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中國·眾電（上海）電氣有限公司
Zedevo (Shanghai) Electric Co.,Ltd.
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綜合醫(yī)院
現(xiàn)代化醫(yī)療機(jī)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(jìn)醫(yī)療設(shè)備如核磁共振、CT 機(jī)、 X 光機(jī)、血透機(jī)等，同時(shí)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(yùn)行過程中會(huì)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(shí)這些先進(jìn)的醫(yī) 療設(shè)備都具有高檔的計(jì)算機(jī)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(dòng)和電力諧波非常敏感，嚴(yán)重的電力諧波問題會(huì)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。
. 諧波的來源
.
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主要分類 |
設(shè)施設(shè)備名稱 |
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建筑設(shè)施 |
電梯設(shè)備 |
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中央空調(diào)系統(tǒng) |
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消防水泵 |
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照明設(shè)備 |
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醫(yī)療設(shè)施 |
手術(shù)室、層流室系統(tǒng) |
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ICU、分娩室、新生兒監(jiān)護(hù)室、血透中心等 |
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制劑、樣本、血液保存與冷凍設(shè)備 |
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醫(yī)院辦公自動(dòng)化設(shè)施 |
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醫(yī)療診斷設(shè)備 |
主要診斷設(shè)備，如螺旋CT機(jī)、彩色多普勒、核磁共振儀、腹腔鏡、腦電圖機(jī)、色譜儀、各種功能檢測儀器等 |
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主要治療設(shè)備，如呼吸機(jī)、高壓氧艙、各類監(jiān)護(hù)儀、激光治療儀等 |
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. 諧波的特性
.
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諧波源負(fù)載種類 |
諧波電流次數(shù) |
諧波電流畸變率 |
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照明燈具、電腦等 |
3、5、7、9等（2n+1）次 |
（7-40）% |
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電子檢測設(shè)備、手術(shù)室、伽馬刀等 |
3、5、7、9等（2n+1）次 |
（10-15）% |
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CT、磁共振、DSA等 |
3、5、7、9等（2n+1）次 |
（30-40）% |
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加速器、X光機(jī)、胃腸機(jī)等 |
3、5、7、9等（2n+1）次 |
（50-60）% |
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UPS、變頻通風(fēng)設(shè)備、電梯等 |
5、7、9、11等（6n+1）次 |
（25-35）% |
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. 諧波危害分析
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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(yùn)行；引起電網(wǎng)諧振；使繼電保護(hù)誤動(dòng)
作，電氣測量誤差過大；使工控系統(tǒng)崩潰。
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(cuò)誤；直接危害設(shè)備內(nèi)部電子線路安全，導(dǎo)致?lián)舸┗?span>
放電；影響精密醫(yī)療設(shè)備的使用性能和精度。
.
. 電網(wǎng)諧波中國國家標(biāo)準(zhǔn)要求
.
目前采用的電能質(zhì)量（ 諧波）評定標(biāo)準(zhǔn)， 主要為中國國家標(biāo)準(zhǔn)《 電能質(zhì)量： 公用電網(wǎng)諧波 》
（GB/T14549-1993），標(biāo)準(zhǔn)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(jià)、治理的重要依據(jù)。
表1：電網(wǎng)諧波電壓國家標(biāo)準(zhǔn)：引用于（GB/T14549-1993）
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電網(wǎng)標(biāo)稱電壓（KV） |
電網(wǎng)總諧波畸變率（%） |
各次諧波電壓含有率（%） |
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奇次 |
偶次 |
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0.38 |
5.0 |
4.0 |
2.0 |
|
6 |
4.0 |
3.2 |
1.6 |
|
10 |
|||
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35 |
3.0 |
2.4 |
1.2 |
|
66 |
|||
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110 |
2.0 |
1.6 |
0.8 |
表2：注入電網(wǎng)公共連接點(diǎn)的諧波電流允許值：引用于（GB/T14549-1993）
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標(biāo)稱電壓（KV） |
基準(zhǔn)短路容量（MVA） |
諧波次數(shù)及諧波電流允許值（A） |
|||||||||||
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2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
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|
0.38 |
10 |
78 |
62 |
39 |
62 |
26 |
44 |
19 |
21 |
16 |
28 |
13 |
24 |
|
10 |
100 |
26 |
20 |
13 |
20 |
8.5 |
15 |
6.4 |
6.8 |
5.1 |
9.3 |
4.3 |
7.9 |
|
|
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14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
|
0.38 |
10 |
11 |
12 |
9.7 |
18 |
8.6 |
16 |
7.8 |
8.9 |
7.1 |
14 |
6.5 |
12 |
|
10 |
100 |
3.7 |
4.1 |
3.2 |
6 |
2.8 |
5.4 |
2.6 |
2.9 |
2.3 |
4.5 |
2.1 |
4.1 |
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. 應(yīng)用實(shí)例
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某大型三甲醫(yī)院新建的門診住院綜合樓共有4臺(tái)2000kVA 和1臺(tái)1600kVA 的變壓器以及1臺(tái)800kW 的柴 油發(fā)電機(jī)，根據(jù)該醫(yī)院各變壓器非線性負(fù)荷設(shè)備的負(fù)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(shí)使用率來計(jì)算諧波電流的大小，配置了5臺(tái)不同容量規(guī)格的有源濾波器。
下面以1#有源濾波器投入運(yùn)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(fù)載主要為燈光照明、電梯、潛污泵、計(jì)算機(jī)中心等。
有源濾波器投運(yùn)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(yán)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(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)和效果。
有源濾波器在醫(yī)院建筑中應(yīng)用的意義
保護(hù)醫(yī)療用電設(shè)備安全，凈化電源，保護(hù)功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備，防止保護(hù)裝置的誤動(dòng)作，降低電能損耗，擴(kuò)大變壓器和發(fā)電機(jī)供電容量，可將產(chǎn)生的諧波控制在最小范圍內(nèi)，達(dá)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。