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醫(yī)療行業(yè)APF的運用

發(fā)布時間:2016-10-26 13:33:10 | 瀏覽次數(shù)：

大量先進醫(yī)療設備如核磁共振、CT機、X光機、血透機等，及它各種節(jié)能血透機、變頻空調、電梯設備等大量投入使用。給醫(yī)療機構帶來了諧波和三項不平衡問題，很容易引起醫(yī)療事故。

典型負載
通風設備：為了節(jié)約能源，大部分醫(yī)院采用了變頻風機及空調。變頻器是典型的諧波源，其電流畸變率達到了33%以上，會產生大量的5、7、11、13等（6n±1)次諧波；
照明設備：由于醫(yī)院內部使用大量的節(jié)能熒光燈具，因此就會產生大量的諧波電流，熒光燈接成三相四線負載時，中線上就會流過很大的三次諧波電流；
電子醫(yī)療精密設備：大型醫(yī)院內的大型電子醫(yī)療設備一般為開關電源供電，開關電源設備會產生3、5、7、9等（2n±1)次諧波；
計算機及UPS電源：目前醫(yī)院均為計算機網(wǎng)絡管理，計算機的數(shù)量很多，此外服務器等數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)必須配有UPS等備用電源。個人電腦的開關電源及UPS均為諧波源，會產生大量的3、5、7、9等（2n±1)次諧波。
醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波特點如下表所示：

諧波源負載種類	諧波電流次數(shù)	諧波電流畸變率
照明燈具、電腦等	3、5、7、9等（2n±1)次	（7~10） %
電子檢測設備、手術室、伽馬刀等	3、5、7、9等（2n±1)次	（10~15）%
CT、磁共振、DSA等	3、5、7、9等（2n±1)次	（30~40）%
加速器、X光機、胃腸機等	3、5、7、9等（2n±1)次	（50~60）%
UPS、變頻通風設備、電梯等	5、7、11、13等（6n±1)次	（25~35）%

產生危害
1諧波電流的危害：
1）引起電流失真；
2）產生諧波磁場，干擾數(shù)據(jù)通訊，引起電腦網(wǎng)絡管理系統(tǒng)異常或死機；
3）引起電子醫(yī)療設備過熱。
2三相不平衡的危害：
1）增加線路的損耗，由于三相不平衡會導致零線產生電流，增加了線路的損耗；
2）引起電機發(fā)熱，三相不平衡會引起電機發(fā)熱，使用壽命縮短；
3）影響設備的安全運行，三相不平衡的情況下，對于負載輕的一端，電壓分配會升高，如果電壓超過耐壓值，則會燒毀設備。
危害概述：由于高次諧波及三相不平衡電流的存在，操作人員在工作中經(jīng)常遇到這些先進的醫(yī)療儀器和設備出現(xiàn)故障，輕則出現(xiàn)數(shù)據(jù)差錯、圖像模糊、信息丟失，工作受到干擾，重則硬件突然損壞，軟件遭到?jīng)_擊，儀器設備無法繼續(xù)正常工作。特別是檢測人體生物電信號的儀器設備，如心電圖機、腦電圖機、心電監(jiān)護儀、超聲診斷儀等直接接觸人體的儀器設備，由于信號非常的微弱，如果受到干擾，就會在檢測結果如波形、圖形、圖像上疊加一種類似于某些病變的畸變（諧波）造成誤診，同時還會引起微電擊。

治理方案
1利用APF治理諧波及三相不平衡
醫(yī)院行業(yè)所用到的一些電子精密儀器，對電能質量要求非常高，因為儀器運行不穩(wěn)定，嚴重會危及到病人的生命，針對醫(yī)院行業(yè)電網(wǎng)諧波現(xiàn)狀,治理諧波及三相不平衡的最佳解決方案是采用有源濾波技術,一般而言,有源濾波器(受控電流源)與一個產生諧波的負荷并聯(lián)連接,該受控電流源產生與負荷的諧波電流大小相同相位相反的補償電流,以此來消除負荷產生的諧波對配電網(wǎng)的影響，治理三相不平衡的原理與治理諧波類似。
APF選型：
有源濾波器的設計容量=運行電流*電流畸變率

注：為了補償效果更佳，一般留有裕量，因此一般在計算容量乘以1.2作為最后的配置容量。

項目配置方案

設備名稱	安裝位置	治理方式	解決問題
有源濾波器	負載進線斷路器下端	就地治理，部分治理	濾除諧波電流，提高供電系統(tǒng)可靠性。

小結：本裝置投入使用后不僅可以保證醫(yī)院行業(yè)的諧波電流下降幅度非常明顯而且可以使三相電流達到平衡，在容量足夠的情況下，現(xiàn)場的電流畸變率將會由18%下降至5%左右。

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