Avui en dia, amb el ràpid desenvolupament de la ciència i la tecnologia i la millora contínua del nivell mèdic, també s'acompanya de la introducció de diversos equips mèdics avançats a gran escala, que produeixen un gran nombre d'harmònics en aquestes instal·lacions mèdiques, la qual cosa comporta un dany greu. a la seguretat elèctrica i al treball normal dels equips mèdics.El dispositiu de filtre actiu s'ha convertit en el dispositiu clau per resoldre aquest problema.
1.1 Equipament mèdic
Hi ha un gran nombre de components electrònics de potència en equips mèdics, i aquests dispositius produiran un gran nombre d'harmònics durant el treball, provocant contaminació.Els equips més comuns són MRI (instrument de ressonància magnètica nuclear), màquina TC, màquina de raigs X, DSA (màquina de contrast cardiovascular) i així successivament.Entre ells, el pols de RF i el camp magnètic altern es generen durant l'operació de ressonància magnètica per generar ressonància magnètica nuclear, i tant el pols de RF com el camp magnètic altern generaran contaminació harmònica.El pont rectificador del rectificador d'alta tensió de la màquina de raigs X produirà grans harmònics quan funcioni, i la màquina de raigs X és una càrrega transitòria, la tensió pot arribar a desenes de milers de volts i el costat original de el transformador augmentarà la càrrega instantània de 60 a 70 kW, la qual cosa també augmentarà l'ona harmònica de la xarxa.
1.2 Equips elèctrics
Els equips de ventilació als hospitals, com ara aparells d'aire condicionat, ventiladors, etc., i els equips d'il·luminació com ara làmpades fluorescents produiran un gran nombre d'harmònics.Per estalviar energia, la majoria dels hospitals utilitzen ventiladors de conversió de freqüència i aparells d'aire condicionat.El convertidor de freqüència és una font harmònica molt important, la seva taxa de distorsió de corrent harmònica total THD-i arriba a més del 33%, produirà un gran nombre de xarxa elèctrica de contaminació de corrent harmònic de 5, 7.A l'equip d'il·luminació de l'hospital, hi ha un gran nombre de làmpades fluorescents, que també produiran un gran nombre de corrents harmònics.Quan es connecten múltiples làmpades fluorescents a una càrrega trifàsica de quatre fils, la línia mitjana fluirà un gran tercer harmònic de corrent.
1.3 Equips de comunicació
En l'actualitat, els hospitals són la gestió de la xarxa informàtica, el que significa que el nombre d'ordinadors, videovigilància i equips d'àudio és molt, i aquestes són fonts harmòniques típiques.A més, el servidor que emmagatzema les dades al sistema de gestió de la xarxa informàtica ha d'estar equipat amb una alimentació de seguretat com ara SAI.El SAI rectifica primer l'alimentació de la xarxa en corrent continu, una part del qual s'emmagatzema a la bateria, i l'altra part es converteix en potència CA regulada a través de l'inversor per subministrar energia a la càrrega.Quan es subministra el terminal de xarxa, la bateria subministra energia a l'inversor per continuar treballant i assegurar el funcionament normal de la càrrega.I sabem que el rectificador i l'inversor utilitzaran tecnologia IGBT i PWM, de manera que el SAI produirà una gran quantitat de corrent harmònic de 3, 5, 7 en el treball.
2. Danys dels harmònics als equips mèdics
A partir de la descripció anterior, podem trobar que hi ha moltes fonts d'harmònics al sistema de distribució de l'hospital, que produiran un gran nombre d'harmònics (amb 3, 5, 7 com a màxim) i contaminaran greument la xarxa elèctrica, provocant problemes de qualitat de l'energia com l'excés d'harmònics i la sobrecàrrega d'harmònics neutres.Aquests problemes poden afectar l'ús d'equips mèdics.
2.1 Danys dels harmònics als equips d'adquisició d'imatges
A causa de l'impacte dels harmònics, el personal mèdic sovint experimenta fallades en l'equip.Aquests errors poden provocar errors de dades, imatges borroses, pèrdua d'informació i altres problemes, o danyar els components de la placa de circuit, la qual cosa fa que l'equip mèdic no pugui continuar funcionant amb normalitat.En particular, quan alguns equips d'imatge es veuen afectats pels harmònics, els components electrònics interns poden registrar fluctuacions i canviar la sortida, cosa que provocarà una deformació o ambigüitat solapada de la imatge de la forma d'ona, cosa que és fàcil de provocar un diagnòstic errònia.
2.2 Danys dels harmònics als instruments de tractament i d'infermeria
Hi ha molts instruments electrònics utilitzats en el tractament, i l'instrument quirúrgic és el més danyat pels harmònics.El tractament quirúrgic es refereix al tractament de làser, ones electromagnètiques d'alta freqüència, radiació, microones, ultrasons, etc. sols o conjuntament amb la cirurgia tradicional.Els equips relacionats estan subjectes a interferències harmòniques, el senyal de sortida contindrà desordre o amplificarà directament el senyal harmònic, provocant una forta estimulació elèctrica als pacients i hi ha grans riscos de seguretat quan es tracten algunes parts importants.Els instruments d'infermeria com ventiladors, marcapassos, monitors d'ECG, etc., estan íntimament relacionats amb la vida dels tutors, i el senyal d'alguns instruments és molt feble, la qual cosa pot provocar una recollida incorrecta d'informació o fins i tot una fallada de funcionament quan se sotmeten a harmònics. interferències, causant grans pèrdues a pacients i hospitals.
3. Mesures de control harmònic
Segons les causes dels harmònics, les mesures de tractament es poden dividir aproximadament en els tres tipus següents: reduir la impedància del sistema, limitar la font harmònica i instal·lar el dispositiu de filtre.
