醫(yī)院建筑中有源濾波器的應(yīng)用

1 引言

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。

2 醫(yī)院建筑供電系統(tǒng)諧波源、諧波特性及諧波危害分析

2.1 諧波的來源

2.2 諧波的特性

2.3 諧波危害分析

2.3.1 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。

2.3.2 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┗蚍烹姡挥绊懢茚t(yī)療設(shè)備的使用性能和精度。

3 電網(wǎng)諧波國家標(biāo)準要求

目前采用的電能質(zhì)量（諧波）評定標(biāo)準，主要為中國國家標(biāo)準《電能質(zhì)量：公用電網(wǎng)諧波》（GB/T14549-1993），標(biāo)準中對電網(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：引用于（GB/T14549-1993）

4 ANAPF低壓有源濾波器在醫(yī)院建筑中的應(yīng)用案例

4.1 有源濾波器應(yīng)用簡介

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荷設(shè)備的負載率大小和相應(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ANAPF有源濾波器。

下面以1#ANAPF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#變壓器負載主要為燈光照明、電梯、潛污泵、計算機中心等。

4.1.1 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。

4.1.2 有源濾波器投運前后測試記錄數(shù)據(jù)

諧波治理前波形 諧波治理后波形

諧波治理前測量數(shù)據(jù) 諧波治理后測量數(shù)據(jù)

4.2 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。

4.3 有源濾波器主要技術(shù)指標(biāo)

4.4 有源濾波器報價及元件清單

5 結(jié)論

本文分析了醫(yī)院建筑的諧波源、諧波特性和危害，并通過某大型醫(yī)院低壓配電系統(tǒng)中有源濾波器的應(yīng)用案例，對比分析了有源濾波器投入前后的情況，說明了有源濾波器的諧波治理技術(shù)是改善供電電能質(zhì)量的有效手段之一，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。

【參考文獻】

［1］ GB/T 14549-1993 《電能質(zhì)量：公用電網(wǎng)諧波》

［2］ 上海安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊.2013.01.版

［3］ 《”醫(yī)院行業(yè)”配電系統(tǒng)諧波治理案例》