知识课堂：医院配电系统谐波治理

返回列表来源：领步电能质量发布时间：2018-10-23分享加入收藏关注：-

          医院配电系统一般是10/0.4kV主变压器，主要负载为电子医疗精密设备、照明及变频通风设备、计算机及UPS等。其中大部分为单相非线性负荷，低压配电网上谐波严重，主要谐波源可分为下面几种：
          1、通风设备：为了节约能源，大部分医院均采用变频风机及空调。变频器是非常重要的谐波源，其总谐波电流畸变率达33%以上，会产生大量5、7次等的谐波污染电网。
          2、照明设备：由于医院内部使用大量的荧光灯具，因此会引起严重的谐波电流，其中3次谐波为最高，当多个荧光灯接成三相四线负载时，中线上就会流过很大的三次谐波电流。
          3、电子医疗精密设备：大型医院内的大型电子医疗设备一般为开关电源供电，开关电源设备会产生3、5、7次等谐波注入电网。
          4、计算机及UPS：目前医院均为计算机网络管理，计算机的数量很大，此外服务器等数据存储系统必须配有UPS等备用电源。个人电脑的开关电源及UPS均为谐波源，会产生大量的3、5、7次等谐波。
          总之，医院的低压配电系统有大量的谐波源负荷，会产生大量的3、5、7次等谐波，严重污染电网。大量的单相非线性负荷会造成三相不平衡、谐波超标、中性线谐波过载等电能质量问题，必须要治理谐波。

谐波的危害
          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精密医疗设备，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。因此必须使用专门的设备来治理谐波，例如有源滤波器。
此外，治理谐波污染，是增加电容器使用寿命，提高功率因数，降低无功损耗，节约电费开支的重要手段。低压配电系统中谐波污染的治理，还可以减少变压器、电缆、医疗设备的发热，增加其使用寿命，延长设备运行的平均无故障时间，降低维护、维修及更换设备的费用，具有附加的间接经济效益。

治理方案
          针对医院的具体情况，治理谐波污染的目的，首先是确保患者及医护人员的安全，即通过有针对性的谐波污染治理，减少甚至消除其对配电系统的不良影响，保证变压器、电缆、医疗设备的正常运行;其次体现直接经济效益，即保障低压电容补偿系统的正常运行，发挥其应有的作用，降低低压配电系统中谐波总体含量的水平，提高功率因数，减少无功损耗，延长设备使用寿命。
          根据这一目的，在污染较严重的医院低压配电系统，可采取有源滤波器+无源电容补偿装置混合补偿的方案。此方案在安全补偿无功功率的同时，用有源滤波器治理谐波，是针对医院配电系统谐波治理及无功补偿的最佳方案。
使用无源滤波器进行滤波
          无源调谐式滤波器可以滤出80%~90%以上的5、7次谐波，滤波效果好，但是滤波的同时补偿固定的容性无功功率，并且不可调。不适用于医院的配电系统，主要因为：
(1) 过补偿的危险。电压升高影响设备的正常运行。
(2) 3次调谐式滤波器有源电容器和电抗器选型困难，而设计难度大。不能解决中性线谐波过载问题。
(3) 受系统阻抗，滤波器有过载危险。
(4) 滤波效果受电网频率变化的影响大。
(5) 占地大
          通过以上分析可以看到，无源滤波器使用危险性大，不适宜应用在医院的低压配电系统。
有源滤波器
          有源电力滤波装置的基本原理是从电网中检测出谐波电流，经内部芯片快速计算、分析、比较，控制主功率单元产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流，从而使电网电流只含基波成分。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响。该有源电力谐波滤波装置, 引进美国TMS320F2812 芯片，根据最新的瞬时无功功率理论，应用数字信号处理技术（DSP），脉宽调制技术（PWM），智能化功率单元技术（IPM），触摸屏技术（GP）等前沿科技，可实现动态消除谐波，平衡三相负荷，是一种高技术含量，滤波效率最理想谐波治理和无功补偿产品。
有源滤波器技术特点
          可实时动态滤除2~50次谐波，或者有选择的滤除电网相线和零线中存在的各次典型性特征谐波（可以不受限制的任意选择需要补偿的不同次数谐波），并可以根据需要设定需要滤除的谐波次和设定滤除谐波的目标值。
          内置谐波补偿、无功补偿、不平衡补偿等多种补偿功能，用户可自行设定选择补偿功能。在滤除谐波的同时，可进行无功补偿和消除负载不平衡现象。
          完整有效的各类保护措施，确保正常工作和异常工况下，都不会对供配电系统及系统内其他设备造成任何影响。包括各类保护功能（过载、过/欠压、过流）、内置高频滤波回路确保APF自身高频载波不会回馈电网、内置缓启动控制回路避免启动瞬间过大突入电流。可根据负荷变化，自动合理限制补偿电流，装置永不过流，在滤波的同时，能完全避免过补偿。APF自身高频载波不会回馈到电网，对供电系统及系统内其他设备不造成干扰。

          [北京领步公司]是专注企事业单位用电异常问题治理的专家，致力于开发前端技术和产品，推动整个谐波治理行业。为各类谐波治理用户提供“24小时技术咨询”“免费检测分析”“方案设计与性价比评估”，了解更多<谐波治理>方案，欢迎点击我们的在线客服进行咨询，或者直接拨打全国统一服务热线400-056-5258，我们期待您的来电！

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