医院配电系统的谐波任宝立刘晓峰（哈尔滨工业大学建筑设计研究院，哈尔滨市ＲｅｎＢａｏｌｉ３厶，口理１５００９０）ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎａｂｏｕｔＨａｒｍｏｎｉｃＴｒｅａｔｍｅｎｔｉｎｔｈｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｏｆＨｏｓｐｉｔａｌｓＬｉｕＸｉａｏｆｅｎｇ（ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＨＩＴ，Ｈａｒｂｉｎ１５００９０，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔｇｅｎｅｒａｔｅｄｉｎＡｇｒｅａｔｄｅａｌｔｈｅｍｅｄｉｃａｌｏｆｈｉｇｈ—ｏｒｄｅｒａｎｄｈａｒｍｏｎｉｅｓｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ的问题。那么究竟哪些设备会产生高次谐波．高次谐波含量有多大，怎么治理呢？笔者从以下几个方面ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｅｓｔｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｉｎｔｈｅｈｏｓｐｉｔａｌｂｕｉｌｄｉｎｇｓｈａｓｂｅｃｏｍｅａｎｍａｉｎｐｏｌｌｕｔｉｎｇｓｏｕｒｃｅｔｏｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｎ进行分析、探讨。１１．１ｈｏｓｐｉｔａｌｓ．Ｔｈｅｈａｒｍｏｎｉｃｃｕｒｒｅｎｔｉｎｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍａｉｎｌｉｎｅｓｏｆｌｉｇｈｔｉｎｇ，ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｔｅｓｔｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ，ｍｅｄｉｃａｌ医院配电系统谐波的产生普通照明ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｍｅａｓｕｒｅｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｉｎｔｈｅｈｏｓｐｉｔａｌｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｈａｓｂｅｅｎａｎｄａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄ；ｔｈｅｔｈｅｈａｒｍｏｎｉｃｂｕｉｌｄｉｎｇｓ照明配电干线谐波电流测试数据见表ｌ。可以看出，照明配电干线电流波形有畸变．产生的谐波电流不是非常明显，电流总谐波畸变率在７％左右。１．２电子检测设备ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｓｕｃｈｈａｖｅｂｅｅｎｂｒｉｅｆｌｙａｎａｌｙｚｅｄ．ＫｅｙＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｅｑｕｉｐｍｅｎｔｗｏｒｄｓｔｅｓｔｉｎｇＨｏｓｐｉｔａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔＨａｒｍｏｎｉｃＭｅｄｉｃａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ电子检测设备配电干线谐波电流测试数据见表２。