V dnešní době, s rychlým rozvojem vědy a techniky a neustálým zlepšováním lékařské úrovně, je také doprovázeno zaváděním různého rozsáhlého moderního lékařského vybavení, které produkuje velké množství harmonických v těchto zdravotnických zařízeních, což přináší vážné škody k elektrické bezpečnosti a normální práci zdravotnických zařízení.Aktivní filtrační zařízení se stalo klíčovým zařízením pro řešení tohoto problému.
1.1 Lékařské vybavení
V lékařských zařízeních je velké množství výkonových elektronických součástek a tato zařízení budou při práci produkovat velké množství harmonických, což způsobí znečištění.Mezi běžnější vybavení patří MRI (přístroj pro nukleární magnetickou rezonanci), CT přístroj, rentgenový přístroj, DSA (kardiovaskulární kontrastní přístroj) a tak dále.Mezi nimi jsou RF puls a střídavé magnetické pole generovány během operace MRI za účelem generování nukleární magnetické rezonance a RF puls i střídavé magnetické pole přinesou harmonické znečištění.Usměrňovací můstek vysokonapěťového usměrňovače v rentgenovém přístroji bude při provozu produkovat velké harmonické a rentgenový přístroj je přechodná zátěž, napětí může dosahovat desítek tisíc voltů a původní strana transformátor zvýší okamžitou zátěž 60 až 70kw, čímž se zvýší i harmonická vlna sítě.
1.2 Elektrické zařízení
Ventilační zařízení v nemocnicích, jako jsou klimatizace, ventilátory atd., a osvětlovací zařízení, jako jsou zářivky, budou produkovat velké množství harmonických.V zájmu úspory energie používá většina nemocnic ventilátory a klimatizace s frekvenční konverzí.Frekvenční měnič je velmi důležitým zdrojem harmonických, jeho celková míra harmonického proudového zkreslení THD-i dosahuje více než 33%, bude produkovat velké množství 5,7 harmonických proudů znečištění elektrické sítě.V osvětlovacím zařízení uvnitř nemocnice je velké množství zářivek, které budou produkovat i velké množství harmonických proudů.Když je více zářivek připojeno k třífázové čtyřvodičové zátěži, bude střední linkou protékat velký proud třetí harmonické.
1.3 Komunikační zařízení
V současné době je v nemocnicích správa počítačové sítě, což znamená, že počet počítačů, video dohledu a audio zařízení je hodně, a to jsou typické harmonické zdroje.Kromě toho musí být server, který ukládá data v systému správy počítačové sítě, vybaven záložním napájením, jako je UPS.UPS nejprve usměrní napájení ze sítě na stejnosměrný proud, jehož část je uložena v baterii, a druhá část se přes střídač přemění na regulovaný střídavý proud, který dodává energii zátěži.Když je síťová svorka napájena, baterie dodává energii do střídače, aby pokračoval v práci a zajistil normální provoz zátěže.A víme, že usměrňovač a invertor budou využívat technologii IGBT a PWM, takže UPS bude při práci produkovat hodně 3, 5, 7 harmonických proudů.
2. Poškození zdravotnických zařízení harmonickými
Z výše uvedeného popisu můžeme zjistit, že v distribučním systému nemocnice je mnoho zdrojů harmonických, které budou produkovat velké množství harmonických (s nejvyšším počtem 3, 5, 7 harmonických) a vážně znečišťují elektrickou síť, což způsobí problémy s kvalitou energie, jako je přebytek harmonických a přetížení neutrálních harmonických.Tyto problémy mohou ovlivnit používání lékařského vybavení.
2.1 Poškození harmonických pro zařízení pro snímání obrazu
V důsledku vlivu harmonických dochází často u zdravotnického personálu k poruchám zařízení.Tyto chyby mohou způsobit chyby v datech, rozmazaný obraz, ztrátu informací a další problémy nebo poškození součástek desky plošných spojů, což má za následek, že lékařské vybavení nebude nadále normálně fungovat.Zejména když je některá zobrazovací zařízení ovlivněna harmonickými, mohou vnitřní elektronické součástky zaznamenávat kolísání a měnit výstup, což povede k překrývající se deformaci nebo nejednoznačnosti obrazu křivky, což může snadno způsobit chybnou diagnózu.
2.2 Poškození harmonických pro léčebné a ošetřovatelské nástroje
Při léčbě se používá mnoho elektronických nástrojů a chirurgický nástroj je nejvíce poškozován harmonickými.Chirurgickou léčbou se rozumí léčba laserem, vysokofrekvenčními elektromagnetickými vlnami, zářením, mikrovlnami, ultrazvukem atd. samostatně nebo ve spojení s tradiční chirurgií.Související zařízení podléhá harmonickému rušení, výstupní signál bude obsahovat rušení nebo přímo zesilovat harmonický signál, což způsobí silnou elektrickou stimulaci pacientů, a při ošetřování některých důležitých částí hrozí velká bezpečnostní rizika.Ošetřovatelské nástroje, jako jsou ventilátory, kardiostimulátory, EKG monitory atd., jsou úzce spjaty s životem opatrovníků a signál některých nástrojů je velmi slabý, což může vést k nesprávnému sběru informací nebo dokonce k selhání funkce při vystavení harmonickým rušení způsobující těžké ztráty pacientům a nemocnicím.
3. Harmonická kontrolní opatření
Podle příčin harmonických lze opatření pro úpravu zhruba rozdělit do následujících tří druhů: snížení impedance systému, omezení zdroje harmonických a instalace filtračního zařízení.
