安科瑞 劉邁

　　摘要：經濟的發(fā)展和科學技術的進步，非線性設備被廣泛用于大部分建筑中，非線性設備憑借其優(yōu)勢，為人們的生活生產帶來了很多便利。將非線性用電設備接入醫(yī)院配電系統(tǒng)，會產生一定的諧波電流，從而對醫(yī)院的配電系統(tǒng)造成一定的影響。通過分析諧波的產生和危害，以及醫(yī)院配電系統(tǒng)的特點和諧波設備的主要分布，能夠更加深刻地認識和了解醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波設備的治理方案和效果。

　　關鍵詞：醫(yī)院配電系統(tǒng)；諧波設備效果；治理方案

　　0引言

　　現(xiàn)代科學技術的進步帶動了醫(yī)學技術的發(fā)展，越來越多先進的醫(yī)學技術和醫(yī)療設備應運而生，大大提高了醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展水平。在醫(yī)學技術進步的同時，非線性設備在醫(yī)院配電系統(tǒng)中得到了一定的運用，在運用的過程中，容易產生一些諧波電流危害配電系統(tǒng)的正常運行。諧波電流的積累，容易增加配電系統(tǒng)中線路的損耗，加劇線路的老化，從而威脅整個配電系統(tǒng)的安全正常運行，降低了醫(yī)院配電系統(tǒng)的可靠性。因此，對醫(yī)院配電系統(tǒng)的諧波設備進行有效治理，凈化配電系統(tǒng)，保證其安全性。

　　1醫(yī)院配電系統(tǒng)常見問題分析

　　（一）產生諧波

　　諧波是電流中含有的基波頻率整數倍的電量，配電系統(tǒng)中產生諧波的根本原因是非線性負載導致的。在非線性設備的使用過程中，由于非線性負載，會導致電壓、電流正弦波出現(xiàn)畸變。在平衡的三相系統(tǒng)中，偶次諧波被消除，只剩下奇次諧波。

　?。ǘ┲C波危害

　　1.加速絕緣老化，縮短設備使用壽命

　　諧波電壓會增加電容器和變壓器的渦流損耗，增加絕緣材料的電應力。諧波電流會導致變壓器的銅損加劇，從而增加噪音，局部產生過熱的情況，加速絕緣老化，造成設備損壞，縮短變壓器、電動力等設備的使用壽命。

　　2.增加線路損耗，加大設備成本支出

　　諧波借助外界的治理才能夠減少和消除。諧波電壓和電流在配電系統(tǒng)中的積累，會增加線路的損耗，降低變壓器的帶載能力，從而增加設備成本支出和電費支出[1]。

　　3.干擾通訊系統(tǒng)，降低通訊工作質量

　　由于配電系統(tǒng)空間的限制，輸電線路和通訊線路的距離一般不遠，諧波的產生通過傳導耦合和電磁感應，會引入噪音對通訊系統(tǒng)產生干擾，從而降低通訊的質量，嚴重的甚至會導致通訊信息丟失。

　　4.開關動作失誤，造成嚴重電力事故

　　諧波的產生，會改變地電流繼電器的時間延長特點，無法區(qū)分零序電流和三次諧波，導致開關誤動作，出現(xiàn)跳閘的情況。此外，配電系統(tǒng)的保護裝置和自動裝置會產生誤動，造成區(qū)域電網的瓦解，出現(xiàn)大面積停電的情況。

　　2醫(yī)院配電系統(tǒng)的特點和諧波設備的主要分布

　　醫(yī)院配電系統(tǒng)的特點

　　醫(yī)院是救死扶傷的重要場地，需要運用大量的醫(yī)療設備，醫(yī)療用電保持持續(xù)，因此，醫(yī)院的配電系統(tǒng)具備高的可靠性、安全性以及穩(wěn)定性。病人使用的呼吸機、心電圖機以及輸液泵等醫(yī)療設備，一旦出現(xiàn)斷電的情況，會造成無法估量的后果。醫(yī)院的配電系統(tǒng)主要是10/0.4Kv的主變壓器，通風設備、照明設備、電子醫(yī)療設備以及計算機和UPS是主要的負載，而且大部分都是單相的非線性負載。

　?。ǘ┽t(yī)院諧波設備的主要分布

　　1.通風設備

　　大部分醫(yī)院使用的通風設備都以變頻風機和空調為主，能夠有效地節(jié)約資源。然而，變頻器是產生諧波的重要來源之一，變頻器導致電流發(fā)生畸變的概率高達百分之三十三及以上，產生大量的五次、七次諧波，對電網造成破壞。

　　2.照明設備

　　在醫(yī)院的照明系統(tǒng)中，使用了大量的熒光照明設備，熒光燈具回產生較多的諧波電流，在好幾個熒光燈組成三相四線負載的情況下，中線上就會出現(xiàn)大量的三次諧波電流。

