医院配电系统谐波分析及治理研究

周帆

摘要：在现在的时代里，跟着大型的医院的医疗设备的数量越来越多，医院的医疗电气设备在医院各种的治疗和诊断中起到的作用也是日益的提高的。在组装不同的电气装置的医用的机器对用电装置供电的要求也是要求越来越严格了，在另一个层面上，医疗电气的装置自身也会有相当大的谐波电流以及各种具有干扰的信号，以此会对医院的供电的质量产生很大的影响。所以，对产生的谐波以及各种干扰源的电气医疗设备需要采取一些抑制的方法，来保证电网的质量，让医疗的设备可以正常的运行，本文对谐波的抑制和处理做详细介绍。

关键词：医院;谐波;治理

1.谐波的来源及危害

1.1.谐波的来源

谐波主要在带载荷的分线性和非线性的载荷，非线性的载荷，它们在工作的时候，会生成谐波。因为非线性的载荷，它们的特性不同，在这里可以把谐波分成三大来源。第一方面：铁磁的饱和型的谐波有很多种的铁芯的设备，比如电抗器，电感器等等，它的铁芯的饱和的特征是呈现非线性的。因为它的铁芯是很饱和，可以让电流磁化，呈现出尖峰的状态，因此会出现奇次的谐波，其中最主要的还是三次谐波。第二方面：电气的开关型主要有交流直流的交换装备，比如整流的机器，定频变频的设备和各种电器开关装置，这些电器装置在整流时大多是利用移相进行控制，因此很可能产生谐波。其中三次谐波基本可以达到基波的50%，还有6次、8次、12次、15次等奇次谐波。

1.2 谐波的危害

在大多数的负载都是非线性的载荷，所以，它们所生成的谐波会随之增多，对电器网络的危害也会逐渐的严重。医院最典型的医疗电气机器基本也都是非线性的负载，它们对电器网络的主要有以下的危害。①在使用過程中形成的谐波的现象，非线性的载荷经常是在安装电容的方式来提高使用的功率的，从而来减小生成的谐波的危害，可是这样的方式也会增加但是这就会增加并联和串联的谐波频率，是谐波的电流越来越大，从而造成电器的不稳定和降低使用的安全性能，尤其是在医院的医疗装置的使用上要加以注意。②谐波可能使得变压器的损耗变大，它可能增大变压器的涡流、磁滞现象以及铜损的现象，因此也会使得机器温度升高，电机的温度变得很高，生成震动和噪音，是机器损坏。

2 典型医疗设备谐波

典型医疗设备谐波主要有核磁共振、ct、数字X光机、数字减影血管造影等等。通过对这些医疗设备的谐波分析，我们可以得出这些医疗设备的谐波电流很宽，而且主要是奇次谐波，这种谐波对其他设备也有一定的影响。他可能会使整个系统的功率降低，从而影响设备的工作，谐波可能还会对整个供电设备由一定的负面作用，是供电出现不均衡的现象。有些医用的电气装置因为自身的功率因素很高，运行启动的时候电流也很很大，所以，在使用的时候对供电系统会有很大的冲击力，对整个电路会造成污染，从而对其他的电气装置产生不利的作用。所以，需要对这些大型的医用设备自身产生的谐波进行处理。

3 典型医疗设备谐波抑制方法

典型医疗设备谐波抑制方法主要有增加整流的相数、安装交流滤波器、安装动态有源电力滤波器、有源电力滤波器选择、有源电力滤波器补偿电流控制。

3.1. 减少系统阻抗

为了达到可以降低系统的阻值的要求，我们就要通过降低电器装置和电源之间的间距，简而言之，就是升高电压的供电级别。比如有一家医院采用的电弧炉的设备，一开始使用的是35KV电源系统，它是通过两个110KV的变电所然后通过一回路的35KV电缆供电，这样我们在35KV的电缆上得到的谐波值会很高;然后我们该用一个离220KV变电所只有4公里的地方架设5回35KV电缆，测得的谐波明显有所降低，同时这家医院还利用了大容量的发电机，让非线性的载荷的电器设备的距离得到了减小，让该医院产生的谐波的数值得到大大的减小。但是这样的方法将会出现很大的投资，需要协调电网的发展。只适用于大型医疗项目，而且医院要求全天不间断的供电，通常会有两个或以上变电所，所以这种方法得不到很好的利用。

3.2  限制谐波源

这种方法要通过调整谐波源的装置，从而减少大量生成谐波的工作方式，通过大量的使用具有谐波消除的装置来抵消谐波;也可以通过加大电流装置的相数，提供谐波的次数，从而使谐波电流的数值得到降低。但是这种方法通常要通过改变装置的线路，配合使用电器仪器，在使用上面也很大的缺陷和不可行性。因此，医院只能在结合自身的情况下做一些改善，在一定的程度上减小谐波的数量。

针对大型大型的医疗电气设备引起的电压的闪变，谐波的污染和功率因数的低等一些电能的质量问题，也总结了一些可以通过一种静止的没有功率补偿的设备和有电源的滤波器来构成一种新型的综合的补偿系统。用这种电气系统设备来弥补五功率，并且通过对着三相的不对称的控制来使电网得到改善，从而消除系统中的负电流，有电源的滤波器除了电弧炉还有无功率补偿设备产生的谐波，在构造合理的结构，可以让静止没有补偿装置的有电源滤波装置互不影响，从而使系统可以分别控制，从而让系统可以切实际的运行，对比分析了电气装置的前后投入使用的波形和数据，可以得出这些补偿系统对改善电网电能质量的有效性和可行性.

结论

随着现在的科学的提高，也有很多的新的先进的医疗装置会应用在广大的医疗行业。这样也会在一个方面大量的产生电器系统的谐波，从而使医疗设备的损坏和运行造成一定的影响。现阶段，有些大型医院已经在总的配电房里面安装了滤波器装置，但是针对一些典型的医疗装置却没有安装滤波器，这样也会造成这些设备周围的供电质量受到污染，影响周围其他设备的使用，因此，可以在大量产生谐波的医疗设备处加装谐波滤波器，将谐波及早进行抑制，保证医院内部供电质量。在医院电器装置的设计中，对大型医院的谐波量是怎么知道它有多大呢，是怎么计算出来的呢，需要采用什么样的机器来减少谐波量呢，却很少有设计院在设计阶段就已经提出来的，大多数医院都是在使用过程中，才会考虑这个问题，针对这一现象， 我也对大型医院的谐波的治理介绍了一些解决的方法，以及一些具体的方式，同时也对谐波的原理和产生的原因做了简单的介绍，以供广大设计人员查看。

参考文献：

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