安(ān)科瑞 陳聰

摘要：隨著各種電(diàn)氣(qì)設備(bèi)在(zài)醫(yī)院診療(liáo)中(zhōng)的使(shǐ)用(yòng)，諧(xié)波源越來越(yuè)多，通(tōng)過分(fēn)析(xī)諧(xié)波(bō)的(dí)產生(shēng)以及形(xíng)成危害的(dí)原因(yīn)，減(jiǎn)少(shǎo)對(duì)綫路及電源(yuán)處(chǔ)造成的(dí)諧波(bō)汙染(rǎn)，通過(guò)提(tí)出一(yī)種諧(xié)波(bō)治(zhì)理方案，加裝(zhuāng)諧波保護(hù)櫃，實現保(bǎo)障(zhàng)電動機設(shè)備(bèi)用電(diàn)環境等(děng)多方麵(miàn)的(dí)治(zhì)理(lǐ)效益，以(yǐ)期達到諧波(bō)治(zhì)理的(dí)效果(guǒ)。

關(guān)鍵詞：諧(xié)波；諧波(bō)治(zhì)理；ANAPF係列(liè)有(yǒu)源電力濾波器

0
，引言(yán)

隨(suí)著各(gè)種(zhǒng)電(diàn)氣(qì)設備(bèi)在(zài)醫院(yuàn)診療(liáo)中的使用(yòng)越(yuè)來(lái)越(yuè)廣泛(fàn)，諧(xié)波(bō)源越(yuè)來越多，造成(chéng)綫路及電源處的諧波汙(wū)染(rǎn)也(yě)越來越(yuè)大。某醫(yī)院變(biàn)電所有電源進(jìn)綫櫃(guì)3個，現場(cháng)的配(pèi)電(diàn)係(xì)統存(cún)在以下(xià)問(wèn)題(tí)：出(chū)現配電綫(xiàn)路(lù)損(sǔn)耗增大(dà)
，發熱(rè)
，縮短絕緣(yuán)壽命(mìng)；出現電容器(qì)等(děng)設備燒(shāo)毀(huǐ)現(xiàn)象(xiàng)；出現(xiàn)部(bù)分(fēn)醫(yī)療(liáo)設(shè)備(bèi)(如(rú)核磁(cí)共振(zhèn)
，CT)數(shù)據失(shī)真
，損壞，瞬(shùn)時掉(diào)電等(děng)現(xiàn)象(xiàng)。經初步判(pàn)斷(duàn)，係統(tǒng)中電(diàn)力(lì)側諧(xié)波和用(yòng)戶側(cè)諧波(bō)的含量都(dū)比(bǐ)較(jiào)大，需(xū)要(yào)做一個的(dí)諧波(bō)檢(jiǎn)測。

1
，諧波(bō)的(dí)檢(jiǎn)測
，分(fēn)析及建(jiàn)議(yì)治理(lǐ)方(fāng)案

電能(néng)質量(liáng)分(fēn)析儀(yí)如(rú)圖1所示(shì)。

圖(tú)1 電能(néng)質量分析(xī)儀(yí)

諧波檢(jiǎn)測位(wèi)置(zhì)如圖2所(suǒ)示(shì)，橢(tuǒ)圓處(chǔ)表示(shì)為(wéi)測(cè)試示(shì)意位置

圖2 諧(xié)波(bō)檢測位(wèi)置

對各電源(yuán)進(jìn)綫櫃點(diǎn)緩解(jiě)溫(wēn)室效應(yīng)
，優化空(kōng)氣質(zhì)量(liáng),做(zuò)到節能(néng)減(jiǎn)排
，環保出行。

表(biǎo)1 各電(diàn)源(yuán)進綫櫃測量(liáng)數(shù)據

1#變壓(yā)器(qì)電源(yuán)進(jìn)綫櫃監測得到(dào)數(shù)據(jù)如圖(tú)3所示(shì)。

圖3 1#變壓器電(diàn)源進綫櫃(guì)監測(cè)得到(dào)數(shù)據(jù)

對測試(shì)數據(jù)進行分析可(kě)以(yǐ)得出(chū)以下結論:測(cè)量時係統電流為 698 A,三相(xiāng)電流相對(duì)平(píng)衡;負載(zǎi)在(zài)無電(diàn)容(róng)櫃運(yùn)行時(shí)功(gōng)率(shuài)因(yīn)數為 0.88;電流波形畸(jī)變非(fēi)常明顯,出現(xiàn)馬(mǎ)鞍(ān)形,畸(jī)變(biàn)嚴重;總電(diàn)流(liú)畸變率(shuài)在測(cè)試過程中(zhōng)最(zuì)高達 14.1% ;3
，5
，7
，9 次諧波(bō)都(dū)非常高，諧波(bō)相對(duì)基(jī)波比(bǐ)例分別(bié)為 11.0%6.6%,0.4%
，4.8%。

