Στις μέρες μας, με την ταχεία ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας και τη συνεχή βελτίωση του ιατρικού επιπέδου, συνοδεύεται επίσης από την εισαγωγή διαφόρων μεγάλης κλίμακας προηγμένου ιατρικού εξοπλισμού, που παράγει μεγάλο αριθμό αρμονικών σε αυτές τις ιατρικές εγκαταστάσεις, γεγονός που επιφέρει σοβαρή βλάβη για την ηλεκτρική ασφάλεια και την κανονική εργασία του ιατρικού εξοπλισμού.Η συσκευή ενεργού φίλτρου έχει γίνει η βασική συσκευή για την επίλυση αυτού του προβλήματος.
1.1 Ιατρικός εξοπλισμός
Υπάρχει μεγάλος αριθμός ηλεκτρονικών εξαρτημάτων ισχύος στον ιατρικό εξοπλισμό και αυτές οι συσκευές θα παράγουν μεγάλο αριθμό αρμονικών κατά τη διάρκεια της εργασίας, προκαλώντας ρύπανση.Ο πιο κοινός εξοπλισμός είναι η μαγνητική τομογραφία (όργανο πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού), το μηχάνημα CT, το μηχάνημα ακτίνων Χ, το DSA (μηχάνημα καρδιαγγειακής αντίθεσης) και ούτω καθεξής.Μεταξύ αυτών, οι παλμοί ραδιοσυχνοτήτων και το εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο δημιουργούνται κατά τη λειτουργία της μαγνητικής τομογραφίας για τη δημιουργία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού και τόσο ο παλμός ραδιοσυχνοτήτων όσο και το εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο θα επιφέρουν αρμονική ρύπανση.Η γέφυρα ανορθωτή του ανορθωτή υψηλής τάσης στο μηχάνημα ακτίνων Χ θα παράγει μεγάλες αρμονικές όταν λειτουργεί, και το μηχάνημα ακτίνων Χ είναι ένα μεταβατικό φορτίο, η τάση μπορεί να φτάσει τις δεκάδες χιλιάδες βολτ και η αρχική πλευρά του ο μετασχηματιστής θα αυξήσει το στιγμιαίο φορτίο από 60 έως 70 kw, το οποίο θα αυξήσει επίσης το αρμονικό κύμα του δικτύου.
1.2 Ηλεκτρικός Εξοπλισμός
Ο εξοπλισμός εξαερισμού στα νοσοκομεία, όπως κλιματιστικά, ανεμιστήρες κ.λπ., και εξοπλισμός φωτισμού όπως λαμπτήρες φθορισμού θα παράγουν μεγάλο αριθμό αρμονικών.Προκειμένου να εξοικονομηθεί ενέργεια, τα περισσότερα νοσοκομεία χρησιμοποιούν ανεμιστήρες μετατροπής συχνότητας και κλιματιστικά.Ο μετατροπέας συχνότητας είναι μια πολύ σημαντική αρμονική πηγή, ο συνολικός ρυθμός παραμόρφωσης του αρμονικού ρεύματος THD-i φτάνει περισσότερο από 33%, θα παράγει ένα μεγάλο αριθμό 5, 7 αρμονικών ρευμάτων ηλεκτρικού δικτύου ρύπανσης.Στον εξοπλισμό φωτισμού μέσα στο νοσοκομείο, υπάρχει μεγάλος αριθμός λαμπτήρων φθορισμού, οι οποίοι θα παράγουν και μεγάλο αριθμό αρμονικών ρευμάτων.Όταν πολλαπλοί λαμπτήρες φθορισμού συνδέονται σε ένα τριφασικό φορτίο τεσσάρων συρμάτων, η μεσαία γραμμή θα ρέει ένα μεγάλο τρίτο αρμονικό ρεύμα.
1.3 Εξοπλισμός Επικοινωνίας
Προς το παρόν, τα νοσοκομεία είναι διαχείριση δικτύου υπολογιστών, πράγμα που σημαίνει ότι ο αριθμός των υπολογιστών, της βιντεοεπιτήρησης και του ηχητικού εξοπλισμού είναι πολύς και πρόκειται για τυπικές αρμονικές πηγές.Επιπλέον, ο διακομιστής που αποθηκεύει δεδομένα στο σύστημα διαχείρισης δικτύου υπολογιστών πρέπει να είναι εξοπλισμένος με εφεδρική ισχύ όπως το UPS.Το UPS διορθώνει πρώτα την τροφοδοσία του δικτύου σε συνεχές ρεύμα, μέρος του οποίου αποθηκεύεται στην μπαταρία και το άλλο μέρος μετατρέπεται σε ρυθμιζόμενη ισχύ εναλλασσόμενου ρεύματος μέσω του μετατροπέα για την παροχή ρεύματος στο φορτίο.Όταν τροφοδοτείται ο ακροδέκτης δικτύου, η μπαταρία τροφοδοτεί τον μετατροπέα με ρεύμα για να συνεχίσει να λειτουργεί και να διασφαλίσει την κανονική λειτουργία του φορτίου.Και γνωρίζουμε ότι ο ανορθωτής και ο μετατροπέας θα χρησιμοποιούν τεχνολογία IGBT και PWM, επομένως το UPS θα παράγει πολύ αρμονικό ρεύμα 3, 5, 7 κατά τη λειτουργία.