　　3.電子醫(yī)療設備

　　醫(yī)院大部分電子醫(yī)療設備都是通過開關電源實現(xiàn)供電，開關電源設備會產生一定的三次、五次、七次諧波，流入電網。

　　4.計算機及UPS

　　目前大部分醫(yī)院都是通過計算機實現(xiàn)運營和管理工作，計算機數量眾多，計算機服務器配有UPS等備用電源，加之個人電腦的開關電源，都是產生諧波的電源。

　　3醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波設備的治理方案及效果

　　（一）醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波設備的治理方案

　　設計濾波器是常用的治理諧波設備的方法，主要包括有緣濾波器、無緣濾波器以及有緣濾波器和無緣濾波器的組合式濾波器。有緣濾波器的治理效果好，價格也高；無緣濾波器的治理效果欠佳，但經濟實惠；組合式濾波器的治理效果和效率都比較好。依據濾波器的安裝位置不同，包括集中式安裝治理和單臺設備就地治理兩種形式。在具體的治理過程中，要結合實際情況設計科學合理的治理方案。針對照明等諧波含量較少的普通醫(yī)療設備，可以采用無源濾波器集中治理的方式，既保證了治理的有效性，又提高了治理效率，降低了治理成本；針對利用變頻裝置的空調、熱水器等，可以利用無緣濾波器和有緣濾波器相結合的組合式濾波器進行集中治理。此外，安裝有源濾波器是治理醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波設備主要的方案。有源濾波器在醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波設備的治理工作中的效果為顯著，有源濾波器能夠實現(xiàn)對諧波的動態(tài)抑制和無功補償。

　?。ǘ┽t(yī)院配電系統(tǒng)諧波設備的治理效果

　　1.提升配電系統(tǒng)品質

　　安裝有源濾波器，能夠對負載電流中的諧波量進行實時檢測，實現(xiàn)對諧波的濾除和功率因素的提高等。對變化的諧波進行自動跟蹤和補償，可控性和響應性高，降低了與配電系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振危險的概率，從而吸收線路中一定程度的諧波，實現(xiàn)對配電系統(tǒng)品質的優(yōu)化和提升。

　　2.保障設備穩(wěn)定運行

　　安裝有緣濾波器，能夠降低諧波的指標和損耗，有效減少諧波對設備造成的破壞，緩解了絕緣老化的程度，延長了設備的使用壽命。同時諧波的減少還降低了對設備通訊的干擾，提高了設備電能的質量，提升了設備運行的效率和電力能源的使用率，增強了配電系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性以及可靠性，保障了設備的穩(wěn)定運行。

　　3.降低配電系統(tǒng)能耗

　　安裝有緣濾波器，能夠讓醫(yī)院配電系統(tǒng)的諧波設備產生的諧波達到或者低于國家規(guī)定的標準，在提高諧波的消除率的同時降低了醫(yī)院配電系統(tǒng)對能源的消耗。此外，醫(yī)院配電系統(tǒng)的諧波流入有源濾波器，不會對變壓器和配電系統(tǒng)的其他用電設備造成威脅，從而在降低醫(yī)院配電系統(tǒng)能源消耗的同時，對配電系統(tǒng)中的用電設備起到了有效的保護作用，進一步確保了醫(yī)療工作的正常開展和運行，提升了醫(yī)療工作的效率和質量。

　　4安科瑞醫(yī)院EMS能效管理系統(tǒng)

　　4.1平臺拓撲圖

4.2醫(yī)院電力監(jiān)控解決方案

　　電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對變壓器、柴油發(fā)電機、斷路器以及其它重要設備進行監(jiān)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(tǒng)運行狀況和可能存在的隱患，快速排除故障，提高醫(yī)院供電可靠性。

　　電力監(jiān)控系統(tǒng)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(jiān)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(yī)院重要設備如柴油發(fā)電機、無功補償裝置、有源濾波裝置、UPS、隔離電源系統(tǒng)狀態(tài)進行監(jiān)測。

　　電力監(jiān)控系統(tǒng)硬件配置

　　4結束語

　　總而言之，醫(yī)院作為與民生息息相關的基礎設施建設，配電系統(tǒng)的正常運行和醫(yī)療設備的正常運作與人民群眾的生命財產安全有著直接的聯(lián)系。諧波的產生對醫(yī)院配電系統(tǒng)會造成一定的危害，必要對諧波設備進行有效地治理。有緣濾波器是治理醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波設備的有效方案，利用有緣濾波器能夠減少諧波的產生，降低諧波的危害，有效地保護醫(yī)院用電設備，從而優(yōu)化醫(yī)院的配電系統(tǒng)，確保醫(yī)院配電系統(tǒng)的正常運行。

　　參考文獻：

　　[1]醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波設備效果及治理方案黎清林

　　[2]程杰.醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波分析及治理研究[J].中國設備工程,2020(01):214-216.

　　[3]安科瑞企業(yè)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(jiān)控解決方案2021.10