此階段(duàn)諧(xié)波電(diàn)流(liú)大小可(kě)根(gēn)據(jù)公(gōng)式 = lxTHD%，電流(liú)
，畸變(biàn)率以(yǐ)測量(liáng)時(shí)計,諧(xié)波(bō)電(diàn)流(liú)為(wéi)98 A,考慮(lǜ)到諧波治(zhì)理的必要(yào)性及(jí)負(fù)載的變(biàn)化(huà)等因素,根據經(jīng)驗可知,治(zhì)理容量需要相(xiāng)對放(fàng)大餘(yú)量(liáng)進(jìn)行,建議本(běn)段母綫的可選治理(lǐ)容(róng)量為 100 A。同理,4*進綫(xiàn)櫃(guì)諧(xié)波(bō)電(diàn)流為 117 A,建(jiàn)議本(běn)段母綫(xiàn)的(dí)可選治理容(róng)量為(wéi) 125 A;5*變(biàn)壓(yā)器(qì)電源(yuán)進(jìn)綫櫃諧(xié)波電流為 36 A,建(jiàn)議本段母綫的(dí)可選治(zhì)理容(róng)量(liáng)為(wéi) 75 A。

產生(shēng)的問(wèn)題因諧波引起(qǐ)，因(yīn)此提出(chū)了針(zhēn)對電流(liú)諧波治(zhì)理(lǐ)的(dí)建(jiàn)議(yì)方(fāng)案:1變(biàn)壓(yā)器電源(yuán)進(jìn)綫櫃(guì)，安裝 100 A 諧波保(bǎo)護櫃;4"變(biàn)壓器(qì)電(diàn)源進綫櫃，安(ān)裝(zhuāng) 125 A 諧波保護櫃;5變壓(yā)器電源進綫櫃,安裝75 A諧波保(bǎo)護櫃。諧波保護(hù)櫃安裝點如圖4 所示。

圖(tú)4 諧波保護(hù)櫃安(ān)裝(zhuāng)點

2
，諧波(bō)的(dí)分析(xī)及危(wēi)害(hài)成因(yīn)

2．1諧(xié)波(bō)的產生

諧波產生的(dí)原因(yīn)為非綫性負載工作(zuò)時(shí)，由(yóu)於非綫性負載輸入端的(dí)整流(liú)電(diàn)路(lù)阻(zǔ)抗不是一個定值，其阻抗(kàng)隨(suí)著外加電壓的(dí)變化發(fā)生變化，導(dǎo)致整(zhěng)流器從(cóng)電網(wǎng)吸(xī)取的(dí)電流不(bù)是正弦波電流。三(sān)相整(zhěng)流(liú)器也(yě)會產生(shēng)諧波電(diàn)流(liú)，但是這(zhè)時對(duì)應每個(gè)波(bō)峰(fēng)，不是一(yī)個脈(mài)衝(chōng)電(diàn)流，而是(shì)兩個脈衝電流(liú)。無(wú)論(lùn)單(dān)相整流器(qì)還是三(sān)相整(zhěng)流器，其(qí)電(diàn)流波形(xíng)都(dū)發(fā)生畸(jī)變，不再是正弦波電(diàn)流(liú)，因(yīn)此(cǐ)包含諧波成分。

2．2諧波(bō)的(dí)國(guó)家標準

(1)根據GB50052-2009《供(gōng)配電(diàn)係(xì)統設(shè)計規範(fàn)》第(dì)5條“電(diàn)壓(yā)選擇(zé)和電能質量”中(zhōng)對電(diàn)能(néng)質量和諧(xié)波保護提(tí)出要求(qiú)。第(dì)5.0.12中規定:配電(diàn)係統(tǒng)中的諧波(bō)電壓和(hé)在公共連接(jiē)點注入的諧(xié)波電(diàn)流(liú)允許限(xiàn)值必(bì)須(xū)符(fú)合現行(háng)國家(jiā)標準 GB/T 14549一1993 能(néng)質(zhì)量公(gōng)用(yòng)電網諧(xié)波》的(dí)規定4(2) CB/T 14549-1993 《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》,對交流額定頻(pín)率為 50 Hz,標(biāo)稱電(diàn)壓 110 kV及(jí)以(yǐ)下(xià)的公(gōng)用(yòng)電網諧波(bō)的(dí)允許值(zhí)已(yǐ)給出明確限(xiàn)製(zhì)要求。標(biāo)準要求(qiú)采用(yòng)電(diàn)能質量(liáng)治理(lǐ)，如諧波(bō)保護(hù)器
，有源濾波器等。

