1醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)生諧波對(duì)配電系統(tǒng)危害

正常的供電網(wǎng)絡(luò)所提供的電壓應(yīng)該是單一的固定頻率和規(guī)定的電壓幅值。諧波電流和諧波電壓的出現(xiàn)，對(duì)供電電網(wǎng)是一種污染，它對(duì)用電設(shè)備正常運(yùn)行造成危害。醫(yī)療設(shè)備對(duì)配電系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波的危害主要體現(xiàn)在如下方面：

1.1對(duì)電網(wǎng)的影響

電網(wǎng)中的諧波會(huì)增加系統(tǒng)損耗，使設(shè)備發(fā)熱，影響設(shè)備使用壽命。此外當(dāng)并 聯(lián)的無功補(bǔ)償電容器容抗Xcn與系統(tǒng)感抗Xsn匹配時(shí)即Xcn＝Xsn，將發(fā)生n次并聯(lián)諧振，造成電容器組的過電壓和過電流。當(dāng)基波頻率為f1時(shí)，諧振頻率fr可由下式計(jì)算得出。其中，Sc為電源短路容量；Qc為電容器容量。

為總諧波渦流損耗；為額定基波電流的渦流損耗；為n次諧波電流；為額定基波電流。（為n次諧波電壓；為基波頻率）計(jì)算得到。由于電壓畸變引起的附加鐵心損耗很小，可以忽略不計(jì)。所以感應(yīng)電動(dòng)機(jī)整個(gè)諧波損耗即銅耗。

1.2對(duì)變壓器的影響

諧波會(huì)增加變壓器的銅耗、鐵耗和雜散磁通損耗（線圈渦流損耗），可能在變壓器繞阻和線電容之間產(chǎn)生諧振，增加變壓器發(fā)熱，甚至引起局部嚴(yán)重過熱，同時(shí)使變壓器噪聲增加，減少變壓器的實(shí)際使用容量，降低變壓器的使用壽命。

1.3對(duì)電機(jī)的影響

諧波對(duì)電機(jī)的主要影響是引起附加損耗，此外還將產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)、噪聲和諧波過電壓，降低其工作效率。三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的n次諧波電流大小可通過式

1.4對(duì)電容柜的影響

在諧波的作用下電容器將過熱，導(dǎo)致絕緣部分老化，縮短使用壽命。當(dāng)諧波次數(shù)較高時(shí)，電容器呈現(xiàn)低阻抗特性，流過電容器的電流將變大，使得電容器處在過載的工作情況，縮短使用壽命。諧波往往還會(huì)使電容器介質(zhì)損耗增加，其直接后果是額外的發(fā)熱和壽命縮短。電容器和電源電感結(jié)合也會(huì)構(gòu)成并聯(lián)或串聯(lián)諧振電路，在諧振情況下諧波電流會(huì)被放大數(shù)倍甚至數(shù)十倍，終會(huì)導(dǎo)致電壓會(huì)大大高于電容器的額定電壓值，使電容器損壞炸裂或保護(hù)熔斷器熔絲熔斷。

1.5對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的影響

諧波對(duì)通信系統(tǒng)干擾的大小由三個(gè)因素綜合決定：電力線路諧波電壓和諧波電流大小，電力線路和通信線路之間的耦合強(qiáng)度，通信線路對(duì)諧波干擾的敏銳程度。電網(wǎng)中不平衡諧波電流對(duì)通信系統(tǒng)，輕則產(chǎn)生噪聲干擾，降低通信質(zhì)量，重則導(dǎo)致信息丟失，使系統(tǒng)無法正常工作。在多個(gè)中性點(diǎn)接地電網(wǎng)中，如有較大零序分量諧波電流通過中性點(diǎn)流入大地，將嚴(yán)重干擾附近通信系統(tǒng)。通常音頻通道的頻率為200~3500Hz，而很多諧波也在這個(gè)范圍，易對(duì)臨近的電話線路產(chǎn)生靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)，輕則引起可以察覺的雜音甚至觸發(fā)電話響鈴，重則危及設(shè)備和操作人員安全。