从表２可以看出，电子设备产生了一定的谐波摘要医院建筑中的医技、电子表１照明配电干线谐波电流Ｔａｂ．１ＨａｒｍｏｎｉｃＩ。ｌｃｕｒｒｅｎｔ检测等设备能产生大量的高次谐波．成为医院配电系统的主要污染源。实测比较了医院中照明、电子检测设备、医技ｉｎｌｉｇｈｔｉｎｇｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍａｉｎｌｉｎｅＬ３ＨＲｌｎ６．２％３．３％１．６％Ｎ＼谐波谐波＼电流３５７１．２次数＼电流值（Ａ）５．６５．６３．１ＨＲ厶电流值（Ａ）４．４％４．４％２．４％７．３电流值（Ａ）２．７２．０１．９ＨＲ厶电流值（Ａ）２．２％１．６％１．５％１４．Ｏ１．１ＨＲＩｎ１１８．６％９．３％７．６％设备配电干线上的谐波电流。对此类建筑谐波治理的方法和计算方式做了简要的分析。关键词检测设备医院谐波治理电子３．９１．９Ｏ．９１１．８基波电流有效值（Ａ）ＴＨＤｕＴＨＤ｜１２７．１２．５％６．９％１１７．９２．２％７．４％１２４．０２．２％３．３％医技设备４４．０％１２１．０％随着医疗行业的发展。一些大型表２电子检测设备配电干线谐波电流ＴａｌＪ．２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高次谐波；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。医院配电系统的谐波治理已成为医院和设计部门必须考虑ＨａｒｍｏｎｉｃｃｕｒｒｅｎｔｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍａｉｎｌｉｎｅｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｔｅｓｔｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓＩ。２ｌ一３＼谐波谐寂＼鼬流３５７ＬｌＮＨＲＩｎ４．９％７．１％４．９％１．０％１．６％次数＼＼电流值（Ａ）９．０２．４２．９ＨＲ屯电流值（Ａ）６．９％１．８％２．２％１．０％１．７％５．３６．６５．９１．７１．４ＨＲＩｎ４．８％６．Ｏ％５．３％１．５％Ｉ．３％电流值（Ａ）５．Ｏ７．３５．ＯＯ．８１．６电流值（Ａ）１７．６Ｏ．７０．６３．３０．９２４．６ＨＲ厶７１．５％２．８％２．４％１３．４％３．７％９１１１．４２．２１３１．３３．Ｏ％７．８％基波Ｉ乜流有效值（Ａ）ＴＨＤＵＴＨＤ。１ｌＯ．８２．５％９．７％１０２．４２．６％１０．３％１６．０％７２．９％万方数据 垦．！！里里墨堕勉堕婆造墨！堡！！！妻１—■Ｉ２７建藐电乞。Ｉ——ｌ＿－＿ｌ—ｌ＿ＢＵｌＬＤＩＮＧ２ｒ－ｔｔ－ｔ９年第７期ｌＥＬＥＣＴＲＩＣＩＴＹ电流，电流总谐波畸变率ＴＨＤ，在１０％左右。通过对上述配电干线Ｌ３相进行实时频谱测试、分析，发现：谐波频谱很复杂，典型的频谱集中在３次、５次、７次，频谱相对较宽，谐波频谱范围大约在：３—３３次。有问谐波成分。电子设备的自然功率因数很高，达到了０．９２。１．３医技设备（重点谐波源设备）据中几个典型的测试数据，由于各医院选用的医技设备型号、厂家不同．测试时运行状态不同，测得的结果也不尽相同．由于文章篇幅的关系，测试数据不再一一列出。通过大量测试数据分析发现：加速器、Ｘ光机、胃肠机等设备产生的ＴＨＤ，大约在５０％一６０％；ＣＴ（计算机断层扫描）、磁共振、ＤＳＡ（数字减影血管造影机）等在３０％左右；电子检测设备、手术室、伽玛刀等在１０％。１５％之间；变频设备在３５％左右等。医院配电系统中的谐波电流具有如下特点：ａ．谐波源设备产生的谐波电流的频谱很宽。医院中大部分是电子设备，在不同的负载率下，典型的频谱有所不同．