3.1 Snižte impedanci systému
Pro dosažení účelu snížení impedance systému je nutné snížit elektrickou vzdálenost mezi nelineárním elektrickým zařízením a napájecím zdrojem, jinými slovy zlepšit úroveň napájecího napětí.Například hlavním vybavením ocelárny je elektrická oblouková pec, která původně používala 35KV napájení, respektive byla zřízena 35KV speciální linka napájení dvěma 110KV rozvodnami a harmonická složka byla vyšší na 35KV přípojnici.Po využití na vzdálenost pouhých 4 kilometrů 220KV rozvodna zřízena 5 35KV speciálním napájecím vedením se výrazně zlepšily harmonické na sběrnici, kromě toho byl v závodě použit i synchronní generátor s větší kapacitou, takže elektrická vzdálenost těchto nelineárních zatížení značně sníženo, takže zařízení generovalo harmonickou redukci.Tato metoda má největší investice, musí být koordinována s plánováním rozvoje energetické sítě a je vhodná pro rozsáhlé průmyslové projekty a nemocnice vyžadují nepřerušované nepřetržité napájení, obvykle napájené ze dvou nebo více rozvoden, takže tato metoda není přednost.
3.2 Omezení harmonických zdrojů
Tato metoda potřebuje změnit konfiguraci zdrojů harmonických, omezit pracovní režim generování harmonických ve velkých množstvích a soustředit se na používání zařízení s harmonickou komplementaritou ke vzájemnému rušení.Frekvence charakteristických harmonických se zvyšuje zvýšením počtu fází převodníku a efektivní hodnota harmonického proudu je značně snížena.Tato metoda potřebuje přeskupit obvod zařízení a koordinovat použití nástrojů, což má velká omezení.Nemocnice se může mírně upravit podle své vlastní situace, což může do určité míry snížit množství harmonických.
3.3 Instalace filtračního zařízení
V současné době existují dvě běžně používaná AC filtrační zařízení: pasivní filtrační zařízení aaktivní filtrační zařízení (APF).Pasivní filtrační zařízení, také známé jako LC filtrační zařízení, využívá princip LC rezonance k umělému vytvoření sériové rezonanční větve, která poskytuje kanál s velmi nízkou impedancí pro specifický počet harmonických, které mají být odfiltrovány, takže není injektován. do elektrické sítě.Pasivní filtrační zařízení má jednoduchou strukturu a zřejmý harmonický absorpční efekt, ale je omezen na harmonické vlastní frekvence a kompenzační charakteristiky mají velký vliv na impedanci sítě (při specifické frekvenci impedance sítě a LC filtrační zařízení může mít paralelní rezonanci nebo sériovou rezonanci).Aktivní filtrační zařízení (APF) je nový typ výkonového elektronického zařízení, které se používá k dynamickému potlačení harmonických a kompenzaci jalového výkonu.Dokáže shromažďovat a analyzovat proudový signál zátěže v reálném čase, oddělovat jednotlivé harmonické a jalový výkon a řídit výstup měniče harmonickým a jalovým proudem se stejnou amplitudou a zpětným kompenzačním proudem přes regulátor, aby se kompenzoval harmonický proud v zátěži, tak, aby bylo dosaženo účelu harmonického řízení.Aktivní filtrzařízení má výhody sledování v reálném čase, rychlou odezvu, komplexní kompenzaci (jalový výkon a 2~31 harmonických mohou být kompenzovány současně).
4 Specifická aplikace APF aktivního filtračního zařízení ve zdravotnických zařízeních
S neustálým zlepšováním životní úrovně lidí a zrychlujícím se stárnutím populace se poptávka po lékařských službách neustále zvyšuje a odvětví lékařských služeb se chystá vstoupit do období rychlého růstu a nejvýznamnější a nejvýznamnější představitel lékařského průmyslu je nemocnice.Vzhledem ke zvláštní společenské hodnotě a důležitosti nemocnice je řešení jejího problému s kvalitou elektrické energie naléhavé.
4.1 Výběr APF
Přínosem harmonického řízení je především zajištění osobní bezpečnosti pacientů a zdravotnického personálu, to znamená snížení nebo odstranění nepříznivého vlivu harmonického řízení na distribuční soustavu, zajištění normálního provozu transformátorů a lékařských přístrojů. ;Za druhé, přímo odráží ekonomické výhody, to znamená zajistit normální provoz nízkonapěťového kapacitního kompenzačního systému, hrát svou náležitou roli, snížit obsah harmonických v rozvodné síti a zlepšit účiník, snížit ztráty jalového výkonu. a prodloužit životnost zařízení.
Škody způsobené harmonickými pro lékařský průmysl jsou velmi velké, velký počet harmonických ovlivní výkon a použití přesných přístrojů a ve vážných případech může ohrozit osobní bezpečnost;Zvýší také ztrátový výkon vedení a teplo vodiče, sníží účinnost a životnost zařízení, takže důležitost harmonického řízení je zřejmá.Prostřednictvím instalaceaktivní filtrzařízení, lze účel harmonického řízení dobře dosáhnout tak, aby byla zajištěna bezpečnost osob a zařízení.Z krátkodobého hlediska vyžaduje řízení harmonických v rané fázi určitou kapitálovou investici;Z hlediska dlouhodobého vývoje však APFaktivní filtrační zařízeníje vhodné udržovat v pozdějším období a lze jej používat v reálném čase a ekonomické výhody, které přináší pro řízení harmonických a sociální výhody čištění elektrické sítě jsou také zřejmé.
Čas odeslání: 30. června 2023