Hoxe en día, co rápido desenvolvemento da ciencia e a tecnoloxía e a mellora continua do nivel médico, tamén vai acompañado da introdución de varios equipos médicos avanzados a gran escala, que producen unha gran cantidade de harmónicos nestas instalacións médicas, o que causa graves danos. á seguridade eléctrica e ao traballo normal dos equipos médicos.O dispositivo de filtro activo converteuse no dispositivo clave para resolver este problema.
1.1 Equipamento médico
Hai un gran número de compoñentes electrónicos de potencia nos equipos médicos, e estes dispositivos producirán unha gran cantidade de harmónicos durante o traballo, causando contaminación.Os equipos máis comúns son MRI (instrumento de resonancia magnética nuclear), máquina de TC, máquina de raios X, DSA (máquina de contraste cardiovascular) etc.Entre eles, o pulso de RF e o campo magnético alterno son xerados durante a operación de resonancia magnética para xerar resonancia magnética nuclear, e tanto o pulso de RF como o campo magnético alterno traerán contaminación harmónica.A ponte rectificadora do rectificador de alta tensión da máquina de raios X producirá grandes harmónicos cando estea funcionando, e a máquina de raios X é unha carga transitoria, a tensión pode alcanzar decenas de miles de voltios e o lado orixinal de o transformador aumentará a carga instantánea de 60 a 70kw, o que tamén aumentará a onda harmónica da rede.
1.2 Equipos eléctricos
Os equipos de ventilación nos hospitais, como aire acondicionado, ventiladores, etc., e os equipos de iluminación como lámpadas fluorescentes producirán un gran número de harmónicos.Para aforrar enerxía, a maioría dos hospitais usan ventiladores de conversión de frecuencia e aire acondicionado.O conversor de frecuencia é unha fonte harmónica moi importante, a súa taxa de distorsión total de corrente harmónica THD-i alcanza máis do 33%, producirá un gran número de 5, 7 rede eléctrica de contaminación de corrente harmónica.Nos equipos de iluminación do hospital hai un gran número de lámpadas fluorescentes, que tamén producirán unha gran cantidade de correntes harmónicas.Cando varias lámpadas fluorescentes están conectadas a unha carga trifásica de catro fíos, a liña media fluirá unha gran corrente de terceiro harmónico.
1.3 Equipos de comunicación
Na actualidade, os hospitais son xestión de redes informáticas, o que significa que o número de ordenadores, videovixilancia e equipos de audio é moito, e estas son fontes harmónicas típicas.Ademais, o servidor que almacena os datos no sistema de xestión da rede informática debe estar equipado con enerxía de respaldo como UPS.O SAI rectifica primeiro a enerxía da rede en corrente continua, parte da cal se almacena na batería, e a outra parte convértese en enerxía de CA regulada a través do inversor para subministrar enerxía á carga.Cando se subministra o terminal de rede, a batería proporciona enerxía ao inversor para seguir traballando e garantir o funcionamento normal da carga.E sabemos que o rectificador e o inversor usarán tecnoloxía IGBT e PWM, polo que o UPS producirá moita corrente harmónica 3, 5, 7 no traballo.
2. Danos dos harmónicos ao equipamento médico
A partir da descrición anterior, podemos descubrir que hai moitas fontes harmónicas no sistema de distribución do hospital, que producirán un gran número de harmónicos (con 3, 5, 7 harmónicos como a maioría) e contaminarán gravemente a rede eléctrica, provocando problemas de calidade da enerxía como exceso de harmónicos e sobrecarga harmónica neutra.Estes problemas poden afectar o uso de equipos médicos.
2.1 Danos dos harmónicos aos equipos de adquisición de imaxes
Debido ao impacto dos harmónicos, o persoal médico adoita experimentar fallos no equipo.Estes fallos poden causar erros de datos, imaxes borrosas, perda de información e outros problemas, ou danar os compoñentes da placa de circuíto, polo que os equipos médicos non poden seguir funcionando normalmente.En particular, cando algúns equipos de imaxe se ven afectados por harmónicos, os compoñentes electrónicos internos poden rexistrar flutuacións e cambiar a saída, o que provocará unha deformación superposta ou a ambigüidade da imaxe da forma de onda, o que é fácil de provocar un diagnóstico erróneo.
2.2 Danos dos harmónicos aos instrumentos de tratamento e de enfermería
Hai moitos instrumentos electrónicos utilizados no tratamento, e o instrumento cirúrxico é o máis danado polos harmónicos.O tratamento cirúrxico refírese ao tratamento de láser, ondas electromagnéticas de alta frecuencia, radiación, microondas, ultrasóns, etc só ou en conxunto coa cirurxía tradicional.Os equipos relacionados están suxeitos a interferencias harmónicas, o sinal de saída conterá desorde ou amplificará directamente o sinal harmónico, provocando unha forte estimulación eléctrica aos pacientes, e hai grandes riscos de seguridade ao tratar algunhas partes importantes.Os instrumentos de enfermería, como ventiladores, marcapasos, monitores de ECG, etc., están intimamente relacionados coa vida dos gardiáns, e o sinal dalgúns instrumentos é moi débil, o que pode provocar unha recollida incorrecta de información ou mesmo un fallo de funcionamento cando se someten a armónicos. interferencia, causando grandes perdas a pacientes e hospitais.
3. Medidas de control harmónico
Segundo as causas dos harmónicos, as medidas de tratamento pódense dividir aproximadamente nos tres tipos seguintes: reducir a impedancia do sistema, limitar a fonte harmónica e instalar o dispositivo de filtro.