3.1 Reduir la impedància del sistema
Per aconseguir l'objectiu de reduir la impedància del sistema, cal reduir la distància elèctrica entre l'equip elèctric no lineal i la font d'alimentació, és a dir, millorar el nivell de tensió d'alimentació.Per exemple, l'equip principal d'una fàbrica d'acer és un forn d'arc elèctric, que originalment utilitzava una font d'alimentació de 35KV, i es va establir respectivament una font d'alimentació de línia especial de 35KV per dues subestacions de 110KV, i el component harmònic era més alt a la barra de bus de 35KV.Després de l'ús d'una distància de només 4 quilòmetres, la subestació de 220KV va establir una font d'alimentació especial de 5 35KV, els harmònics del bus van millorar significativament, a més de la planta també va utilitzar un generador síncron de major capacitat, de manera que la distància elèctrica d'aquests no lineals càrregues molt reduïdes, de manera que la planta generava reducció harmònica.Aquest mètode té la inversió més gran, s'ha de coordinar amb la planificació del desenvolupament de la xarxa elèctrica i és adequat per a projectes industrials a gran escala, i els hospitals requereixen un subministrament d'energia contínua ininterrompuda, generalment alimentat per dues o més subestacions, de manera que aquest mètode no és un prioritat.
3.2 Fonts harmòniques limitadores
Aquest mètode ha de canviar la configuració de les fonts harmòniques, limitar el mode de treball de generar harmònics en grans quantitats i concentrar-se a utilitzar dispositius amb complementarietat harmònica per cancel·lar-se mútuament.La freqüència dels harmònics característics augmenta augmentant el nombre de fases del convertidor i es redueix molt el valor efectiu del corrent harmònic.Aquest mètode ha de reordenar el circuit de l'equip i coordinar l'ús d'instruments, que té limitacions elevades.L'hospital es pot ajustar lleugerament segons la seva pròpia situació, cosa que pot reduir la quantitat d'harmònics fins a cert punt.
3.3 Instal·lació del dispositiu de filtre
Actualment, hi ha dos dispositius de filtre de CA d'ús habitual: dispositiu de filtre passiu idispositiu de filtre actiu (APF).El dispositiu de filtre passiu, també conegut com a dispositiu de filtre LC, utilitza el principi de la ressonància LC per crear artificialment una branca de ressonància en sèrie per proporcionar un canal d'impedància molt baixa per filtrar el nombre específic d'harmònics, de manera que no s'injecti. a la xarxa elèctrica.El dispositiu de filtre passiu té una estructura senzilla i un efecte d'absorció harmònic evident, però es limita als harmònics de la freqüència natural, i les característiques de compensació tenen una gran influència en la impedància de la xarxa (a una freqüència específica, la impedància de la xarxa i el LC). dispositiu de filtre pot tenir una ressonància paral·lela o una ressonància en sèrie).El dispositiu de filtre actiu (APF) és un nou tipus de dispositiu electrònic de potència, que s'utilitza per suprimir dinàmicament els harmònics i compensar la potència reactiva.Pot recollir i analitzar el senyal actual de la càrrega en temps real, separar cada potència harmònica i reactiva i controlar la sortida del convertidor amb corrent harmònic i reactiu d'amplitud igual i corrent de compensació inversa a través del controlador per compensar el corrent harmònic de la càrrega. per aconseguir el propòsit del control harmònic.Filtre actiuEl dispositiu té els avantatges del seguiment en temps real, resposta ràpida, compensació integral (la potència reactiva i 2 ~ 31 harmònics es poden compensar alhora).
4 Aplicació específica del dispositiu de filtre actiu APF en institucions mèdiques
Amb la millora contínua del nivell de vida de les persones i l'acceleració de l'envelliment de la població, la demanda de serveis mèdics augmenta constantment i la indústria dels serveis mèdics està a punt d'entrar en un període de creixement ràpid i el representant més important i important de la indústria mèdica. és l'hospital.A causa de l'especial valor social i la importància de l'hospital, la solució del seu problema de qualitat d'energia és urgent.
4.1 Selecció APF
Els avantatges del control harmònic, en primer lloc, són garantir la seguretat personal dels pacients i del personal mèdic, és a dir, reduir o eliminar l'impacte advers del control harmònic en el sistema de distribució, per garantir el funcionament normal dels transformadors i instruments mèdics. ;En segon lloc, reflecteix directament els beneficis econòmics, és a dir, garantir el funcionament normal del sistema de compensació de capacitat de baixa tensió, jugar el seu paper, reduir el contingut harmònic a la xarxa elèctrica i millorar el factor de potència, reduir la pèrdua de potència reactiva. , i allargar la vida útil de l'equip.
El dany dels harmònics per a la indústria mèdica és molt gran, un gran nombre d'harmònics afectarà el rendiment i l'ús d'instruments de precisió i pot posar en perill la seguretat personal en casos greus;També augmentarà la pèrdua de potència de la línia i la calor del conductor, reduirà l'eficiència i la vida útil de l'equip, de manera que la importància del control harmònic és evident.Mitjançant la instal·lació defiltre actiudispositiu, el propòsit del control harmònic es pot aconseguir bé per garantir la seguretat de les persones i els equips.A curt termini, el control d'harmònics necessita una certa quantitat d'inversió de capital en l'etapa inicial;Tanmateix, des del punt de vista del desenvolupament a llarg termini, l'APFdispositiu de filtre actiuÉs convenient mantenir-lo en el període posterior i es pot utilitzar en temps real, i també són evidents els beneficis econòmics que aporta per controlar els harmònics i els beneficis socials de la purificació de la xarxa elèctrica.
Hora de publicació: 30-jun-2023