Система електропостачання лікарні належить до комунальної мережі, яка є гарантом електропостачання всіх населених пунктів.Конструкція будівлі лікарні в основному приймає напівцентралізований тип, а електричне навантаження належить до класу навантаження.До його основних видів електроенергії належать: система освітлення, система кондиціонування повітря, система медичного живлення, система аварійного освітлення.
Освітлення та система кондиціонування повітря є основними силовими навантаженнями в різних видах споживання електроенергії в лікарні, які створюватимуть великий гармонічний зворотний зв’язок до електромережі лікарні під час використання.Завдяки використанню нових типів електроенергії, таких як рентгенівський апарат, магнітно-резонансний апарат, МРТ, комп’ютерна томографія тощо, використання імпульсного джерела живлення, безперебійного джерела безперебійного живлення та інших великої кількості нелінійних навантажень також створює гармонічний зворотний зв’язок електромережі.
Лікарня має високий рівень споживання електроенергії, а обладнання системи є перш за все безпечним і надійним.Через велике використання нелінійного навантаження, характеристичні гармоніки 3-го, 5-го та 7-го порядку в основному виробляються в лікарняній електромережі.Гармоніки безпосередньо впливають на стабільну роботу прецизійного медичного обладнання, а накопичення 3 гармонік на нейтральній лінії викликає нагрівання в середній лінії, що ставить під загрозу безпечну роботу електромережі лікарні.
2. Визначення та генерація гармонік
Визначення гармонік: розкладання періодичної нелінійної синусоїдальної величини в ряд Фур’є, окрім отримання тієї самої складової, що й основна частота електромережі, а також ряду складових, більших за інтегральне кратне основної частоти потужності мережу, ця частина електроенергії називається гармоніками.
Генерація гармонік: коли струм протікає через навантаження, існує нелінійна залежність від напруги навантаження, яка формує несинусоїдальний струм, що призводить до гармонік.
3. Шкідливість гармонік
1) Гармоніки призводять до неналежного відключення електроенергії та аварій з перериванням обладнання, викликаних неправильною роботою або відмовою захисту та автоматики, що призводить до значних додаткових втрат.
2) Збільшення частоти гармонічного струму викликає очевидний скін-ефект, який збільшує опір проводів силових кабелів і розподільних ліній, збільшує втрати в лінії, збільшує тепло, передчасне старіння ізоляції, скорочує термін служби, спричиняє пошкодження, і схильний до короткого замикання на землю, що створює небезпеку пожежі.
3) Викликати резонанс електромережі, призвести до гармонічної напруги та перевантаження по струму, спричинити серйозні аварії, пошкодити конденсатор компенсації та інше електричне обладнання.
4) Гармоніки впливають на нормальну роботу різного електрообладнання.Це призводить до додаткових втрат і перегріву асинхронних двигунів і трансформаторів, що супроводжується механічною вібрацією, шумом і перенапругою, знижує ККД і коефіцієнт використання, а також скорочує термін служби.
5) Втручання в роботу суміжного комунікаційного, електронного або автоматичного обладнання керування або навіть унеможливлення його нормальної роботи.
4. Схема фільтрації
Центральна лікарня Шеньсі — це національна лікарня другого класу А з сучасним медичним обладнанням і відмінними умовами лікарні.На ранній стадії лікарня доручила нашому професійному та технічному персоналу вимірювати якість електроенергії низьковольтної електромережі лікарні.Загальний коефіцієнт спотворень струму в електромережі лікарні становить 10%, в основному розподілений по характеристичним гармонікам 3-го, 5-го і 7-го порядку.Згідно з результатами випробувань, наша компанія налаштувала набір потужності 400A активного фільтруючого пристрою для лікарні, встановленого на стороні розетки трансформатора низької напруги, використання централізованого лікування для гармонічного контролю.
5 Активний фільтр (/690v-active-power-filter-product/)
5.1 Ознайомлення з продуктом
Фільтр активної потужності (/noker-3-phase-34-wire-active-power-filter-apf-ahf-for-dynamic-harmonics-compensation-product/) — це новий тип силового електронного пристрою, який використовується для динамічного придушення гармонік і компенсація реактивної потужності, яка може компенсувати зміни розміру та частоти гармонік і реактивної потужності.
5.2 Принцип роботи
Струм навантаження виявляється в реальному часі зовнішнім ТТ, а значення гармоніки обчислюється внутрішнім DSP.Через ШІМ-сигнал надсилається на IGBT, інвертор генерує гармонічний струм, рівний гармоніці навантаження, і в протилежному напрямку в електромережу, щоб компенсувати гармоніку та досягти мети очищення електромережі.
6. Моніторинг та аналіз даних контролю гармонік у лікарнях
Шафа АПФ
Дані гармонічної компенсації APF(/harmonics-compensation-200400v-active-harmonic-filter-ahf-module-triple-phase-product/) у лікарні контролювались аналізатором якості електроенергії CA8336 Франції, а також дані про якість електроенергії були відповідно протестовані за двох умов роботи APF (після компенсації) та вимкнення (без компенсації), і дані були узагальнені та проаналізовані.
6.1 Вимірювання та аналіз даних про введення та видалення APF (/3-phase-3-wire-active-power-filter-400v-75a-apf-panel-product/)
1: Ефективне значення струму
2：THDi перед підключенням активного фільтра
3：THDi після підключення активного фільтра
4:THDi від 1-го до 5-го перед підключенням активного фільтра
5:THDi від 1-го до 5-го після підключення активного фільтра
6:THDi від 1-го до 7-го перед підключенням активного фільтра
7：THDi від 1-го до 7-го після підключення активного фільтра
Результат:
| APF | THDi（загальний） | THDi（5-й） | THDi (7-й) |
| Перед підключенням APF | 10% | 9% | 3,3% |
| Після підключення APF | 3% | 3% | 0,5% |
Як показано на малюнку вище, гармонічний контроль лікарні за допомогою AHF(/low-voltage-active-power-filter-reduce-the-harmonic-current-active-harmonic-filter-ahf-product/) вимірювався за допомогою професійний аналізатор якості електроенергії CA8336 Франції.Порівняння даних до і після APF було перевірено відповідно.Після використання нашого APF для гармонічного контролю загальний коефіцієнт спотворення струму (THDi) електромережі лікарні зменшується з 10% до 3%, і ефект є більш значним.
7. Підведення підсумків
Вирішальне значення має система електропостачання лікарні.Впровадження нового електрообладнання значно підвищило медичну ефективність і якість лікарні, а також забезпечило хороші умови лікування для більшості пацієнтів.Але нове силове навантаження також приносить гармонічне забруднення.Існування гармонік шкодить нормальній роботі електромережі лікарні та впливає на стабільність обладнання для точного лікування.Будучи частиною системи загальної електромережі, гармоніки збільшують споживання електроенергії в лікарнях, що суперечить національному гаслу сприяння енергозбереженню.
Після введення нашого активного фільтра в експлуатацію він значно покращує якість електромережі лікарні, усуває загрози безпеці, покращує безпечну та чисту електроенергію для медичного обладнання та одночасно враховує економію та зменшення споживання енергії.
Час публікації: 16 жовтня 2023 р