3.1 Reducir a impedancia do sistema
Para conseguir o propósito de reducir a impedancia do sistema, é necesario reducir a distancia eléctrica entre o equipo eléctrico non lineal e a fonte de alimentación, é dicir, mellorar o nivel de tensión de subministración.Por exemplo, o equipo principal dunha siderurxia é un forno de arco eléctrico, que orixinalmente utilizaba fonte de alimentación de 35KV, e foi configurado respectivamente unha fonte de alimentación de liña especial de 35KV por dúas subestacións de 110KV, e o compoñente harmónico era máis alto na barra de bus de 35KV.Despois do uso dunha distancia de só 4 quilómetros 220KV subestación configurada 5 35KV liña de alimentación especial, os harmónicos no autobús melloraron significativamente, ademais da planta tamén utilizou un xerador síncrono de maior capacidade, de xeito que a distancia eléctrica destes non lineais cargas moi reducidas, polo que a planta xerou redución harmónica.Este método ten o maior investimento, debe coordinarse coa planificación do desenvolvemento da rede eléctrica e é adecuado para proxectos industriais a gran escala, e os hospitais requiren subministración de enerxía continua ininterrompida, xeralmente alimentada por dúas ou máis subestacións, polo que este método non é un prioridade.
3.2 Fontes harmónicas limitantes
Este método necesita cambiar a configuración das fontes harmónicas, limitar o modo de traballo de xerar harmónicos en grandes cantidades e concentrarse no uso de dispositivos con complementariedade harmónica para cancelarse mutuamente.A frecuencia dos harmónicos característicos increméntase ao aumentar o número de fases do conversor e o valor efectivo da corrente harmónica redúcese moito.Este método precisa reorganizar o circuíto do equipo e coordinar o uso de instrumentos, o que ten altas limitacións.O hospital pode axustarse lixeiramente segundo a súa propia situación, o que pode reducir a cantidade de harmónicos ata certo punto.
3.3 Instalación do dispositivo de filtro
Na actualidade, hai dous dispositivos de filtro de CA de uso común: o dispositivo de filtro pasivo edispositivo de filtro activo (APF).O dispositivo de filtro pasivo, tamén coñecido como dispositivo de filtro LC, usa o principio da resonancia LC para crear artificialmente unha rama de resonancia en serie para proporcionar unha canle de impedancia moi baixa para que o número específico de harmónicos se filtre, de xeito que non se inxecte. na rede eléctrica.O dispositivo de filtro pasivo ten unha estrutura sinxela e un efecto de absorción harmónica obvio, pero está limitado aos harmónicos da frecuencia natural, e as características de compensación teñen unha gran influencia na impedancia da rede (a unha frecuencia específica, a impedancia da rede e o LC). dispositivo de filtro pode ter unha resonancia paralela ou resonancia en serie).O dispositivo de filtro activo (APF) é un novo tipo de dispositivo electrónico de potencia, que se usa para suprimir dinámicamente os harmónicos e compensar a potencia reactiva.Pode recoller e analizar o sinal actual da carga en tempo real, separar cada potencia harmónica e reactiva e controlar a saída do conversor cunha corrente harmónica e reactiva de igual amplitude e corrente de compensación inversa a través do controlador para compensar a corrente harmónica na carga. para conseguir o propósito de control harmónico.Filtro activoO dispositivo ten as vantaxes de seguimento en tempo real, resposta rápida, compensación completa (a potencia reactiva e 2 ~ 31 harmónicos pódense compensar ao mesmo tempo).
4 Aplicación específica do dispositivo de filtro activo APF en institucións médicas
Coa mellora continua do nivel de vida das persoas e a aceleración do envellecemento da poboación, a demanda de servizos médicos está aumentando constantemente e a industria dos servizos médicos está a piques de entrar nun período de rápido crecemento e é o representante máis importante e importante da industria médica. é o hospital.Debido ao especial valor social e importancia do hospital, é urxente a solución do seu problema de calidade eléctrica.
4.1 Selección de APF
Os beneficios do control harmónico, en primeiro lugar, son garantir a seguridade persoal dos pacientes e do persoal médico, é dicir, reducir ou eliminar o impacto adverso do control harmónico no sistema de distribución, para garantir o funcionamento normal dos transformadores e dos instrumentos médicos. ;En segundo lugar, reflicte directamente os beneficios económicos, é dicir, garantir o funcionamento normal do sistema de compensación de capacitancia de baixa tensión, desempeñar o seu papel debido, reducir o contido harmónico na rede eléctrica e mellorar o factor de potencia, reducir a perda de potencia reactiva. , e prolongar a vida útil do equipo.
O dano dos harmónicos para a industria médica é moi grande, un gran número de harmónicos afectará o rendemento e o uso de instrumentos de precisión e pode poñer en perigo a seguridade persoal en casos graves;Tamén aumentará a perda de enerxía da liña e a calor do condutor, reducirá a eficiencia e a vida útil do equipo, polo que a importancia do control harmónico é evidente.A través da instalación defiltro activodispositivo, o obxectivo do control harmónico pódese conseguir ben, para garantir a seguridade das persoas e dos equipos.A curto prazo, o control de harmónicos necesita unha certa cantidade de investimento de capital na fase inicial;Non obstante, desde o punto de vista do desenvolvemento a longo prazo, o APFdispositivo de filtro activoé conveniente manter no período posterior e pódese usar en tempo real, e tamén son obvios os beneficios económicos que aporta para controlar os harmónicos e os beneficios sociais da purificación da rede eléctrica.
Hora de publicación: 30-Xun-2023