2. Βλάβη αρμονικών στον ιατρικό εξοπλισμό
Από την παραπάνω περιγραφή, μπορούμε να διαπιστώσουμε ότι υπάρχουν πολλές αρμονικές πηγές στο σύστημα διανομής του νοσοκομείου, οι οποίες θα παράγουν μεγάλο αριθμό αρμονικών (με τις περισσότερες 3, 5, 7 αρμονικές) και θα μολύνουν σοβαρά το ηλεκτρικό δίκτυο, προκαλώντας προβλήματα ποιότητας ισχύος, όπως υπέρβαση αρμονικής και ουδέτερη αρμονική υπερφόρτωση.Αυτά τα προβλήματα μπορεί να επηρεάσουν τη χρήση ιατρικού εξοπλισμού.
2.1 Βλάβη αρμονικών στον εξοπλισμό λήψης εικόνας
Λόγω της επίδρασης των αρμονικών, το ιατρικό προσωπικό αντιμετωπίζει συχνά αστοχίες εξοπλισμού.Αυτά τα σφάλματα μπορεί να προκαλέσουν σφάλματα δεδομένων, θολές εικόνες, απώλεια πληροφοριών και άλλα προβλήματα ή ζημιά σε εξαρτήματα της πλακέτας κυκλώματος, με αποτέλεσμα ο ιατρικός εξοπλισμός να μην μπορεί να συνεχίσει να λειτουργεί κανονικά.Ειδικότερα, όταν κάποιος εξοπλισμός απεικόνισης επηρεάζεται από αρμονικές, τα εσωτερικά ηλεκτρονικά εξαρτήματα ενδέχεται να καταγράφουν διακυμάνσεις και να αλλάξουν την έξοδο, γεγονός που θα οδηγήσει σε επικαλυπτόμενη παραμόρφωση ή ασάφεια της εικόνας της κυματομορφής, η οποία είναι εύκολο να προκαλέσει λανθασμένη διάγνωση.
2.2 Βλάβη αρμονικών στα όργανα θεραπείας και νοσηλείας
Υπάρχουν πολλά ηλεκτρονικά όργανα που χρησιμοποιούνται στη θεραπεία και το χειρουργικό όργανο είναι το πιο κατεστραμμένο από αρμονικές.Η χειρουργική θεραπεία αναφέρεται στη θεραπεία λέιζερ, ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων υψηλής συχνότητας, ακτινοβολίας, μικροκυμάτων, υπερήχων κ.λπ. μόνη της ή σε συνδυασμό με την παραδοσιακή χειρουργική.Ο σχετικός εξοπλισμός υπόκειται σε αρμονικές παρεμβολές, το σήμα εξόδου θα περιέχει ακαταστασία ή θα ενισχύσει άμεσα το αρμονικό σήμα, προκαλώντας ισχυρή ηλεκτρική διέγερση στους ασθενείς και υπάρχουν σημαντικοί κίνδυνοι για την ασφάλεια κατά την επεξεργασία ορισμένων σημαντικών εξαρτημάτων.Τα νοσηλευτικά όργανα, όπως αναπνευστήρες, βηματοδότες, μόνιτορ ΗΚΓ κ.λπ., σχετίζονται στενά με τη ζωή των κηδεμόνων και το σήμα ορισμένων οργάνων είναι πολύ αδύναμο, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε εσφαλμένη συλλογή πληροφοριών ή ακόμη και σε αδυναμία λειτουργίας όταν υποβάλλονται σε αρμονική παρεμβολές, προκαλώντας μεγάλες απώλειες σε ασθενείς και νοσοκομεία.
3. Μέτρα αρμονικού ελέγχου
Σύμφωνα με τις αιτίες των αρμονικών, τα μέτρα επεξεργασίας μπορούν να χωριστούν χονδρικά στα ακόλουθα τρία είδη: μείωση της σύνθετης αντίστασης του συστήματος, περιορισμός της αρμονικής πηγής και εγκατάσταση της συσκευής φίλτρου.