1.6對(duì)繼電保護(hù)和電氣測(cè)量儀表的影響

只要通入諧波有效值和基波相同，就可引起電磁式繼電器誤動(dòng)作，導(dǎo)致感應(yīng)型繼電器運(yùn)動(dòng)過程來回?cái)[動(dòng)，機(jī)電型繼電器時(shí)間延時(shí)特性改變，零序電流繼電器不能區(qū)分零序電流和次諧波電流，導(dǎo)致誤跳閘。由于大多數(shù)電氣測(cè)量儀表，如電流表、電壓表、功率表都是按工頻正弦波來設(shè)計(jì)，對(duì)非正弦信號(hào)呈現(xiàn)出不同響應(yīng)特性，當(dāng)有諧波時(shí)會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。

2醫(yī)療行業(yè)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與治理系統(tǒng)解決方案

2.1解決方案

隨著各種先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備(磁共振成像(MRI)、二維圖像彩色B超儀、全身螺旋CT掃描儀、單(雙)光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描機(jī)、全自動(dòng)生化儀、采用電磁波技術(shù)的碎石機(jī)、胃腸斷層掃描機(jī)、高頻電刀、多功能微波治療儀等)的引進(jìn)與使用，各種電子電路和電力電子技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)院的應(yīng)用，生物醫(yī)學(xué)工程在現(xiàn)代化醫(yī)院中所起的作用越來越重要。這些儀器在保證醫(yī)療質(zhì)量的同時(shí)，也因?yàn)閮x器的高負(fù)載等特性，造成了大量的諧波污染，大量的諧波必然會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重危害，特別是諧波造成的電壓波動(dòng)會(huì)影響醫(yī)療設(shè)備，使其受到諧波信號(hào)的干擾而影響儀器的性能。特別值得關(guān)注的是，醫(yī)院是對(duì)電能質(zhì)量要求很高的場(chǎng)合，意外斷電和電網(wǎng)干擾對(duì)醫(yī)療儀器的影響不容忽視。特別是對(duì)于部分進(jìn)口儀器，對(duì)使用的電網(wǎng)環(huán)境要求很高，因?yàn)閲庖呀?jīng)很早就重視了電能質(zhì)量問題而進(jìn)行了嚴(yán)格限制，很多儀器不能保證在諧波環(huán)境下正常檢測(cè)，甚至?xí)绊懫涫褂脡勖?/p>

安科瑞電氣提出的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與治理系統(tǒng)解決方案可滿足電力監(jiān)控管理、運(yùn)維與電能質(zhì)量治理等方面的需求，致力于為醫(yī)療行業(yè)用戶提供一站式的整體解決方案，從產(chǎn)品、系統(tǒng)、服務(wù)等不同方面來滿足用戶的需要，為用戶創(chuàng)造價(jià)值。

2.2方案特點(diǎn)

? 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與治理系統(tǒng)除作為本地終端為用戶提供電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、治理與設(shè)備運(yùn)維等功能外，亦可通過接入AcrelEMS-MED醫(yī)療建筑綜合能效管理平臺(tái)，為用戶提供遠(yuǎn)程在線服務(wù)；

? 全控技術(shù)實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量；

? 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)：電能質(zhì)量實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，測(cè)量精度高、測(cè)得準(zhǔn)，符合IEC61000-4-30標(biāo)準(zhǔn)；

? 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與治理裝置整體設(shè)計(jì)，通過上位平臺(tái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理和閉環(huán)控制；

? 高品質(zhì)電能質(zhì)量治理：配套電力電子裝置技術(shù)過關(guān)、質(zhì)量過硬，具備網(wǎng)絡(luò)化、可調(diào)控、快速響應(yīng)的性能；

? 電能管理務(wù)業(yè)務(wù)綜合協(xié)同：配電監(jiān)控管理與運(yùn)維、電能分析與電能質(zhì)量數(shù)據(jù)共享融通，為企業(yè)電能供給與消費(fèi)提供控制手段。