　　配電系統(tǒng)中存在的諧波成分,，會導致電力系統(tǒng)的電能品質下降,，從而導致電力供應的可靠性下降。在醫(yī)院里，會對各種高精度高的醫(yī)療器械儀器產生很大的影響,，如發(fā)生攝像系統(tǒng)圖像的干擾,，監(jiān)視器出現(xiàn)的花屏、醫(yī)療器械設備的動作不靈敏,、傳感器元件的故障等,，從而影響到這些精度高醫(yī)療器械設備的正常工作。因此,，本文就諧波對醫(yī)院配電系統(tǒng)的影響和危害進行了分析和討論,。提出了一種具有針對性的控制技術措施，以達到降低配電系統(tǒng)諧波成分的目的,，從而有效地改善電網的供電質量,。

　　1配電系統(tǒng)諧波治理意義

　　1.1控制高次諧波分量

　　采用無功補償、濾波器等諧波補償后,，能夠有效的補償配電系統(tǒng)的諧波,、減小諧波等成分，保證配電系統(tǒng)指標達到國家技術標準和技術規(guī)范的要求,，從而為醫(yī)院的配電系統(tǒng)和電力設備,，醫(yī)療器械設備的安全可靠、節(jié)能,、經濟,、、穩(wěn)定地運行提供了重要的技術裝置保證,。

　　1.2提供電能功率因素

　　采用自動消諧濾波器,，能有效地降低電網的電壓、電流諧波,；此外,，采用消諧濾波器，可減少或消除諧波諧振,，從而使醫(yī)療器械設備得到高質量,、率、經濟的電力資源,，減少因諧波引起的不必要的電力資源損耗,。通過多年的實際工作，我們知道,，經過對自動調頻過濾柜等設備的技術改造,，可以使醫(yī)院配電系統(tǒng)的功率因數(shù)，在很長一段時間內保持在0.97以上,。通過這種方式,，既能為醫(yī)技樓的醫(yī)療診斷設備提供一個較好的使用條件，又能有效的提高醫(yī)療診斷設備的綜合使用效率，達到5%——30%的節(jié)能效果,。

　　1.3改善供電電能品質

　　采用自動消諧式過濾器等電網凈化設備,，對提高醫(yī)院配電系統(tǒng)的電力品質具有重要意義。通過過濾配電系統(tǒng)的諧波,，對電網的功率因數(shù)進行補償,，避免了電力系統(tǒng)中的串并聯(lián)共振現(xiàn)象，保證醫(yī)療衛(wèi)生工作的安全,、穩(wěn)定,、有效的開展。

　　2電力諧波的危害

　　普通電力系統(tǒng)的電壓應為一個特定的頻率,，并具有一定的幅度,。諧波的產生，會對電力系統(tǒng)的供電系統(tǒng)有影響,，并對電力系統(tǒng)的正常工作產生一定的影響,。諧波的危害表現(xiàn)在以下幾個方面。

　　2.1影響繼電保護和自動裝置的工作可靠性

　　在電磁繼電器中,，由于電力諧波的存在,，往往會導致繼電保護裝置設備的誤動作、不能正常工作,，從而影響到系統(tǒng)的正常運行,。

　　2.2對動力設備的影響

　　諧波對電動機產生的影響主要表現(xiàn)為：電動機的工作效率下降、使用壽命縮短（受影響設備有供暖,、供水,、中央空調、電梯等）,。此外,，3次諧波在導線上流動時，導線長期過熱,，造成絕緣老化后引起著火,。

　　3醫(yī)療行業(yè)諧波治理需求分析

　　醫(yī)療器械設備的發(fā)展，是醫(yī)院的一個重要標志,，也是醫(yī)院先進技術的一個重要標志?，F(xiàn)代醫(yī)院不斷引進先進的電子醫(yī)療體系，不斷的改善醫(yī)療質量,。諧波干擾是當前醫(yī)院建設中亟待解決的問題。醫(yī)院的建設,，管理,，電氣工程項目的設計，在今后的發(fā)展中都要加以重視。

　　由于電力電子設備自身的功率和效率的提高,，使得電網中的諧波干擾和反串現(xiàn)象越來越突出,。諧波不但會使電網的供電質量下降，而且會對醫(yī)療器械設備,、用電裝置設備造成故障,，造成誤動作、擊穿電容器,、對小型設備儀器的電源模塊造成干擾,。因此，電網的諧波問題是一個不可忽略的問題,。

　　4醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波源分析

　　4.1醫(yī)院配電系統(tǒng)負荷主要特征

　　醫(yī)院作為一種特殊的服務場所,，其醫(yī)療器械設備的種類、數(shù)量,、人員的流動性,、供電可靠性、節(jié)能經濟性等都有很大的影響,。如果出現(xiàn)停電,、供電不足等問題，對患者的經濟,、社會造成大的影響甚至會造成手術等無法正常進行,，造成嚴重的后果。在醫(yī)院配電系統(tǒng)中,，一般采用10/0.4千伏主變壓器（兩路電源）,，其主要的非線性負荷有：醫(yī)療器械設備、節(jié)能照明設備,、變頻調速設備,、計算機、 UPS應急電源系統(tǒng)等,，這些電力負荷大多為單相非線性負荷,，所產生的諧波成分會被注入到配電系統(tǒng)，從而污染電力網絡,。

