備(bèi)進(jìn)行監視
，測(cè)量(liáng)
，記錄
，報警(jǐng)等(děng)功能(néng)
，並與(yǔ)保護設備和(hé)遠(yuǎn)方(fāng)控製及其他(tā)設(shè)備(bèi)通信
，實時掌(zhǎng)握供電係統運行(háng)狀(zhuàng)況和可能存在(zài)的隱(yǐn)患
，快速排(pái)除故(gù)障
，提高(gāo)醫院(yuàn)供電(diàn)可(kě)靠(kào)性。

電力監控係統主要(yào)針(zhēn)對開閉所(suǒ)和10/0.4kV變(biàn)電(diàn)所
，對(duì)高壓(yā)回路配(pèi)置(zhì)微機保護裝(zhuāng)置及(jí)多(duō)功(gōng)能(néng)儀表(biǎo)進行(háng)保(bǎo)護(hù)和監(jiān)控
，對0.4kV出綫配置(zhì)多功(gōng)能計量(liáng)儀(yí)表(biǎo)
，用於測控出(chū)綫回路電氣(qì)參數和用(yòng)能情況。同時對醫(yī)院(yuàn)重要設(shè)備(bèi)如柴油(yóu)發(fā)電機(jī)
，無功補償(cháng)裝置
，有源濾(lǜ)波(bō)裝置(zhì)
，UPS
，隔(gé)離電源(yuán)係統狀(zhuàng)態進行(háng)監測(cè)。

電力監(jiān)控係統(tǒng)硬件配置

7結束語

在(zài)醫院(yuàn)配電係(xì)統的規劃(huá)設計(jì)
，施(shī)工(gōng)
，運行維護中
， 加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)的諧(xié)波處(chǔ)理
，並采取適當的諧波(bō)處(chǔ)理措施(shī)
，以(yǐ)達到(dào)減少電(diàn)網損耗(hào)的目(mù)的
，保(bǎo)證醫(yī)院配電係統(tǒng)的安全(quán)可靠
，經(jīng)濟(jì)
， 的(dí)運(yùn)行和(hé)發(fā)展(zhǎn)。

參(cān)考(kǎo)文獻：

[1]醫(yī)院配(pèi)電(diàn)係統諧(xié)波治(zhì)理技(jì)術方(fāng)案(àn) 劉華金(jīn)

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