3.1 Μειώστε την αντίσταση του συστήματος
Για να επιτευχθεί ο σκοπός της μείωσης της σύνθετης αντίστασης του συστήματος, είναι απαραίτητο να μειωθεί η ηλεκτρική απόσταση μεταξύ του μη γραμμικού ηλεκτρικού εξοπλισμού και του τροφοδοτικού, με άλλα λόγια, να βελτιωθεί το επίπεδο τάσης τροφοδοσίας.Για παράδειγμα, ο κύριος εξοπλισμός ενός χαλυβουργείου είναι ο φούρνος ηλεκτρικού τόξου, ο οποίος αρχικά χρησιμοποιούσε τροφοδοτικό 35 KV, και αντίστοιχα είχε ρυθμιστεί μια ειδική τροφοδοσία γραμμής 35 KV από δύο υποσταθμούς 110 KV και το αρμονικό στοιχείο ήταν υψηλότερο στη ράβδο διαύλου 35 KV.Μετά τη χρήση απόστασης μόλις 4 χιλιομέτρων, ο υποσταθμός 220KV δημιούργησε 5 τροφοδοσία ειδικής γραμμής 35KV, οι αρμονικές στο λεωφορείο βελτιώθηκαν σημαντικά, εκτός από το εργοστάσιο χρησιμοποίησε επίσης μια μεγαλύτερης χωρητικότητας σύγχρονη γεννήτρια, έτσι ώστε η ηλεκτρική απόσταση αυτών των μη γραμμικών τα φορτία μειώθηκαν σημαντικά, έτσι ώστε η εγκατάσταση να δημιουργήσει αρμονική μείωση.Αυτή η μέθοδος έχει τη μεγαλύτερη επένδυση, πρέπει να συντονιστεί με τον προγραμματισμό ανάπτυξης του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας και είναι κατάλληλη για βιομηχανικά έργα μεγάλης κλίμακας και τα νοσοκομεία απαιτούν αδιάλειπτη συνεχή παροχή ρεύματος, που τροφοδοτείται γενικά από δύο ή περισσότερους υποσταθμούς, επομένως αυτή η μέθοδος δεν είναι προτεραιότητα.
3.2 Περιορισμός αρμονικών πηγών
Αυτή η μέθοδος πρέπει να αλλάξει τη διαμόρφωση των αρμονικών πηγών, να περιορίσει τον τρόπο λειτουργίας της παραγωγής αρμονικών σε μεγάλες ποσότητες και να επικεντρωθεί στη χρήση συσκευών με αρμονική συμπληρωματικότητα για ακύρωση μεταξύ τους.Η συχνότητα των χαρακτηριστικών αρμονικών αυξάνεται αυξάνοντας τον αριθμό φάσης του μετατροπέα και η πραγματική τιμή του αρμονικού ρεύματος μειώνεται σημαντικά.Αυτή η μέθοδος χρειάζεται να αναδιατάξει το κύκλωμα του εξοπλισμού και να συντονίσει τη χρήση των οργάνων, η οποία έχει υψηλούς περιορισμούς.Το νοσοκομείο μπορεί να προσαρμοστεί ελαφρώς ανάλογα με τη δική του κατάσταση, γεγονός που μπορεί να μειώσει την ποσότητα των αρμονικών σε κάποιο βαθμό.
3.3 Εγκατάσταση της συσκευής φίλτρου
Επί του παρόντος, υπάρχουν δύο ευρέως χρησιμοποιούμενες συσκευές φίλτρου AC: συσκευή παθητικού φίλτρου καισυσκευή ενεργού φίλτρου (APF).Η συσκευή παθητικού φίλτρου, γνωστή και ως συσκευή φίλτρου LC, χρησιμοποιεί την αρχή του συντονισμού LC για να δημιουργήσει τεχνητά έναν κλάδο συντονισμού σειράς για να παρέχει ένα κανάλι πολύ χαμηλής σύνθετης αντίστασης για τον συγκεκριμένο αριθμό αρμονικών που θα φιλτράρονται, έτσι ώστε να μην εγχέεται στο ηλεκτρικό δίκτυο.Η συσκευή παθητικού φίλτρου έχει απλή δομή και προφανές αποτέλεσμα αρμονικής απορρόφησης, αλλά περιορίζεται στις αρμονικές της φυσικής συχνότητας και τα χαρακτηριστικά αντιστάθμισης έχουν μεγάλη επίδραση στην σύνθετη αντίσταση του δικτύου (σε μια συγκεκριμένη συχνότητα, η αντίσταση του πλέγματος και η LC η συσκευή φίλτρου μπορεί να έχει παράλληλο συντονισμό ή συντονισμό σειράς).Η συσκευή ενεργού φίλτρου (APF) είναι ένας νέος τύπος ηλεκτρονικής συσκευής ισχύος, που χρησιμοποιείται για τη δυναμική καταστολή των αρμονικών και την αντιστάθμιση της άεργου ισχύος.Μπορεί να συλλέξει και να αναλύσει το τρέχον σήμα του φορτίου σε πραγματικό χρόνο, να διαχωρίσει κάθε αρμονική και άεργο ισχύ και να ελέγξει την έξοδο του μετατροπέα με αρμονικό και άεργο ρεύμα ίσου πλάτους και ρεύμα αντίστροφης αντιστάθμισης μέσω του ελεγκτή για να αντισταθμίσει το αρμονικό ρεύμα στο φορτίο. έτσι ώστε να επιτευχθεί ο σκοπός του αρμονικού ελέγχου.Ενεργό φίλτροΗ συσκευή έχει τα πλεονεκτήματα της παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο, της ταχείας απόκρισης, της ολοκληρωμένης αντιστάθμισης (η άεργος ισχύς και οι 2~31 αρμονικές μπορούν να αντισταθμιστούν ταυτόχρονα).
