V dnešnej dobe s rýchlym rozvojom vedy a techniky a neustálym zlepšovaním lekárskej úrovne je sprevádzané aj zavádzaním rôznych rozsiahlych moderných medicínskych zariadení, ktoré v týchto zdravotníckych zariadeniach vytvárajú veľké množstvo harmonických, čo prináša vážne škody. na elektrickú bezpečnosť a normálnu prácu zdravotníckych zariadení.Aktívne filtračné zariadenie sa stalo kľúčovým zariadením na vyriešenie tohto problému.
1.1 Zdravotnícke vybavenie
V lekárskych zariadeniach je veľké množstvo výkonových elektronických komponentov a tieto zariadenia budú počas práce produkovať veľké množstvo harmonických, ktoré spôsobujú znečistenie.Bežnejšie zariadenia sú MRI (prístroj na nukleárnu magnetickú rezonanciu), CT prístroj, röntgenový prístroj, DSA (kardiovaskulárny kontrastný prístroj) atď.Medzi nimi sa počas operácie MRI generujú RF impulzy a striedavé magnetické pole na generovanie nukleárnej magnetickej rezonancie a RF impulz aj striedavé magnetické pole prinesú harmonické znečistenie.Usmerňovací mostík vysokonapäťového usmerňovača v röntgenovom prístroji bude pri prevádzke produkovať veľké harmonické a röntgenový prístroj je prechodná záťaž, napätie môže dosiahnuť desiatky tisíc voltov a pôvodná strana transformátor zvýši okamžitú záťaž 60 až 70kw, čím sa zvýši aj harmonická vlna siete.
1.2 Elektrické zariadenia
Ventilačné zariadenia v nemocniciach, ako sú klimatizácie, ventilátory atď., a osvetľovacie zariadenia, ako sú žiarivky, budú produkovať veľké množstvo harmonických.V snahe šetriť energiu používa väčšina nemocníc ventilátory a klimatizácie s frekvenčnou konverziou.Frekvenčný menič je veľmi dôležitým zdrojom harmonických, jeho celková miera skreslenia harmonického prúdu THD-i dosahuje viac ako 33%, bude produkovať veľké množstvo 5,7 harmonického prúdu znečistenia elektrickej siete.V osvetľovacej technike vo vnútri nemocnice je veľké množstvo žiariviek, ktoré budú produkovať aj veľké množstvo harmonických prúdov.Keď sú viaceré žiarivky pripojené k trojfázovej štvorvodičovej záťaži, strednou čiarou bude prúdiť veľký prúd tretej harmonickej.
1.3 Komunikačné zariadenie
V súčasnosti sú nemocnice riadené počítačovou sieťou, čo znamená, že počet počítačov, video monitorovacích a audio zariadení je veľa, a to sú typické harmonické zdroje.Okrem toho server, ktorý ukladá údaje v systéme správy počítačovej siete, musí byť vybavený záložným zdrojom energie, napríklad UPS.UPS najprv usmerní napájanie zo siete na jednosmerný prúd, ktorého časť je uložená v batérii, a druhá časť sa premení na regulovaný striedavý prúd cez invertor na napájanie záťaže.Keď je sieťová svorka napájaná, batéria dodáva energiu meniču, aby mohol pokračovať v práci a zabezpečiť normálnu prevádzku záťaže.A vieme, že usmerňovač a invertor budú využívať technológiu IGBT a PWM, takže UPS bude pri práci produkovať veľa 3, 5, 7 harmonických prúdov.
2. Poškodenie harmonických zložiek zdravotníckeho zariadenia
Z vyššie uvedeného popisu môžeme zistiť, že v distribučnom systéme nemocnice je veľa harmonických zdrojov, ktoré budú produkovať veľké množstvo harmonických (s najviac 3, 5, 7 harmonických) a vážne znečisťujú elektrickú sieť, čo spôsobí problémy s kvalitou energie, ako je harmonický prebytok a neutrálne harmonické preťaženie.Tieto problémy môžu ovplyvniť používanie lekárskeho vybavenia.