(3)GB 51348-2019《民(mín)用電(diàn)氣(qì)設(shè)計標準(zhǔn)》也(yě)對(duì)精(jīng)密生產企(qǐ)業(yè)的諧波(bō)要求提出(chū)明確的要求(qiú)。

在(zài)380V低壓配電(diàn)係統(tǒng)中，很多情況下(xià)變壓器(qì)的(dí)容(róng)量(liáng)小(xiǎo)於10MVA。因(yīn)此(cǐ)，根據國(guó)家規(guī)定的(dí)諧波(bō)換算(suàn)公(gōng)式(shì)中(zhōng)有在變壓器的容量(liáng)不同於(yú)表中的(dí)基(jī)準短(duǎn)路容量時，可(kě)按下(xià)式修正表中的(dí)諧波電流允許(xǔ)：

式(shì)中(zhōng):SK1———變(biàn)壓器容量；

SK2———基(jī)準短路容量(liáng)；

Ihp———第(dì)h次諧(xié)波(bō)電流(liú)允許值；

Ih———變(biàn)壓器容(róng)量為SK1時第(dì)h次(cì)諧波(bō)電流(liú)允許(xǔ)值(zhí)。

1. 諧波(bō)治理效(xiào)益(yì)分析(xī)

在加(jiā)裝諧(xié)波保護櫃後(hòu)將會帶來以下(xià)效益(yì)：

(1)保障電動(dòng)機(jī)等設備用電(diàn)環境，降低由於諧波(bō)電流(liú)和電壓對(duì)變頻器(qì)驅動的(dí)電動(dòng)機所造(zào)成的主(zhǔ)要效應為在諧波頻(pín)率(shuài)下鐵(tiě)損和銅損的增加所引起之(zhī)額(é)外(wài)溫(wēn)升;提高(gāo)電(diàn)動(dòng)機(jī)效(xiào)率，減(jiǎn)少(shǎo)轉(zhuǎn)知影響(xiǎng)。

(2)直接降低(dī)係統中電(diàn)流畸變率(shuài)，減(jiǎn)少(shǎo)電網(wǎng)中(zhōng)的(dí)諧(xié)波(bō)含(hán)量，保證諧(xié)波(bō)含量符合(hé)國家標準。

(3)降低諧(xié)波在(zài)企業電(diàn)網中(zhōng)設(shè)備產(chǎn)生附(fù)加(jiā)諧波損耗，降低電網綫損(sǔn)。在(zài)三相四綫製係統中(zhōng),零(líng)綫(xiàn)會由於流過(guò)大量的3次及(jí)其(qí)倍(bèi)數次諧波電流(liú),造成(chéng)零綫過熱(rè)，嚴(yán)重時造(zào)成(chéng)電(diàn)纜(lǎn)火災(zāi)，經(jīng)過(guò)諧波治(zhì)理後(hòu)消(xiāo)除(chú)此(cǐ)隱(yǐn)患(huàn)。峰(fēng)低諧波(bō)產(chǎn)生(shēng)額外的集膚效應(yīng),消除(chú)諧波引(yǐn)起的用(yòng)電設備發熱
，使(shǐ)絕緣(yuán)老化
，降低設(shè)備(bèi)的(dí)使用壽命
，甚(shèn)至關(guān)鍵(jiàn)部(bù)件的頻緊損(sǔn)壞的(dí)問(wèn)題(tí)。

(4)消(xiāo)除諧波使(shǐ)電(diàn)網(wǎng)與(yǔ)補(bǔ)償電容(róng)器(qì)之間發生諧(xié)振(zhèn),避免諧(xié)波電流放大幾(jī)倍甚(shèn)至數(shù)十(shí)倍
，造成過電流(liú)
，引(yǐn)起電容器和與之相連設備損(sǔn)壞(huài)的(dí)問(wèn)題(tí)。

(5)消除(chú)諧波對附(fù)近係(xì)統(tǒng)的(dí)信(xìn)號傳輸(shū)產生(shēng)幹擾(rǎo)。諧波(bō)對(duì)附(fù)近(jìn)係統(tǒng)的信(xìn)號傳(chuán)輸產(chǎn)生(shēng)幹擾,輕者(zhě)引入(rù)噪(zào)聲,重(zhòng)者導致(zhì)信號丟(diū)失(shī),使(shǐ)係(xì)統(tǒng)無法正(zhèng)常(cháng)工作。計算機
，數(shù)據傳(chuán)送和自(zì)動控(kòng)製係(xì)統數(shù)據(jù)丟(diū)失(shī)經常(cháng)會造(zào)成自動化產(chǎn)品綫上廢品(pǐn)率(shuài)的(dí)增加。

(6)消除電力(lì)係統(tǒng)繼電保護(hù)誤(wù)起(qǐ)動,誤(wù)動作跳(tiào)聞,拒動和(hé)損壞，及(jí)經(jīng)常(cháng)出現電(diàn)機(jī)保護儀損(sǔn)壞(huài)和誤(wù)動(dòng)作的問題。

