淺聊醫院配電系統諧波分析與治理技術方案
瀏覽次數：212更新時間：2024-09-25
張繼冬
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要： 隨著醫療技術的不斷發展，醫院中的各種醫療設備和電子儀器日益增多，這些設備在運行過程中會產生大量的諧波，對醫院的配電系統造成嚴重影響。本文通過對醫院配電系統諧波的產生原因進行分析，探討了諧波對醫院配電系統的危害，并提出了相應的治理技術方案，以提高醫院配電系統的穩定性和可靠性。
一、引言
醫院作為一個特殊的場所，對電力供應的穩定性和可靠性要求。隨著醫療技術的不斷進步，越來越多的先進醫療設備和電子儀器被廣泛應用于醫院中，如核磁共振成像（MRI）、計算機斷層掃描（CT）、數字減影血管造影（DSA）、直線加速器等。這些設備在運行過程中會產生大量的諧波，對醫院的配電系統造成嚴重影響。因此，對醫院配電系統諧波進行分析并采取有效的治理技術方案，對于保障醫院的正常運行和醫療設備的安全穩定具有重要意義。
二、醫院配電系統諧波的產生原因
（一）醫療設備的非線性特性
醫院中的許多醫療設備，如核磁共振成像儀、CT 機、直線加速器等，都采用了電力電子技術，具有非線性特性。這些設備在運行過程中會產生大量的諧波電流，注入到醫院的配電系統中。
（二）照明設備的電子鎮流器
醫院中的照明設備通常采用電子鎮流器，這些鎮流器在工作時也會產生一定量的諧波電流。
（三）空調設備的變頻器
醫院中的空調設備為了實現節能運行，通常采用變頻器進行調速控制。變頻器在工作時會產生大量的諧波電流，對醫院的配電系統造成影響。
三、諧波對醫院配電系統的危害
（一）增加設備損耗
諧波電流會在配電系統的線路、變壓器、電動機等設備中產生額外的損耗，降低設備的效率，縮短設備的使用壽命。
（二）影響設備正常運行
諧波會使醫療設備的控制系統產生誤動作，影響設備的正常運行。例如，諧波會使心電圖機、腦電圖機等醫療設備的測量結果出現誤差，甚至會損壞設備。
（三）引發電氣火災
諧波電流會使配電系統的中性線電流增大，導致中性線過熱，甚至引發電氣火災。
（四）降低電能質量
諧波會使配電系統的電壓、電流波形發生畸變，降低電能質量，影響其他用電設備的正常運行。
四、醫院配電系統諧波治理技術方案
（一）無源濾波器
無源濾波器是一種傳統的諧波治理技術，它由電容器、電抗器和電阻器組成，通過對諧波電流進行分流和濾波，達到降低諧波含量的目的。無源濾波器具有成本低、結構簡單、可靠性高等優點，但也存在一些缺點，如濾波效果受系統參數影響較大、容易與系統發生諧振等。
（二）有源濾波器
有源濾波器是一種新型的諧波治理技術，它通過實時檢測配電系統中的諧波電流，并產生與之大小相等、方向相反的補償電流，注入到配電系統中，從而達到消除諧波的目的。有源濾波器具有濾波效果好、響應速度快、不會與系統發生諧振等優點，但也存在成本高、維護困難等缺點。
（三）混合型濾波器
混合型濾波器是將無源濾波器和有源濾波器結合起來，充分發揮兩者的優點，克服各自的缺點。混合型濾波器具有濾波效果好、成本適中、可靠性高等優點，是目前醫院配電系統諧波治理的一種較為理想的技術方案。
五、醫院配電系統諧波治理的實施步驟
（一）諧波檢測
在對醫院配電系統進行諧波治理之前，首先需要對系統中的諧波進行檢測，了解諧波的含量、頻率等參數。諧波檢測可以采用便攜式諧波分析儀、在線式諧波監測儀等設備進行。
（二）方案設計
根據諧波檢測的結果，結合醫院的實際情況，設計出合理的諧波治理技術方案。方案設計應包括濾波器的類型、容量、安裝位置等內容。
（三）設備選型
根據設計方案，選擇合適的諧波治理設備。在設備選型時，應考慮設備的性能、質量、價格等因素，選擇性價比高的設備。
（四）安裝調試
將選定的諧波治理設備安裝在醫院的配電系統中，并進行調試和測試，確保設備能夠正常運行，達到預期的濾波效果。
（五）運行維護
在諧波治理設備投入運行后，應定期對設備進行維護和保養，檢查設備的運行狀態，及時發現和處理設備故障，確保設備的長期穩定運行。
六、安科瑞醫院EMS能效管理系統
（一）平臺拓撲圖
（二）醫院電力監控解決方案
電力監控系統實現對變壓器、柴油發電機、斷路器以及其它重要設備進行監視、測量、記錄、報警等功能，并與保護設備和遠方控制及其他設備通信，實時掌握供電系統運行狀況和可能存在的隱患，快速排除故障，提高醫院供電可靠性。
電力監控系統主要針對開閉所和10/0.4kV變電所，對高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數和用能情況。同時對醫院重要設備如柴油發電機、無功補償裝置、有源濾波裝置、UPS、隔離電源系統狀態進行監測。
電力監控系統硬件配置
七、結束語
醫院配電系統中的諧波問題日益嚴重，對醫院的正常運行和醫療設備的安全穩定造成了嚴重影響。通過對醫院配電系統諧波的產生原因進行分析，探討了諧波對醫院配電系統的危害，并提出了相應的治理技術方案。無源濾波器、有源濾波器和混合型濾波器是目前醫院配電系統諧波治理的主要技術手段，在實際應用中應根據醫院的實際情況選擇合適的技術方案。
參考文獻：
[1]醫院配電系統諧波治理技術方案 劉華金
[2] 程杰. 醫院配電系統諧波分析及治理研究[J]. 中國設備工程,2022(1):214-216.
[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊2020.06版．
[4]安科瑞用戶變電站變配電監控解決方案2021.10
作者簡介：
張繼冬，男，現任職于安科瑞電氣股份有限公司。
聯系QQ：2880263320
聯系郵箱：2881392118@qq.com
傳真：18717707094
聯系地址：上海市嘉定區馬陸鎮育綠路253號安科瑞
