電能質量監測及治理在醫院中的應用

前言： 醫院診療設備主要為電子設備，工作時會產生非正常的正弦交流電流和脈動直流電流，且大型醫療設備如 CT、MRI、DR 等往往都是斷續反復工作制，僅僅是在拍片時以高功率運行，產生尖峰電流。因此醫療設備運行會對配電系統的電壓、頻率、諧波等產生不良影響，再加上醫院中大量應用的 LED 照明，都會降低醫院配電系統的電能質量。【1】同時也會對公用電網諧波產生影響。GB / T 14549 - 1993《電能質量 公用電網諧波》規定電壓總諧波畸變率 THD u  MAX值為5%。【2】

       配電系統電能質量下降，會影響醫療設備的電源和控制，導致醫療設備故障率的增加，對醫院的安全生產帶來嚴重影響。如電壓發生偏差甚至驟升驟降，會使MRI、CT、DSA等依靠計算機程序控制的大型數字化設備數據丟失。因此，對電能質量的監測及治理尤為重要。

關鍵字：醫院用電；醫療設備：電能質量： 

1.趨勢分析

       檢查用X光機、CT機、核磁共振機，監測用數字心電機、呼吸機等，這些大型醫療機械設備在給現代醫療檢查診斷提供巨大幫助的同時，由于此類設備在使用過程中會產生大量諧波電流，注入到電網中給醫院配電系統大量嚴重的諧波污染。配電網系統中的諧波分量，會降低供電電能質量水平和供電可靠性，會大大影響醫院醫療過程中所使用的各種靈敏設備，如造成監控計算機出現死機、儀器設備出現拒動誤動、靈敏元件出現故障等，進而影響到這些精密靈敏儀器設備性能的正常發揮。不僅其自生供電回路的電能質量會降低，為其供電的變壓器也受其影響，電能質量也會相應降低，尤其會產生較大的諧波電流，以低次諧波為主，同時中性線也有較大電流流過。因此，在供電設計時應采取相應的方式措施，如：

       1.醫療設備配電變壓器設置電能質量檢測裝置。

       2.在配電室中設置電能質量治理裝置。

       3.在末端設置濾波裝置。

2.AcrelEMS-MED醫院能源管理系統

       AcrelEMS-MED醫院能源管理平臺充分結合《醫療建筑電氣設計規范》《綠色醫院建筑評價標準》、《醫院建筑能耗監管系統建設技術導則》等行業規范、根據醫院用戶需求以及能源管理部門要求，采集分析能源、能耗、能效數據，監測以電能質量、用電安全相關指標以及其他用能指標，并與國家能源政策與用能模式改革結合。能夠輔助醫院后勤管理人員進行能源供應系統及設備的運行管理工作，幫助醫院管理層實時掌握醫院的能耗情況，為醫院能源信息化建設和節能管理提供了良好的技術平臺。

1)電能質量監測

       系統中配置APview500電能質量監測裝置遵照IEC61000-4-30《測試和測量技術-電能質量測量方法》中規定的各電能質量指標的測量方法進行測量，集諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監測、電壓不平衡度監測、事件記錄、測量控制等功能為一體。用于監測醫院電能質量和用能情況，并對系統異常情況及時控制和預警。

2)電能質量治理

       醫院的數量眾多的UPS和醫療設備均會產生諧波，諧波污染比較嚴重，會對無功補償電容器等設備運行造成干擾。ANAPF系列有源電力濾波器通過電流互感器采集系統諧波電流，經控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量，產生諧波電流指令，通過功率執行器件產生與諧波電流幅值相等方向相反的補償電流，并注入電力系統中，從而抵消非線性負載所產生的諧波電流。

硬件配置

3.總結

       醫療建筑屬于最復雜的民用建筑之一，用電負荷大，級別高，多數為一、二級負荷，甚至一級負荷中特別重要的負荷，供電系統復雜。保證醫院中各種醫療設備的可靠運行，時確保醫院救治工作正常開展的必要條件。AcrelEMS-MED醫院能源管理平臺對醫院用電設備的電能質量進行監測、治理措施。保證各類醫療設備的正常工作。為醫院正常運行保駕護航。

【參考文獻】

[1]楊 皞. 醫療建筑供電設計的幾點體會 [J]. 建筑電氣（電氣應用），Sep. 2020 Vol. 39 No. 9：59-66.

[2]能源部電力司. GB / T 14549 - 1993 電能質量公用電網諧波［S］. 北京：中國標準出版社，1994.

[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.05版.