4 Ειδική εφαρμογή της συσκευής ενεργού φίλτρου APF σε ιατρικά ιδρύματα
Με τη συνεχή βελτίωση του βιοτικού επιπέδου των ανθρώπων και την επιτάχυνση της γήρανσης του πληθυσμού, η ζήτηση για ιατρικές υπηρεσίες αυξάνεται σταθερά και ο κλάδος των ιατρικών υπηρεσιών πρόκειται να εισέλθει σε μια περίοδο ταχείας ανάπτυξης και ο πιο σημαντικός και σημαντικός εκπρόσωπος της ιατρικής βιομηχανίας είναι το νοσοκομείο.Λόγω της ιδιαίτερης κοινωνικής αξίας και σημασίας του νοσοκομείου, η επίλυση του προβλήματος της ποιότητας της ενέργειας είναι επείγουσα.
4.1 Επιλογή APF
Τα οφέλη του αρμονικού ελέγχου, πρώτα απ 'όλα, είναι η εξασφάλιση της προσωπικής ασφάλειας των ασθενών και του ιατρικού προσωπικού, δηλαδή η μείωση ή η εξάλειψη των αρνητικών επιπτώσεων του αρμονικού ελέγχου στο σύστημα διανομής, η εξασφάλιση της κανονικής λειτουργίας των μετασχηματιστών και των ιατρικών οργάνων ;Δεύτερον, αντικατοπτρίζει άμεσα τα οικονομικά οφέλη, δηλαδή τη διασφάλιση της κανονικής λειτουργίας του συστήματος αντιστάθμισης χωρητικότητας χαμηλής τάσης, τον καθορισμό του ρόλου του, τη μείωση του αρμονικού περιεχομένου στο ηλεκτρικό δίκτυο και τη βελτίωση του συντελεστή ισχύος, τη μείωση της απώλειας άεργου ισχύος και παρατείνετε τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού.
Η βλάβη των αρμονικών στην ιατρική βιομηχανία είναι πολύ μεγάλη, ένας μεγάλος αριθμός αρμονικών θα επηρεάσει την απόδοση και τη χρήση οργάνων ακριβείας και μπορεί να θέσει σε κίνδυνο την προσωπική ασφάλεια σε σοβαρές περιπτώσεις.Θα αυξήσει επίσης την απώλεια ισχύος της γραμμής και τη θερμότητα του αγωγού, θα μειώσει την απόδοση και τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού, επομένως η σημασία του αρμονικού ελέγχου είναι αυτονόητη.Μέσω της εγκατάστασης τουενεργό φίλτροσυσκευή, ο σκοπός του αρμονικού ελέγχου μπορεί να επιτευχθεί καλά, έτσι ώστε να εξασφαλιστεί η ασφάλεια των ανθρώπων και του εξοπλισμού.Βραχυπρόθεσμα, ο έλεγχος των αρμονικών χρειάζεται ένα ορισμένο ποσό επένδυσης κεφαλαίου στο αρχικό στάδιο.Ωστόσο, από τη μακροπρόθεσμη αναπτυξιακή σκοπιά, το APFσυσκευή ενεργού φίλτρουείναι βολικό να διατηρηθεί σε μεταγενέστερη περίοδο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πραγματικό χρόνο, ενώ τα οικονομικά οφέλη που προσφέρει για τον έλεγχο των αρμονικών και τα κοινωνικά οφέλη από τον καθαρισμό του ηλεκτρικού δικτύου είναι επίσης προφανή.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουν-30-2023