2.1 Poškodenie harmonických v zariadení na snímanie obrazu
V dôsledku vplyvu harmonických sa u zdravotníckeho personálu často vyskytujú poruchy zariadenia.Tieto chyby môžu spôsobiť chyby údajov, rozmazaný obraz, stratu informácií a iné problémy alebo poškodiť komponenty dosky plošných spojov, čo má za následok, že zdravotnícke zariadenia nebudú môcť ďalej normálne fungovať.Najmä keď je niektoré zobrazovacie zariadenie ovplyvnené harmonickými, vnútorné elektronické komponenty môžu zaznamenať výkyvy a zmeniť výstup, čo povedie k prekrývajúcej sa deformácii alebo nejednoznačnosti obrazu tvaru vlny, čo môže ľahko spôsobiť nesprávnu diagnózu.
2.2 Poškodenie harmonických pre liečebné a ošetrovateľské nástroje
Pri liečbe sa používa veľa elektronických nástrojov a chirurgický nástroj je najviac poškodený harmonickými.Chirurgická liečba sa vzťahuje na liečbu laserom, vysokofrekvenčnými elektromagnetickými vlnami, žiarením, mikrovlnami, ultrazvukom atď. samostatne alebo v spojení s tradičnou chirurgiou.Súvisiace zariadenia sú vystavené harmonickému rušeniu, výstupný signál bude obsahovať neporiadok alebo priamo zosilní harmonický signál, čo spôsobí silnú elektrickú stimuláciu pacientov, a pri ošetrovaní niektorých dôležitých častí existujú veľké bezpečnostné riziká.Ošetrovateľské nástroje, ako sú ventilátory, kardiostimulátory, EKG monitory atď., úzko súvisia so životom opatrovníkov a signál niektorých nástrojov je veľmi slabý, čo môže viesť k nesprávnemu zberu informácií alebo dokonca k zlyhaniu činnosti pri vystavení harmonickým rušenie, ktoré spôsobuje pacientom a nemocniciam veľké straty.
3. Harmonické kontrolné opatrenia
Podľa príčin harmonických je možné opatrenia na úpravu rozdeliť zhruba na tieto tri druhy: zníženie impedancie systému, obmedzenie zdroja harmonických a inštalácia filtračného zariadenia.
3.1 Znížte impedanciu systému
Na dosiahnutie účelu zníženia impedancie systému je potrebné znížiť elektrickú vzdialenosť medzi nelineárnym elektrickým zariadením a napájacím zdrojom, inými slovami, zlepšiť úroveň napájacieho napätia.Napríklad hlavným zariadením oceliarne je elektrická oblúková pec, ktorá pôvodne používala napájanie 35 KV a bola zriadená 35 KV špeciálna linka na napájanie dvoma 110 KV rozvodňami a harmonická zložka bola vyššia na 35 KV zbernici.Po využití vzdialenosti len 4 kilometre 220KV rozvodňa zriadených 5 35KV špeciálneho napájacieho vedenia sa výrazne zlepšili harmonické na zbernici, okrem toho sa v závode použil aj synchrónny generátor väčšej kapacity, takže elektrická vzdialenosť týchto nelineárnych zaťaženie sa výrazne znížilo, takže zariadenie generovalo harmonické zníženie.Táto metóda má najväčšiu investíciu, je potrebné ju koordinovať s plánovaním rozvoja elektrickej siete a je vhodná pre rozsiahle priemyselné projekty a nemocnice vyžadujú nepretržité nepretržité napájanie, vo všeobecnosti napájané z dvoch alebo viacerých rozvodní, takže táto metóda nie je prioritou.
3.2 Obmedzenie harmonických zdrojov
Táto metóda potrebuje zmeniť konfiguráciu harmonických zdrojov, obmedziť pracovný režim generovania harmonických vo veľkých množstvách a sústrediť sa na používanie zariadení s harmonickou komplementaritou na vzájomné rušenie.Frekvencia charakteristických harmonických sa zvyšuje zvýšením počtu fáz meniča a efektívna hodnota harmonického prúdu sa výrazne znižuje.Táto metóda potrebuje preusporiadať obvod zariadenia a koordinovať používanie nástrojov, čo má vysoké obmedzenia.Nemocnica sa môže mierne prispôsobiť svojej situácii, čo môže do určitej miery znížiť množstvo harmonických.
