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摘要：医疗行业的发展与建设离不开电。医疗行业的配电系统是保证医院供电的一项重要因素。随着我国现代科学技术的逐渐发展与进步，医院的供电设施也得到了很大的改善以及提高。在发展的过程中，各种技术使得我国医院的配电系统得到了逐渐的完善。一些大型医院装备了许多电子医技设备．这些设备共同的特点是：设备运行会产生大量的谐波；对电源质量要求很高。医疗设备所在配电系统中，如果存在大量的谐波，会使电压、电流波形发生畸变，影响系统供电质量。同时还对其它供电及用电设备造成危害：缩短设备使用寿命，干扰重要医疗设备的正常工作。医院配电系统的电能质量治理已成为医院和设计部门必须考虑。
关键词：医疗行业供配电系统；医疗设备；电能质量；谐波危害及治理；系统解决方案
医疗行业供配电系统中的谐波源主要可分为医疗设备、信息通信设备和电器设备三大类，具有频谱宽、畸变率高、种类杂和数量多等特点。
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：
医疗设备的进步，体现着现代医院诊疗水平，医院的电磁环境因此发生了极大变化。现代化医院通过不断引入新型、复杂的电子医疗系统来提高医疗服务水平。谐波干扰问题必将成为医院现代化进程中必须重视的问题。医院建设、管理，电气工程设计是以后发展过程中必须考虑的问题。
其原因有二：
一是因为当前电子技术正朝着高频、高速、高灵敏度、高可靠性、多功能、小型化方向发展，导致了现代电子设备产生和接受电磁干扰的几率大大增加；
二是随着电力电子装置本身功率容量和功率密度的不断增大，电网的谐波干扰和反串也日益严重。谐波不仅降低电网的供电品质，还会严重危及医疗设备供配电系统的电力器件的运行，容易产生误动作，击穿电容补偿柜，对小型仪表类医疗设备产生电源干扰。所以电力谐波是个不容忽视的问题，应以重视。
1）对电能质量要求高；
2）负载中含有多种谐波源，配电谐波含量较高；
治理方案：根据负载特征，需通过配电房集中治理和针对性的就地治理共同实现。
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。
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 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 全面监测电能质量，保障供电可靠性
Ø 完整电能质量治理
Ø 数据应用及增值服务
针对医疗行业配电系统中涉及到的电梯、空调、风机、大型水泵等电器设备及数量较多的计算机和音频等网络通信设备，为减少谐波对电网侧的危害和影响，同时确保无功功率因数达到国标要求值，避免罚款，可采用配电房集中治理的方式，同时也可对整个低压供配电系统进行电能质量在线监测，其中包含谐波分析、波形采样、电压暂降/暂升/中断、闪变监测等，其集中治理的产品选型见表2。
表2电能质量监测及集中治理产品选型表
| 设备名称 | 产品型号 | 产品图片 | 功能特性 |
| 电能质量在线监测装置 | APView500 |
| 电能质量在线监测装置，集谐波分析、波形采样、电压暂降/暂升/中断、闪变监测、电压不平衡度监测、事件记录、测量控制等功能为一体，能够满足110kV及以下供电系统电能质量监测的要求 |
| APM系列 多功能网络仪表 | APM510/520 |
| 按 IEC 国际标准设计，具有全电量测量、电能统计、电能质量分析（包括谐波、间谐波、闪变）、故障录波功能(包括电压暂升暂降中断、冲击电流等记录)、事件记录功能及网络通讯等功能，主要用于电网供电质量的综合监控。该系列仪表配有功能丰富的 DI/DO 模块、AO 模块、无线通讯模块、漏电测温模块，可以灵活实现电气回路全电量测量及开关状态监控。 |
| 有源谐波治理系统 | AnSin¨-G Ⅰ型 | | 采用DSP+FPGA全数字控制方式，并联在系统中，兼补谐波和无功； 具备完善的桥臂过流、直流过压保护、装置过温保护功能； 具备超前和滞后的功率因数校正功能； 具备动态过温降载功能； 有源谐波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企业微电网能效管理平台，为用户提供远程在线服务。 |
| 有源无功补偿系统 | AnCos¨-G Ⅰ型 | | 具备无功功率线性补偿、三相电流平衡治理和稳定电压的功能，同时可滤除5、7、11、13次以内的谐波； 具备自动检测运行、测量监视和定值设定功能； 具备智能散热和无极调速的功能； 具备动态扩容功能，支持插拔，方便更换； 具备过压切除、过压闭锁、欠压切除、超温告警等保护功能； 有源无功补偿系统配备有数据处理与分析平台，通过对采集到的用户现场数据与补偿设备补偿算法相结合，为用户提供定制化的电能质量治理服务，
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| 混合动态谐波无功补偿系统 | AnCos¨/¨-G Ⅰ型 |