但是共同点是频谱范围很宽，很多设备还有偶次谐波分量。ｂ．谐波电流畸变率很高．设备的自然功率因数也很高。Ｃ．医院内电子设备、医技设备很多。这些设备表３核磁共振设备配电线路谐波电流Ｔａｂ．３ＨａｒｍｏｎｉｃＬｌＣＵｌＴｅＦＩｔ１．３．１核磁共振设备核磁共振设备配电线路谐波电流测试数据见表３。由表３可见，核磁共振设备的电流波形发生了明显的畸变，电流总谐波畸变率ＴＨＤ，高达２３．４％，是系统中主要的谐波源。通过对上述配电干线Ｌ１相进行实时频谱测试、分析，发现：谐波频谱很复杂，典型的频谱集中在３次、５次、７次、９次，频谱相对较宽。谐波频谱范围大约在３—４３次，有很多问谐波成分。１．３．２加速器加速器配电线路谐波电流测试数据见表４。可以看到，加ｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｌｉｎｅｏｆＮＭＲｅｑｕｉｐｍｅｎｔ１，２＼谐波３５７速器设备电流波形发生了明显的畸变，产生了更大的谐波电流，电流总谐波畸变率ＴＨＤＩ高达４８．７％，是系统中主要的谐波源。通过对上述配电干线Ｌ２相进行实时频谱测试、分析，发现：典型的频谱集中在３次、５次、７次、９次、１１次、１３次，频谱宽，谐波频谱范围大约在：３～４９次，有问谐波成分。谐沁漉Ｌ３Ｎ次数＼电流值（Ａ）５．７ＨＲ｜ｎ１６．５％１５．６％２．９％２．３％电流值（Ａ）１．５ＨＲ厶８．Ｏ％１５．４％９．６％１．６％电流值（Ａ）１．４３．１１．３Ｏ．５２３．７２．２％ＨＲＩｎ５．９％１３．１％５．５％２．１％电流值（Ａ）７．９Ｏ．８０．５１．０ＨＲｌ。４１．８％４．２％２．６％５．３％５．４１．Ｏ２．９１．８９基波电流０．８３４．６０．３１８．８２．１％有效值（Ａ）ＴＨＤｕ７ＷＤ，１８．９２９．２％４２．４％２．５％２３．４％２０．１％１５．７％表４加速器配电线路谐波电流Ｔａｂ．４ＨａｒｍｏｎｉｃｃｕｒｒｅｎｔｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｌｉｎｅｏｆａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒＬＨＲＩｎ１３．３％３９．９％２２．７％３．４％３．４％６．４％ＮＨＲｌｎ１５．４％２５．８％１２．７％５．２％１．９％３．７％２６．７５．８％３３．５％＼２医院配电系统谐波分析医院中核磁共振设备和加速谐沁流次数＼清波３５７ＬｌＬ２ＨＲｌ。９．９％３５．Ｏ％１８．４％１．０％５．４％５．１％３电流值（Ａ）２．９ｌＯ．３５．４Ｏ．３１．６１．５电流值（Ａ）３．１９．３５．３０．８Ｏ．８１．５２３．３５．７％电流值（Ａ）４．１电流值（Ａ）８．１１．５０．７１．６０．３０．２３．４ＨＲＬ２３８．２％４４．１％２０．６％４７．０％８．８％５．９％６．９３．４１．４器等医技设备产生大量的谐波电流，是主要的谐波源；电子检测设备也是典型的谐波源，电流畸９１ｌ１３０．５１．０变率ＴＨＤ，达１０％左右，如果此类设备数量很多，对电网也会产生很大的污染。基波电流有效值（Ａ）ＴＨＤＵＴＨＤ。２９．４５．８％４１．５％１５．４％２４８．Ｏ％以上数据，只是大量测试数４８．７％万方数据●■一ＪＬｄ．２００９ Ｖ０１．２８Ｎｏ．７２８对谐波很敏感。如果大量的谐波电流注入系统，会干扰设备的正常工作。影响配电系统的供电质量。ｄ．大量的谐波电流和谐波电压，会影响配电系统中继电保护设备的正常工作，影响配电系统的供电连续性。３．２谐波治理设备的选择对于已经投入运行的医院可以实测数据为依据．选择滤波设备的容量。对于在建医院建筑，可以通过如下方式预估谐波电流。选取相应的滤波设备：ａ．就地补偿：按设备工作电流乘以谐波畸变率，即可得出谐波电流有效值。可选择相应电流的三线滤波器。ｂ．