電能質(zhì)量監(jiān)測及治理在醫(yī)院中的應用

江蘇安科瑞電器制造有限公司 范宏博

前言： 醫(yī)院診療設備主要為電子設備，工作時會產(chǎn)生非正常的正弦交流電流和脈動直流電流，且大型醫(yī)療設備如 CT、MRI、DR 等往往都是斷續(xù)反復工作制，僅僅是在拍片時以高功率運行，產(chǎn)生尖峰電流。因此醫(yī)療設備運行會對配電系統(tǒng)的電壓、頻率、諧波等產(chǎn)生不良影響，再加上醫(yī)院中大量應用的 LED 照明，都會降低醫(yī)院配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量。【1】同時也會對公用電網(wǎng)諧波產(chǎn)生影響。GB / T 14549 - 1993《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》規(guī)定電壓總諧波畸變率 THD u MAX值為5%。【2】配電系統(tǒng)電能質(zhì)量下降，會影響醫(yī)療設備的電源和控制，導致醫(yī)療設備故障率的增加，對醫(yī)院的安全生產(chǎn)帶來嚴重影響。如電壓發(fā)生偏差甚至驟升驟降，會使MRI、CT、DSA等依靠計算機程序控制的大型數(shù)字化設備數(shù)據(jù)丟失。因此，對電能質(zhì)量的監(jiān)測及治理尤為重要。

關(guān)鍵字：醫(yī)院用電；醫(yī)療設備：電能質(zhì)量：

1.趨勢分析

檢查用X光機、CT機、核磁共振機，監(jiān)測用數(shù)字心電機、呼吸機等，這些大型醫(yī)療機械設備在給現(xiàn)代醫(yī)療檢查診斷提供巨大幫助的同時，由于此類設備在使用過程中會產(chǎn)生大量諧波電流，注入到電網(wǎng)中給醫(yī)院配電系統(tǒng)大量嚴重的諧波污染。配電網(wǎng)系統(tǒng)中的諧波分量，會降低供電電能質(zhì)量水平和供電可靠性，會大大影響醫(yī)院醫(yī)療過程中所使用的各種靈敏設備，如造成監(jiān)控計算機出現(xiàn)死機、儀器設備出現(xiàn)拒動誤動、靈敏元件出現(xiàn)故障等，進而影響到這些精密靈敏儀器設備性能的正常發(fā)揮。不僅其自生供電回路的電能質(zhì)量會降低，為其供電的變壓器也受其影響，電能質(zhì)量也會相應降低，尤其會產(chǎn)生較大的諧波電流，以低次諧波為主，同時中性線也有較大電流流過。因此，在供電設計時應采取相應的方式措施，如：

1)醫(yī)療設備配電變壓器設置電能質(zhì)量檢測裝置。

2)在配電室中設置電能質(zhì)量治理裝置。

3)在末端設置濾波裝置。

2.AcrelEMS-MED醫(yī)院能源管理系統(tǒng)

AcrelEMS-MED醫(yī)院能源管理平臺充分結(jié)合《醫(yī)療建筑電氣設計規(guī)范》《綠色醫(yī)院建筑評價標準》、《醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)建設技術(shù)導則》等行業(yè)規(guī)范、根據(jù)醫(yī)院用戶需求以及能源管理部門要求，采集分析能源、能耗、能效數(shù)據(jù)，監(jiān)測以電能質(zhì)量、用電安全相關(guān)指標以及其他用能指標，并與國家能源政策與用能模式改革結(jié)合。能夠輔助醫(yī)院后勤管理人員進行能源供應系統(tǒng)及設備的運行管理工作，幫助醫(yī)院管理層實時掌握醫(yī)院的能耗情況，為醫(yī)院能源信息化建設和節(jié)能管理提供了良好的技術(shù)平臺。

1)電能質(zhì)量監(jiān)測

系統(tǒng)中配置APview500電能質(zhì)量監(jiān)測裝置遵照IEC61000-4-30《測試和測量技術(shù)-電能質(zhì)量測量方法》中規(guī)定的各電能質(zhì)量指標的測量方法進行測量，集諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監(jiān)測、電壓不平衡度監(jiān)測、事件記錄、測量控制等功能為一體。用于監(jiān)測醫(yī)院電能質(zhì)量和用能情況，并對系統(tǒng)異常情況及時控制和預警。

2)電能質(zhì)量治理

醫(yī)院的數(shù)量眾多的UPS和醫(yī)療設備均會產(chǎn)生諧波，諧波污染比較嚴重，會對無功補償電容器等設備運行造成干擾。ANAPF系列有源電力濾波器通過電流互感器采集系統(tǒng)諧波電流，經(jīng)控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量，產(chǎn)生諧波電流指令，通過功率執(zhí)行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補償電流，并注入電力系統(tǒng)中，從而抵消非線性負載所產(chǎn)生的諧波電流。

硬件配置

3.總結(jié)

醫(yī)療建筑屬于最復雜的民用建筑之一，用電負荷大，級別高，多數(shù)為一、二級負荷，甚至一級負荷中特別重要的負荷，供電系統(tǒng)復雜。保證醫(yī)院中各種醫(yī)療設備的可靠運行，時確保醫(yī)院救治工作正常開展的必要條件。AcrelEMS-MED醫(yī)院能源管理平臺對醫(yī)院用電設備的電能質(zhì)量進行監(jiān)測、治理措施。保證各類醫(yī)療設備的正常工作。為醫(yī)院正常運行保駕護航。

【參考文獻】

[1]楊 皞. 醫(yī)療建筑供電設計的幾點體會 [J]. 建筑電氣（電氣應用），Sep. 2020 Vol. 39 No. 9：59-66.

[2]能源部電力司. GB / T 14549 - 1993 電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波［S］. 北京：中國標準出版社，1994.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版.