低压有源滤波器在医院建筑中的应用
1 引言
现代化医疗机构为提高医疗服务水平,不断引入新型、复杂的各种**医疗设备如核磁共振、CT机、X光机、血透机等,同时各种节能照明设备、变频空调、电梯设备等大量投入使用。这些设备均为非线性设备,在运行过程中会产生大量的高次谐波,对配电系统和医疗设备造成一定的干扰。同时这些**的医疗设备都具有的计算机部件和大量的高灵敏微电子器件,对供电电源的电能质量要求很高,对电压波动和电力谐波非常敏感,严重的电力谐波问题会导致医疗设备的损坏甚至导致医疗事故的发生。
2 医院建筑供电系统谐波源、谐波特性及谐波危害分析
2.1 谐波的来源
电梯设备
中央空调系统
消防水泵
照明设备
手术室、层流室系统
ICU、分娩室、新生儿监护室、血透中心等
制剂、样本、血液保存与冷冻设施
自动化设施
医疗诊断设备主要诊断设备,如螺旋CT机、彩色多普勒、核磁共振仪、腹腔镜、脑电图机、色谱仪、各种功能检测仪器等
主要**设备,如呼吸机、高压氧仓、各类监护仪、激光治疗仪等
2.3 谐波危害分析
2.3.1 谐波对配电系统的危害
使电力元件附加损耗加大,易引发火灾;影响电气设备的正常运行;引起电网谐振;使继电保护误动作,电气测量误差过大;使工控系统崩溃。
2.3.2 谐波对医疗设备的危害
导致依赖微处理器技术的设备的同步失调和数据错误;直接危害设备内部电子线路安全,导致击穿或放电;影响精密医疗设备的使用性能和精度。
3 电网谐波国家标准要求
目前采用的电能质量(谐波)评定标准,主要为中国国家标准《电能质量:公用电网谐波》(GB/T14549-1993),标准中对电网中电流电压的畸变率有明确规定,也是作为谐波评价、治理的重要依据。
4 ANAPF低压有源滤波器在医院建筑中的应用案例
4.1 有源滤波器应用简介
某大型**医院新建的门诊住院综合楼共有4台2000kVA和1台1600kVA的变压器以及1台800kW的柴油发电机,根据该医院各变压器非线性负荷设备的负载率大小和相应的谐波畸变率以及各非线性设备的同时使用率来计算谐波电流的大小,配置了5台不同容量规格的ANAPF有源滤波器。
下面以1#ANAPF有源滤波器投入运行前、后配电系统电能质量测试情况的对比分析为例来具体描述,其中1#变压器负载主要为灯光照明、电梯、潜污泵、计算机中心等。
4.1.1 有源滤波器投运前后的数据
(1)有源滤波器投入前电流波形畸变比较严重,三相电流谐波含量分别为19.7%、27.8%、26.6%,三相电流分别为45A、40A、64A,中性线电流为37A。
(2)有源滤波器投入后电流波形畸变情况明显改善,三相电流谐波含量明显降低,分别为2.9%,2.8%,3.4%,三相电流分别为47A、48A、47A,中性线电流为5A。
(3)电流波形明显改善,使用滤波器后电流波形近似呈正弦波形态,谐波治理的工作达到了预期的目标和效果。
4.2 有源滤波器在医院建筑中应用的意义
保护医疗用电设备安全,净化电源,保护功率因数补偿设备,防止保护装置的误动作,降低电能损耗,扩大变压器和发电机供电容量。
5 结论
本文分析了医院建筑的谐波源、谐波特性和危害,并通过某大型医院低压配电系统中有源滤波器的应用案例,对比分析了有源滤波器投入前后的情况,说明了有源滤波器的谐波治理技术是改善供电电能质量的有效手段之一,可将产生的谐波控制在小范围内,达到科学合理用电,抑制电网污染,提高电能质量,保证医疗设备安全的作用。
「参考文献】
1、GB/T 14549-1993 《电能质量:公用电网谐波》
2、安科瑞电气股份有限公司产品手册.2013.01.版
地方规定摘录
2008年5月1日起正式颁发实施的《江苏省电力保护条例》*二十八条规定,对有下列情形之一,严重影响电力安全的用户,供电企业可以中断供电:“(一)用户的非线性阻抗特性的用电设备接入电网运行所注入电网的谐波电流或者引起公共连接点电压正弦畸变率**过国家规定标准时,在供电企业通知后,用户不予改正的;
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地方规定摘录
《上海轨道交通无功补偿及谐波支路指导意见》
2007年4月上海申通地铁集团有限公司发布的《上海轨道交通无功补偿及谐波支路指导意见》中明确指出,设计方案中“取消传统的无功补偿设计方案”,“新建线路的设计中应统一采用:串接电抗器的无功补偿装置(失谐无功补偿装置)与有源滤波器并联使用的设计方案”。
江苏安科瑞电器制造有限公司是安科瑞电气股份有限公司(证券代码:300286 SZ.)的全资子公司,是电动机保护器、导轨电能表、有源滤波柜、工矿用电、远程预付费系统、智能无线测温系统、三相智能电能表、微机保护装置厂家等系列产品的生产基地。公司位于江苏省江阴市,目前现代化生产厂房面积达3万平方米,电子组装生产线均采用无铅生产工艺,生产检测设备自动化程度高,公司采用的信息管理系统,是江苏省两化融合试点企业。公司通过在产品、技术、生产工艺上的技术积累和持续创新,围绕国家产业政策和市场导向,成功实现科技转型,由原来普通数显仪表和电量传感器的生产转到智能网络电力仪表、智能马达保护装置、智能光伏汇流装置、电能质量装置、电气火灾装置、消防电源设备、隔离电源柜、有源滤波装置、光伏汇流箱、光伏并网逆变器等产品的产业化,目前已发展成为一家集研发、生产、销售于一体的江苏省。公司还先后与上海电科所、东南大学、中国矿业大学等科研院所、高校组成产学研联合体,围绕智能电网用户端的电力、电能管理和电气安全开展产品研发,其中与上海电科所合作开发的“1/4抽屉柜智能马达管理单元的研发和产业化”项目被列为*科技特派员项目。公司以用户端智能网络电力仪表及系统集成为主导产业,坚持“为客户设计**”的经营理念,走化、市场化、规模化道路,努力实现“立足中国、放眼世界,争做好的智能配电供应商”的战略目标,为客户提供可靠用电、节约用电、安全用电的完整解决方案,在智能电网用户端、新能源、物联网等领域不断探索开发新产品。