　　4.2醫(yī)院配電系統(tǒng)中的主要諧波源

　　通過對醫(yī)院配電系統(tǒng)的大量測試和分析,，得出結論：通風設備、照明設備,、醫(yī)療設備,，是醫(yī)院配電系統(tǒng)中的諧波源。如醫(yī)院照明系統(tǒng)中,，使用大量的節(jié)能型熒光燈,，這些熒光燈在運行時,，會產生大量的諧波，對配電網造成一定的污染,。采用三相四線供電的多盞節(jié)能燈,，在三相四線負荷運行的情況下，三相三次諧波對醫(yī)院配電系統(tǒng)造成嚴重的污染,。醫(yī)院的醫(yī)療設備中有大量的電力電子元器件,，這些醫(yī)療設備在工作時會產生較大的諧波，造成電網污染,。比較常見的設備有MRI（核磁共振）,、CT機、X線機等,。其中,，MRI工作時會生成射頻脈沖和交變磁場來產生核磁共振，而射頻脈沖和交變磁場都會帶來諧波污染,；X光機中高壓整流器的整流橋工作時將產生較大諧波,，而且X光機為瞬時性負荷，工作時電壓可達百千伏,，變壓器的負載將增加60~70kw的瞬時負荷,，也會增加電網諧波。

　　5醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波綜合治理方案

　　醫(yī)院配電網的諧波治理的總體目標是：電網的總諧波 THDI (3%,，電源功率因數(shù)cosφ)0.95,。

　　5.1采用串聯(lián)電抗器

　　該裝置以串聯(lián)電抗器為核心，對諧振進行控制,，并對電容進行保護,，以達到安全補償。但是,，這種諧波治理方法,，在諧波處理方面，卻是束手無策,，而且諧波治理的效果也不是很好,，所以，在醫(yī)院配電系統(tǒng)的諧波治理中,，很難取得較好的效果,。

　　5.2采用無源調諧式濾波器進行濾波補償

　　在實際應用中，一般采用無源調諧式濾波器,，其阻抗率可分為5.67%,、7%和14%三大類。其中,，具有5.67%電抗系數(shù)的調諧電容器,，具有210Hz的單調諧振頻率,，它的主要作用是能吸收50%以上電力裝置的5次諧波；具有7%電抗系數(shù)的調諧電容器,，具有189 Hz的單調諧振頻率，其主要作用是吸收電力裝置20%以上的5次諧波和少量7次諧波,；而具有14%電抗系數(shù)的調諧電容,，其單調諧振頻率為133 Hz，其主要作用是對3次諧波的控制,。該方法利用無源調諧式濾波器對電網的電容無功進行補償,，取得了很好的濾波效果。這種方法更經濟,、更具性價比,，但僅適用于低諧波的情況。

　　5.3采用有源濾波器

　　有源濾波器用于電網的諧波濾波及無功補償,，能滿足電網的諧波治理和無功補償需求,，但是，無功補償?shù)臒o功功率消耗了有源濾波器的容量,，而且其費用也比電容高,，因而很少用于實際工程中。

　　5.4混合濾波補償方案

　　在醫(yī)院配電系統(tǒng)中,，將有源濾波器+無源調諧式濾波器,、無功補償?shù)姆椒ńY合起來，既能保證無功的安全,，又能消除電網的諧波成分,，節(jié)約能源，經濟效益顯著,。

　　5.5采用無功補償方案

　　通過對靜態(tài)無功補償（SvC),、靜態(tài)無功產生（SvG）進行補償，并與在線無功補償系統(tǒng)相結合,，能夠根據(jù)醫(yī)院配電系統(tǒng)的具體狀況,，動態(tài)的進行補償，從而吸收高次諧波,，降低電壓閃點,，從而有效地改善電網的供電可靠性和供電品質。

　　5.6諧波治理設備的選擇

　　對于已投入使用的醫(yī)院,，可以根據(jù)實際情況來確定過濾裝置的容量,。對正在建設的醫(yī)院大樓，根據(jù)以下方法計算出諧波電流,，選擇合適的濾波裝置,。

　　a.現(xiàn)場補償：根據(jù)用電設備的工作電流乘以諧波失真率,，可以得到有效的諧波電流，并選用三線濾波電路,。

　　b.在不使用現(xiàn)場補償?shù)那闆r下,，僅使用集中的方式，將醫(yī)療器械設備與其它電器設備相結合,，可使失真率增加至20%,。

　　由于有源濾波器的輸出電壓隨系統(tǒng)的諧波而發(fā)生動態(tài)變化，不存在過補償問題,；此外,，該濾波器還具有過載保護的特性，而無需考慮過負載問題,。

　　6安科瑞醫(yī)院EMS能效管理系統(tǒng)

　　6.1平臺拓撲圖

淺談醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波分析與治理技術方案

6.2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(shù)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

淺談醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波分析與治理技術方案