| 响应时间快，精度高、运行稳定，能根据系统的无功特性自动调整输出，动态补偿功率因数； 采用全数字、模块化控制方式，采用DSP＋FPGA高速检测和运算的数字控制系统监控及显示系统； 同时具备谐波治理、无功功率线性补偿与三相电流平衡治理和稳定电压的功能； 谐波补偿次数：2-51次，可对2次～31次谐波电流进行全补偿； 具备远程通讯接口功能，并可通过PC机进行实时监控； 分层式系统设计，三层系统各自独立且相互耦合。基于谷歌Flutter框架构建的遥信、遥控软件平台，具备远程服务与数据处理功能，并支持IOS、安卓、PC多平台交互。 |
核磁共振器MRI、CT机、X光机及UPS作为医疗行业中重要的末端设备，运行过程中不可避免的对整个医疗供配电系统中产生谐波污染，电流畸变率一般会达到40%~50%。同时医院照明普遍采用LED荧光灯、金卤灯、调光器等，此类照明装置主要负荷类型为开关电源型，谐波电流以3次谐波电流为主，3次谐波电流作为零序电流，三相矢量角度一致，因此向N线进行叠加，导致N线电流过大。针对以上负载情况，建议在各重要设备的配电箱增加电能质量补偿设备进行就地治理，达到终端治理谐波的目的，避免谐波影响到整个配电系统和其他用电设备。
就地治理的产品选型见表3
| 设备名称 | 产品型号 | 产品图片 | 功能特性 |
| APM系列 多功能网络仪表 | APM510/520 |
| 按 IEC 国际标准设计，具有全电量测量、电能统计、电能质量分析（包括谐波、间谐波、闪变）、故障录波功能(包括电压暂升暂降中断、冲击电流等记录)、事件记录功能及网络通讯等功能，主要用于电网供电质量的综合监控。该系列仪表配有功能丰富的 DI/DO 模块、AO 模块、无线通讯模块、漏电测温模块，可以灵活实现电气回路全电量测量及开关状态监控。 |
| 有源无功补偿系统装置 | AnCos¨ Ⅰ型 | | 具备无功功率线性补偿、三相电流平衡治理和稳定电压的功能，同时可滤除5、7、11、13次以内的谐波； 具备自动检测运行、测量监视和定值设定功能； 具备智能散热和无极调速的功能； 具备动态扩容功能，支持插拔，方便更换； 具备过压切除、过压闭锁、欠压切除、超温告警等保护功能；
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| 中线安防保护器 | ANSNP70-0.4/B | | DSP+FPGA控制方式，响应时间短，全数字控制算法； 末端治理，可滤除中性线中由3N次谐波或三相不平衡造成的过大电流； 具有完善的桥臂过流保护、直流过压保护、装置过温保护功能； 采用4.3英寸屏幕彩色触摸屏以实现参数设置和控制； 多机并联，达到较高的电流输出等级； 壁挂式模块设计，体积小，安装便利，方便扩容。 |
| 谐波保护器 | ANHPD | | 吸收3kHz~10MHz频率各种能量的谐波干扰； 消除高次谐波、高频噪声、脉冲尖峰、浪涌等干扰； 矫正电压、电流波形，克服由于高频谐波污染引起的干扰，保障设备的安全运行。 |
| 有源谐波治理系统装置 | AnSin¨ Ⅰ型 |
| 壁挂式，可进行末端谐波治理； 功能设置：只补偿谐波、只补偿无功、既补偿谐波又补偿无功； 保护类型：直流过压保护、IGBT过流保护、装置过温保护、输出限幅保护等； 采用DSP+FPGA全数字控制方式，并联在系统中，兼补谐波和无功； 兼补谐波和无功，可对2～51次谐波进行全补偿。 基于谷歌Flutter框架构建的遥信、遥控软件平台，具备远程服务与数据处理功能，支持IOS、安卓、PC多平台交互； 具备超前和滞后的功率因数校正功能，可将三相不平衡负荷调整至平衡； |
由于系统中无功柜均为纯容性，极易与谐波电流产生谐振现象，放大谐波电流，使无功柜受到损害，在谐波较大的场合建议改造，具体方案如下：
方案一：集中治理：建议配电房无功柜改造，并串接14%电抗，结合AnSin-G Ⅰ型有源谐波治理系统装置进行集中谐波治理；无功柜未投入时功率因数较好，若不改造，在不影响功率因数的基础上可先暂停，直接装设有源谐波治理系统装置进行谐波治理。
方案二：就地治理：建议在楼层配电间或负载末端加装ANSNP中线安防保护器，治理3N次谐波和三相不平衡导致N线电流过大问题，达到终端治理谐波的目的，避免谐波影响到整个配电系统和其他用电设备。
现代医疗行业中的设备普遍采用电力电子变流和控制器件，使医院非线性医疗设备负荷的种类和数量迅速增加，谐波污染日趋严重，给配电系统和医疗设备带来巨大危害。但医院供配电系统谐波问题一直没得到足够重视，谐波造成的电能消耗增加、设备故障、使用寿命缩短等直接和间接经济损失相当巨大。通过对医院供配电系统电能质量进行研究，结合系统平台提出合理的整体解决方案，对改善供电质量，提高电网的安全和经济运行，保障设备的性能以及降低能耗均有重要意义。
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