(7)降(jiàng)低電網諧波汙(wū)染而導(dǎo)致的輸(shū)電綫路(lù)
，變壓器和(hé)電(diàn)機損(sǔn)耗增(zēng)加(jiā)，從而(ér)節約能源(yuán)。

(8)消除諧波(bō)引起(qǐ)的(dí)變(biàn)壓器
，旋轉電機(jī)等鐵芯(xīn)磁(cí)感應(yīng)環流(liú)的增加，減小電氣設備(bèi)發(fā)熱(rè)的(dí)損(sǔn)耗,降(jiàng)低功(gōng)耗及絕(jué)緣(yuán)老化(huà),延(yán)長設備(bèi)壽命,防止燒(shāo)毀旋(xuán)轉電機。

(9)消除因諧波影(yǐng)響(xiǎng)而使電能(néng)表等計(jì)量(liáng)裝置(zhì)誤(wù)差增(zēng)大，不(bù)能(néng)正(zhèng)確(què)計(jì)量電能(néng)的現象。

電(diàn)動(dòng)汽(qì)車(chē)充換電(diàn)站中(zhōng)的充(chōng)電樁
，充(chōng)能(néng)機(jī)是(shì)一(yī)種(zhǒng)非綫性設(shè)備，成片(piàn)設(shè)置後(hòu)會產(chǎn)生大量(liáng)諧(xié)波，如不(bù)加以(yǐ)處(chǔ)理,將(jiāng)對(duì)用電計量(liáng)表(biǎo)
，變壓(yā)器
，配電電(diàn)纜
，無(wú)功(gōng)電(diàn)容(róng)補償(cháng)器(qì)等電力設備造成(chéng)不良(liáng)影響(xiǎng),對電網(wǎng)中的電能質量造(zào)成嚴重的負(fù)麵(miàn)效應。

4
，安(ān)科瑞諧波(bō)治理(lǐ)產品選(xuǎn)型(xíng)

4.1功(gōng)能(néng)介(jiè)紹(shào)

ANAPF係列有(yǒu)源(yuán)電力(lì)濾波(bō)器並聯在(zài)含諧(xié)波(bō)負(fù)載的低壓配電(diàn)係統(tǒng)中(zhōng)，能夠(gòu)對動態(tài)變(biàn)化的諧波(bō)電(diàn)流進行快速(sù)實(shí)時(shí)的跟(gēn)蹤和(hé)補(bǔ)償(cháng)。

ANAPF係(xì)列(liè)有源(yuán)電力濾波器(qì)通(tōng)過CT采(cǎi)集(jí)係(xì)統諧(xié)波(bō)電(diàn)流，經控(kòng)製器快速(sù)計(jì)算(suàn)並(bìng)提取各次諧波電(diàn)流(liú)的(dí)含(hán)量，產(chǎn)生諧(xié)波電流指令，通(tōng)過功率執行器件(jiàn)產(chǎn)生與(yǔ)諧波電流幅值(zhí)相(xiāng)等方向相反(fǎn)的補償電(diàn)流，並注入電(diàn)力係統中(zhōng)，從而抵消(xiāo)非綫性(xìng)負載(zǎi)所產(chǎn)生的(dí)諧(xié)波電流。

4.2產品選型

4.3技術(shù)參(cān)數

5
，總(zǒng)結(jié)

結合實際工程案例(lì),對現代(dài)醫院中出現(xiàn)的諧波及造(zào)成的(dí)危(wēi)害性，提出(chū)一(yī)種(zhǒng)諧波(bō)解決(jué)方(fāng)案。雖需要投(tóu)入一(yī)定的(dí)資金,但從(cóng)數據(jù)安全(quán)
，用電(diàn)安(ān)全(quán)
，綠色(sè)節能(néng)
，設備(bèi)保護等方麵帶(dài)來的經濟效(xiào)益(yì)還是十分(fēn)明(míng)顯的。

【參(cān)考文獻(xiàn)】

1. 陳義清(qīng).醫(yī)院(yuàn)電氣(qì)設備諧波治理分析[J].現代建(jiàn)築電氣，2022

2. 李誌(zhì)東，龍燕(yàn)，等.醫(yī)院供(gōng)配電(diàn)係統(tǒng)諧(xié)波測量和(hé)分(fēn)析[J].後勤工程(chéng)學院學報(bào)，2014

3. 安科(kē)瑞企業(yè)微(wēi)電網(wǎng)設計與應用手(shǒu)冊.2020.6版(bǎn)

4. 安科(kē)瑞(ruì)電能質量(liáng)監(jiān)測與治理選型(xíng)手冊(cè).2019.11版