医疗行业电能质量监测与治理系统解决方案-安科瑞黄安南|变压器|安科瑞|电容器|电能质量|继电器|谐波

1医疗设备产生谐波对配电系统危害

正常的供电网络所提供的电压应该是单一的固定频率和规定的电压幅值。谐波电流和谐波电压的出现，对供电电网是一种污染，它对用电设备正常运行造成危害。医疗设备对配电系统产生的谐波的危害主要体现在如下方面：

1.1对电网的影响

电网中的谐波会增加系统损耗，使设备发热，影响设备使用寿命。此外当并联的无功补偿电容器容抗Xcn与系统感抗Xsn匹配时即Xcn＝Xsn，将发生n次并联谐振，造成电容器组的过电压和过电流。当基波频率为f1时，谐振频率fr可由下式计算得出。其中，Sc为电源短路容量；Qc为电容器容量。

为总谐波涡流损耗；为额定基波电流的涡流损耗；为n次谐波电流；为额定基波电流。（为n次谐波电压；为基波频率）计算得到。由于电压畸变引起的附加铁心损耗很小，可以忽略不计。所以感应电动机整个谐波损耗即铜耗。

1.2对变压器的影响

谐波会增加变压器的铜耗、铁耗和杂散磁通损耗（线圈涡流损耗），可能在变压器绕阻和线电容之间产生谐振，增加变压器发热，甚至引起局部严重过热，同时使变压器噪声增加，减少变压器的实际使用容量，降低变压器的使用寿命。

1.3对电机的影响

谐波对电机的主要影响是引起附加损耗，此外还将产生机械振动、噪声和谐波过电压，降低其工作效率。三相感应电动机的n次谐波电流大小可通过式

1.4对电容柜的影响

在谐波的作用下电容器将过热，导致绝缘部分老化，缩短使用寿命。当谐波次数较高时，电容器呈现低阻抗特性，流过电容器的电流将变大，使得电容器处在过载的工作情况，缩短使用寿命。谐波往往还会使电容器介质损耗增加，其直接后果是额外的发热和寿命缩短。电容器和电源电感结合也会构成并联或串联谐振电路，在谐振情况下谐波电流会被放大数倍甚至数十倍，终会导致电压会大大高于电容器的额定电压值，使电容器损坏炸裂或保护熔断器熔丝熔断。

1.5对网络通信系统的影响

谐波对通信系统干扰的大小由三个因素综合决定：电力线路谐波电压和谐波电流大小，电力线路和通信线路之间的耦合强度，通信线路对谐波干扰的敏锐程度。电网中不平衡谐波电流对通信系统，轻则产生噪声干扰，降低通信质量，重则导致信息丢失，使系统无法正常工作。在多个中性点接地电网中，如有较大零序分量谐波电流通过中性点流入大地，将严重干扰附近通信系统。通常音频通道的频率为200~3500Hz，而很多谐波也在这个范围，易对临近的电话线路产生静电感应和电磁感应，轻则引起可以察觉的杂音甚至触发电话响铃，重则危及设备和操作人员安全。

1.6对继电保护和电气测量仪表的影响

只要通入谐波有效值和基波相同，就可引起电磁式继电器误动作，导致感应型继电器运动过程来回摆动，机电型继电器时间延时特性改变，零序电流继电器不能区分零序电流和次谐波电流，导致误跳闸。由于大多数电气测量仪表，如电流表、电压表、功率表都是按工频正弦波来设计，对非正弦信号呈现出不同响应特性，当有谐波时会产生测量误差。

2医疗行业电能质量监测与治理系统解决方案

2.1解决方案

随着各种先进医疗设备(磁共振成像(MRI)、二维图像彩色B超仪、全身螺旋CT扫描仪、单(双)光子发射计算机断层扫描机、全自动生化仪、采用电磁波技术的碎石机、胃肠断层扫描机、高频电刀、多功能微波治疗仪等)的引进与使用，各种电子电路和电力电子技术在现代医院的应用，生物医学工程在现代化医院中所起的作用越来越重要。这些仪器在保证医疗质量的同时，也因为仪器的高负载等特性，造成了大量的谐波污染，大量的谐波必然会产生严重危害，特别是谐波造成的电压波动会影响医疗设备，使其受到谐波信号的干扰而影响仪器的性能。特别值得关注的是，医院是对电能质量要求很高的场合，意外断电和电网干扰对医疗仪器的影响不容忽视。特别是对于部分进口仪器，对使用的电网环境要求很高，因为国外已经很早就重视了电能质量问题而进行了严格限制，很多仪器不能保证在谐波环境下正常检测，甚至会影响其使用寿命。

安科瑞电气提出的电能质量监测与治理系统解决方案可满足电力监控管理、运维与电能质量治理等方面的需求，致力于为医疗行业用户提供一站式的整体解决方案，从产品、系统、服务等不同方面来满足用户的需要，为用户创造价值。

2.2方案特点

Ø 电能质量监测与治理系统除作为本地终端为用户提供电能质量监测、治理与设备运维等功能外，亦可通过接入AcrelEMS-MED医疗建筑综合能效管理平台，为用户提供远程在线服务；

Ø 全控技术实现电能质量；

Ø 电能质量监测：电能质量实时在线监测，测量精度高、测得准，符合IEC61000-4-30标准；

Ø 电能质量监测与治理装置整体设计，通过上位平台实现统一管理和闭环控制；

Ø 高品质电能质量治理：配套电力电子装置技术过关、质量过硬，具备网络化、可调控、快速响应的性能；

Ø 电能管理务业务综合协同：配电监控管理与运维、电能分析与电能质量数据共享融通，为企业电能供给与消费提供控制手段。

2.3方案价值

Ø 全方面监测电能质量，保障供电可靠性

对供电回路的电气参数进行全方面监测，确保设备用电符合标准要求。微秒级故障录波与SOE告警能够及时记录故障发生时全部数据信息，支持开展故障追踪与问题定位。

Ø 完整电能质量治理