医院电力系统常见的电能质量问题及解决方案
医院电力系统常见的电能质量问题及解决方案
摘要：
医疗行业中的用电器件可分为医疗设备，信息设备和普通用电器件三类。
在医疗设备中，有大量的电力电子元器件，这些设备在工作时会产生大量谐波，造成污染。比较常见的设备有MRI (核磁共振仪)、CT机、X线机、DSA(心血管造影机)等。其中，MRI工作时会生成射频脉冲和交变磁场来产生核磁共振，而射频脉冲和交变磁场都会带来谐波污染；X光机中高压整流器的整流桥工作时将产生较大谐波，而且X光机为瞬时性负荷，工作时电压可达几10千伏，变压器的原边将增60~70kW的瞬时负荷，也会增加电网谐波。这些都会导致医院电能质量问题凸显，急需采取措施进行电能质量治理。
一、医院常见负载分析：
为了存储海量信息和方便办公，现在大型医院基本建立了医院信息系统。为保证通讯稳定连续，机房一般配备了大量的UPS不间断电源。而UPS，包括机房里的开关电源、变频空调等都是常见的谐波源。另外，目前大部分新建数据机房采用高频UPS也会引发容性无功问题。
医院中普通用电器件包括变频空调、照明灯、电梯等，这些属于单相非线性谐波源，会产生大量谐波，对通信设备、医疗设备的正常运行造成影响。由于需要支撑起医院的正常运作，这些设备对供电质量要求非常高。
二、谐波特点
1.谐波源产生的谐波电流的频谱很宽；
2.谐波电流畸变率很高，设备的功率因数也很高；
3.医院内电子设备、医疗设备很多，这些设备对谐波很敏感；
4.大量的谐波电流和谐波电压，会影响到配电系统中的继电保护设备的正常工作，影响配电系统的供电连续性、稳定性；
5.医院谐波源众多且分散，建议采用集中治理。
某医院一次系统示意图
三、谐波对医院电力系统的危害：
1.医院大型医疗器械的频繁启动，造成电流波动非常快，对系统的冲击很大，随之变化的谐波电流，容易导致精密治疗和诊断仪器设备的故障率增大、寿命缩短甚至损坏；
2.系统中存在一定的3次谐波电流，会导致中线过热，带来火灾隐患；
3.谐波还会导致依赖微处理器的新型医疗设备的同步失调和数据错误；
4.谐波谐振引起的共模干扰和过电流将直接危害设备内部电子线路的安全，会导致击穿或放电。
四、解决方案：
谐波的存在给医院的电气安全与医院医疗和检验设备的正常工作带来了严重危害，已成为危害医院手术环境的重要因素，医院对电能质量的重视程度越来越高。为此，浩安提供了一套完整的解决方案，具体如下：
推荐文章
-
-
整流器（Rectifier）是一种将**交流电（AC）转换为直流电（DC）**的电力电子装置，广泛应用于电力系统、电子设备、工业控制等领域。其核心功能是通过半导体器件（如二极管、晶闸管等）的单向导通特性，对交流电进行“整流”，即仅允许电流单向流动，从而输出脉动的直流电。以下是整流器的详细解析： 一、整流器的基本原理 单向导通特性 整流器利用二极管或可控硅（SCR）等半导体器件的单向导电性，在交流电的正半周导通，负半周截止（或通过控制电路调节导通时间），最终输出脉动直流电。 典型波形：输入为正弦波交流电，输出为脉动直流电（需后续滤波平滑）。 关键参数 额定电流：器件能承受的最大电流。 反向峰值电压（PIV）：器件能承受的最大反向电压。 效率：输出直流功率与输入交流功率的比值（通常>90%）。 二、整流器的分类 1. 按器件类型分类 不可控整流器：使用二极管，导通时间由交流电源自然换向决定。 特点：结构简单、成本低，但输出不可调。 应用：手机充电器、LED驱动电源等。 可控整流器：使用晶闸管（SCR）或IG...
-
谐波是电力系统中频率为基波整数倍的高频分量，主要由非线性负载（如变频器、整流器、电弧炉等）产生。谐波会严重破坏电能质量，对电力系统和用电设备造成多方面危害，具体如下： 1. 设备过热与寿命缩短 原理：谐波电流会导致设备（如变压器、电机、电缆）产生附加铁损、铜损和介质损耗，尤其是高频涡流损耗显著增加。 危害： 设备温升加剧，绝缘老化加速，寿命缩短。 电缆载流量下降，可能引发局部过热甚至火灾。 2. 电容器过载与损坏 原理：电容器对高频谐波的阻抗较低（ZC=12πfCZC=2πfC1），谐波电流易被电容器吸收，导致过电流。 危害： 电容器过热、鼓包甚至爆炸。 无功补偿系统失效，进一步恶化功率因数。 3. 引发谐振与电压畸变 原理：谐波可能与系统电感、电容形成谐振（如并联谐振或串联谐振），放大谐波电流或电压。 危害： 电压波形严重畸变，影响设备正常运行。 谐振过电压可能击穿设备绝缘，造成短路事故。 4. 干扰继电保护与自动化装置 原理：谐波会改变电流、电压的幅值和相位，导致保护装置误判。 危害： 继电保护误动作或拒动，引发停...
评论