遵义医学院第五附属（珠海）医院 广东珠海 519100
摘要：随着科学技术的快速发展，大部分现代建筑中都广泛的应用了非线性设备，非线性设备给人们提供了巨大的便利，但是这些非线性用电设备接入电网后，会产生大量的谐波电流注入配电系统中。就遵医五院中很多医疗设备都会产生大量的谐波电流，其造成的电压波动对医疗设备的精密度会有一定的影响，并且谐波也具有较大的危害。本文就医院配电系统谐波设备效果以及治理方案进行详细分析。
关键词：配电系统 谐波 治理 方案 分析 效果
引言
珠海市遵医五院新院区供电系统中的电容器组经常性涨肚，甚至出现过因电容击穿短路而造成整院停电的现象，另外，终端医疗设备也经常出现因自我保护而停止工作的情况。经现场勘查后发现，低压供电系统中存在大量的电流谐波，其对电容器和医疗设备的运行存在很大的负面影响。而且现场未串联电抗器的电容器组投入后，将进一步放大系统谐波。谐波电压电流的积累和叠加很容易导致医疗设备开关误动作，甚至还可能形成谐波震荡，危害整个医院配电系统。因此，认识谐波、治理谐波对于遵医五院而言有着十分重要的现实意义。
1、谐波的产生
目前电能质量问题主要由负荷方面引起的，比如电力电子装置作为一个谐波源给电力电网带来的公害是无法估量的，我们应高度重视。理想的公用电网所提供的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值。谐波电流和谐波电压的出现，对公用电网是一种污染，它直接导致医院的医疗设备所处的环境恶化，也对周围的通信系统和公用电网以外的设备带来较大的危害[1]。在电力电子设备广泛应用以前，人们对谐波及其危害就进行过一些研究并有一定认识，但那时谐波污染还不严重，没有引起足够的重视。近三、四十年来，各种电力电子装置的迅速普及使得公用电网的谐波污染日趋严重，由谐波引起的各种故障和事故也不断发生，谐波危害的严重性才引起人们高度的关注。
2、谐波的危害
医院是救死扶伤、保证人民健康的卫生事业单位，其直接关乎着人民的生命安全。而在医院中，由于大量的医疗设备被谐波所影响，所以会出现医疗设备数据不精密、设备突然停止运行等状况，其在很大程度上危及了人民的就医安全[2]。除此之外，谐波还会影响各种电气设备的正常工作，使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短以至损坏；谐波通过电磁感应和传导耦合等方式会对邻近的通信系统产生干扰，轻者引进噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作；谐波容易使电网与补偿电容器之间发生并联谐振或串联谐振，使谐波电流放大几倍甚至数十倍，造成过电流，引起电容器、与之相连的电抗器和电阻器的损坏，甚至引起严重事故。谐波的危害是不可估量的，为了保证医院的输配电及相关科室的精密仪器及设备安全正常的运行，谐波的治理是极其有必要的。
3、遵医五院谐波测试数据
3.1测试数据
2号配电房1号变压器
1号配电房1号变压器A相3次谐波截图1号配电房1号变压器B相3次谐波截图
1号配电房1号变压器C相3次谐波截图
3.1数据分析
从上述数据我们可以看出，谐波含量比较高的主要是3次谐波，其中最高谐波电流达到了总电流的15%以上；而且目前四台变压器的实际运行负荷只达到了总容量的50%左右，在后续负荷增加的情况下，谐波的含量还会相应增加。为了谐波危害得到全面杜绝，医院需要采取有效的治理方案。
4、治理方案分析
4.1有源滤波器方案
目前，我国治理谐波的方式主要有无缘滤波、有缘滤波、和有缘无缘组合率这三种，其中有缘滤波器的性能相比其他滤波器的性能要高，所在医院在谐波治理中可以选择有缘滤波器进行治理[3]。有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点，获得比无源滤波器更好的补偿特性，是一种理想的补偿谐波装置。将有缘滤波器安装在有谐波干扰的支路上，可以有效的保证医院相关科室的精密仪器及设备安全正常的运行。
4.2有缘滤波器具体配置容量如下：
5、治理设备效果分析
5.1提升系统电力品质—电效率提升
通过安装有缘滤波器，可以实时检测负载电流中的谐波分量，控制PWM变流器，将与谐波分量大小相等、方向相反的电流注入供电系统中。实现滤除谐波、动态补偿无功、抑制谐振、提高功率因数等功能。另外，自动跟踪补偿变化的谐波，具有高度可控性和快速响应性，补偿性能不受电网频率波动影响，滤波特性不受系统阻抗的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险。这样可以有效、干净地吸收线路中的60%～90%谐波和浪涌。达到优化线路电力品质，减少谐波危害。
5.2保护设备稳定运行—提高产品品质
有缘滤波器设备应用后，有效的使得谐波达到或低于国标，降低谐波损耗，减少谐波对电气设备的破坏。另外，也使得电力设备损耗下降，噪音降低，减小绝缘老化程度，延长设备使用寿命。减少谐波导致的继电保护和自动装置的误动作及电气测量仪表计量的准确，减少谐波产生的通讯干扰等，使电能质量得到提升。还能改善客户现场总线无功补偿柜不能投入运行和仪表计量不准等现象[4]。总体提升设备运行效率和电力能源使用效率，从而保证电网安全、可靠、经济运行，能提升用户成品率和稳定生产。
5.3消除谐波电流---降低系统能耗
通过安装有缘滤波器，可以有效使配电系统内的谐波达到或低于国标，并且安装有缘谐波设备后的消谐率更是达到上述实测谐波含量的85%以上。有缘滤波器在消除谐波电流的同时，也在很大程度上降低了医院配电系统能耗。另外，供电系统的谐波几乎全部流入有源滤波器，不再流入变压器及系统其他用电设备，使得其他用电设备得到有效的保护。
结束语
在医院建筑电气的设计中，很少有设计者考虑到谐波到底有多少，应该怎么计算，如何治理谐波，大部分医院都是在投入运营后，才发现谐波的严重影响。医院是人民群众的就医场所，医院的电力系统以及医疗设备正常运作直接关系着人民群众的生命安全。因此，医院在充分认识谐波的危害后，就必须及时采用治理方案。有缘滤波器就是非常好的一种谐波治理方案，其可以在很大程度上吸收线路中的谐波，保证医院配电系统安全、可靠、稳定。
参考文献
[1]付丽. 医疗建筑配电系统谐波特性分析及抑制方法研究[D].重庆大学,2015.
[2]李志东,龙燕,赵巍文,杨静. 医院供配电系统谐波测量和分析[J]. 后勤工程学院学报,2014,02:71-76.
[3]段宏博. 建筑物供配电系统谐波治理措施的工程研究[D].北京建筑大学,2014.
[4]曾辉. 低压电网的谐波分析及初步治理方案的研究[D].华南理工大学,2012.
论文作者:黄逸君
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/17
标签：谐波论文; 滤波器论文; 医院论文; 电流论文; 设备论文; 电网论文; 系统论文; 《基层建设》2017年第18期论文;