3.3 Inštalácia filtračného zariadenia
V súčasnosti existujú dve bežne používané AC filtračné zariadenia: pasívne filtračné zariadenie aaktívne filtračné zariadenie (APF).Pasívne filtračné zariadenie, tiež známe ako LC filtračné zariadenie, využíva princíp LC rezonancie na umelé vytvorenie sériovej rezonančnej vetvy, ktorá poskytuje kanál s veľmi nízkou impedanciou pre špecifický počet harmonických, ktoré sa majú odfiltrovať, takže nie je vstrekovaný. do elektrickej siete.Pasívne filtračné zariadenie má jednoduchú štruktúru a zjavný harmonický absorpčný efekt, ale je obmedzené na harmonické vlastnej frekvencie a kompenzačné charakteristiky majú veľký vplyv na impedanciu siete (pri špecifickej frekvencii impedancia siete a LC filtračné zariadenie môže mať paralelnú rezonanciu alebo sériovú rezonanciu).Aktívne filtračné zariadenie (APF) je nový typ výkonového elektronického zariadenia, ktoré sa používa na dynamické potlačenie harmonických a kompenzáciu jalového výkonu.Dokáže zhromažďovať a analyzovať prúdový signál záťaže v reálnom čase, oddeľovať každý harmonický a jalový výkon a riadiť výstup meniča s harmonickým a jalovým prúdom s rovnakou amplitúdou a spätným kompenzačným prúdom cez ovládač, aby sa kompenzoval harmonický prúd v záťaži, tak, aby sa dosiahol účel harmonického riadenia.Aktívny filterzariadenie má výhody sledovania v reálnom čase, rýchlej odozvy, komplexnej kompenzácie (jalový výkon a 2 ~ 31 harmonických môžu byť kompenzované súčasne).
4 Špecifické použitie zariadenia s aktívnym filtrom APF v zdravotníckych zariadeniach
S neustálym zlepšovaním životnej úrovne ľudí a zrýchľovaním starnutia populácie sa dopyt po lekárskych službách neustále zvyšuje a odvetvie lekárskych služieb sa chystá vstúpiť do obdobia rýchleho rastu a najvýznamnejší a najvýznamnejší predstaviteľ lekárskeho priemyslu je nemocnica.Vzhľadom na mimoriadnu spoločenskú hodnotu a dôležitosť nemocnice je riešenie problému kvality jej energie naliehavé.
4.1 Výber APF
Prínosom harmonického riadenia je predovšetkým zabezpečenie osobnej bezpečnosti pacientov a zdravotníckeho personálu, to znamená zníženie alebo eliminovanie nepriaznivého vplyvu harmonického riadenia na distribučnú sústavu, zabezpečenie normálnej prevádzky transformátorov a zdravotníckych prístrojov. ;Po druhé, priamo odráža ekonomické výhody, to znamená zabezpečiť normálnu prevádzku nízkonapäťového kapacitného kompenzačného systému, zohrávať svoju náležitú úlohu, znižovať harmonický obsah v elektrickej sieti a zlepšovať účinník, znižovať straty jalového výkonu. a predĺžiť životnosť zariadenia.
Škody spôsobené harmonickými sú pre medicínsky priemysel veľmi veľké, veľký počet harmonických ovplyvní výkon a používanie presných prístrojov a vo vážnych prípadoch môže ohroziť osobnú bezpečnosť;Tiež zvýši stratu výkonu vedenia a teplo vodiča, zníži účinnosť a životnosť zariadenia, takže dôležitosť harmonického riadenia je samozrejmá.Prostredníctvom inštalácieaktívny filterzariadenia, možno účel harmonického riadenia dobre dosiahnuť tak, aby bola zaistená bezpečnosť osôb a zariadení.V krátkodobom horizonte potrebuje kontrola harmonických v počiatočnom štádiu určitú kapitálovú investíciu;Z pohľadu dlhodobého vývoja je však APFaktívne filtračné zariadenieje vhodný na údržbu v neskoršom období a možno ho použiť v reálnom čase a ekonomické výhody, ktoré prináša na kontrolu harmonických a sociálne výhody čistenia elektrickej siete sú tiež zrejmé.
Čas odoslania: 30. júna 2023