集中补偿：考虑到主母线或配电干线上可能含有照明、动力、空调等负载，应选用相应容量的四线滤波器。集中补偿滤波设备的谐波电流有效值可按计算电流乘以谐波畸变率．畸变率按１５％考虑。ｃ．如果不采用就地补偿，只采用集中补偿，医技设备与其它电气设备混合供电，可以将畸变率提高到２０％进行估算。有源滤波器输出的补偿电流是根据系统的谐波量动态变化的，因此不会出现过补偿的问题；另外，有源滤波器内部有过负荷保护功能．当系统的谐波量大于滤波器容量时．滤波器可以自动在１００％额定容量输出，不用担心会发生过负荷的问题。３谐波治理方案及谐波治理设备选择可以看到．医院配电系统中存在大量的谐波电流。给配电系统的安全运行带来隐患，必须进行治理。为了有效地滤除谐波，考虑配电系统中谐波频谱很宽和设备自然功率因数高的特点，可选用有源滤波器。采用就地与集中相结合的谐波治理方式。３．１谐波治理方案的选择ａ．大型医技设备均配备专用隔离变压器，可以抑制３或５次谐波，但对其它高次谐波不起作用，所以，不能依赖隔离变压器进行谐波治理。ｂ．无源滤波装置只能针对某一频率的谐波进行治理。对于医院配电系统中频谱范围较宽的谐波的治理不适合，医技设备、电子检测设备功率因数较高，不需要补偿。ｃ．并联有源滤波器能够检测、分析系统电流中的谐波分量；自动补偿，不受频谱范围的制约；可以单独治理谐波．不提高功率因数。ｄ．针对谐波源分散，单个设备产生谐波量小的电子检测设备，采用集中滤波的方式，在主母线上或配电干线上进行谐波治理。４结语在医院设计中，对医院建筑的谐波量到底有多大，应该怎么计算。怎样选择谐波治理设备，很少有设计者在设计阶段就考虑到。大部分医院都是在投入运营后，发现电源质量问题才想到解决谐波问题，改善电源质量。针对这一现象，本文提供了医院建筑谐波治理的具体方式。同时提供了一种简单有效的谐波治理设备计算、选择的方法，供广大设计者参考。２００９—０２—０６来稿２００９—０７—０２修回ｅ．在重点的谐波源设备（大型医技设备）处，进行就地谐波治理。避免设备运行产生的谐波注入到电网。可明显降低主要谐波源对供电系统和设备的影响。妒ｔ萨ｅ自ｔ护矿矿驴扩扩矿扩扩矿矿ｑ护驴矿妒矿护矿扩扩扩－，≈自８矿｛卢护口。驴驴ｔ矿驴泸日８泸泸驴＠ｐ矿舻扩驴赛因思尔有源电力滤波器参展中闲电源展２００９年６月１９日至２２日，赛因思尔（Ｓｉｎｅｘｃｅｌ）有源电力滤波器在深圳会展中心参展了第十五届中国国际电源展览会。赛因思尔有源电力滤波器是深期Ｉ市盛弘电气有限公司自主研发．拥有全知识产权及六项专利技术的新一代有源电力滤波器。在当今越来越关注电能质量的大背景下．赛因思尔有源电６６０ｈｉｍ的体积表示惊叹；对赛因思尔有源电力滤波器既可壁挂安装．又可机架安装，与各种电力电子设备同置于标准机柜，从而节省空问的创新设计赞不绝口；对赛因思尔有源电力滤波器３个ＤＳＰ（数字信号处理器）高速精密运算和高达９７．２％的工作效率，比其余效率仅达到９５％的有源电力滤波器年节省约６５００ｋＷ・ｈ电能消耗的卓越性能称赞不已，纷纷表示赛因思尔有源电力滤波器开创了有源电力滤波器的新局面。深期Ｉ市盛弘电气有限公司供稿２９力滤波器凭借自身卓越的性能。成为本次电源展的一大亮点。观众纷纷对赛因思尔有源电力滤波器仅８８姗×４４０万方数据 ｍｍ×医院配电系统的谐波治理（审｝童ｉ一竞牛■——Ｉ医院配电系统的谐波治理
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
任宝立， 刘晓峰， Ren Baoli， Liu Xiaofeng哈尔滨工业大学建筑设计研究院,哈尔滨市,150090建筑电气
BUILDING ELECTRICITY2009,28(7)
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