У наш час, з хуткім развіццём навукі і тэхнікі і бесперапынным паляпшэннем медыцынскага ўзроўню, гэта таксама суправаджаецца ўкараненнем рознага буйнамаштабнага сучаснага медыцынскага абсталявання, якое вырабляе вялікую колькасць гармонік у гэтых медыцынскіх установах, што прыносіць сур'ёзную шкоду электрабяспекі і нармальнай працы медыцынскага абсталявання.Прылада актыўнага фільтра стала ключавым прыладай для вырашэння гэтай праблемы.
1.1 Медыцынскае абсталяванне
У медыцынскім абсталяванні ёсць вялікая колькасць сілавых электронных кампанентаў, і гэтыя прылады будуць вырабляць вялікую колькасць гармонік падчас працы, выклікаючы забруджванне.Найбольш распаўсюджаным абсталяваннем з'яўляюцца МРТ (прыбор для ядзерна-магнітнага рэзанансу), КТ, рэнтгенаўскі апарат, DSA (кантрастны апарат для сардэчна-сасудзістай сістэмы) і гэтак далей.Сярод іх радыёчастотны імпульс і пераменнае магнітнае поле генеруюцца падчас працы МРТ для генерацыі ядзернага магнітнага рэзанансу, і радыёчастотны імпульс і пераменнае магнітнае поле прывядуць да гарманічнага забруджвання.Выпрамляльны мост выпрамніка высокага напружання ў рэнтгенаўскім апараце будзе вырабляць вялікія гармонікі, калі ён працуе, і рэнтгенаўскі апарат з'яўляецца пераходнай нагрузкай, напружанне можа дасягаць дзясяткаў тысяч вольт, і зыходны бок трансфарматар павялічыць імгненную нагрузку ад 60 да 70 кВт, што таксама павялічыць гарманічную хвалю сеткі.
1.2 Электрычнае абсталяванне
Вентыляцыйнае абсталяванне ў бальніцах, такое як кандыцыянеры, вентылятары і г.д., і асвятляльнае абсталяванне, такое як люмінесцэнтныя лямпы, будзе ствараць вялікую колькасць гармонік.У мэтах эканоміі энергіі ў большасці бальніц выкарыстоўваюцца вентылятары з пераўтварэннем частоты і кандыцыянеры.Пераўтваральнік частоты з'яўляецца вельмі важным крыніцай гарманічных гармонік, яго агульны каэфіцыент скажэння гармонік току THD-i дасягае больш за 33%, будзе вырабляць вялікую колькасць 5, 7 гарманічных току забруджвання электрасеткі.У асвятляльным абсталяванні ўнутры бальніцы ёсць вялікая колькасць люмінесцэнтных лямпаў, якія таксама будуць вырабляць вялікую колькасць гарманічных токаў.Калі некалькі люмінесцэнтных лямпаў падлучаны да трохфазнай чатырохправадной нагрузкі, па сярэдняй лініі будзе цячы вялікі ток трэцяй гармонікі.
1.3 Абсталяванне сувязі
У цяперашні час бальніцы знаходзяцца пад кіраваннем камп'ютэрнай сеткі, што азначае, што колькасць кампутараў, відэаназірання і аўдыёабсталявання вельмі шмат, і гэта тыповыя крыніцы гармонікі.Акрамя таго, сервер, які захоўвае дадзеныя ў сістэме кіравання кампутарнай сеткай, павінен быць абсталяваны рэзервовым сілкаваннем, такім як ІБП.КБС спачатку выпроствае сеткавую сетку ў пастаянны ток, частка якога захоўваецца ў акумулятары, а іншая частка пераўтворыцца ў рэгуляваную сетку пераменнага току праз інвертар для падачы энергіі на нагрузку.Калі сеткавая клема сілкуецца, акумулятар забяспечвае харчаванне інвертар для працягу працы і забеспячэння нармальнай працы нагрузкі.І мы ведаем, што выпрамнік і інвертар будуць выкарыстоўваць тэхналогію IGBT і ШІМ, таму КБС будзе вырабляць вялікую колькасць гармонік току 3, 5, 7.
2. Шкоду гармонік для медыцынскага абсталявання
З прыведзенага вышэй апісання мы можам выявіць, што ў размеркавальнай сістэме бальніцы ёсць шмат крыніц гармонік, якія будуць вырабляць вялікую колькасць гармонік (з найбольшай колькасцю гармонік 3, 5, 7) і сур'ёзна забруджваць электрасетку, выклікаючы праблемы з якасцю электраэнергіі, такія як перавышэнне гармонікі і перагрузка нейтральнай гармонікі.Гэтыя праблемы могуць паўплываць на выкарыстанне медыцынскага абсталявання.
2.1 Шкода гармонік для абсталявання для атрымання выявы
З-за ўздзеяння гармонікаў у медперсаналу часта здараюцца збоі абсталявання.Гэтыя няспраўнасці могуць выклікаць памылкі дадзеных, размытыя выявы, страту інфармацыі і іншыя праблемы або пашкодзіць кампаненты друкаванай платы, у выніку чаго медыцынскае абсталяванне не можа працягваць нармальна працаваць.У прыватнасці, калі на некаторы абсталяванне для візуалізацыі ўплываюць гармонікі, унутраныя электронныя кампаненты могуць запісваць флуктуацыі і змяняць выхад, што прывядзе да дэфармацыі перакрыцця або неадназначнасці выявы сігналу, што лёгка можа выклікаць памылковы дыягназ.
2.2. Шкоду гармонік лячэбным і медсястрынскім інструментам
У лячэнні выкарыстоўваецца шмат электронных інструментаў, і больш за ўсё гармонікі пашкоджваюць хірургічныя інструменты.Хірургічнае лячэнне адносіцца да лячэння лазерам, высокачашчыннымі электрамагнітнымі хвалямі, радыяцыяй, мікрахвалевай печчу, ультрагукам і г. д. самастойна або ў спалучэнні з традыцыйнай хірургіяй.Адпаведнае абсталяванне падвяргаецца ўздзеянню гарманічных перашкод, выхадны сігнал будзе ўтрымліваць перашкоды або непасрэдна ўзмацняць гарманічны сігнал, выклікаючы моцную электрычную стымуляцыю пацыентаў, і існуюць сур'ёзныя рызыкі для бяспекі пры апрацоўцы некаторых важных частак.Інструменты медсясцёр, такія як вентылятары штучнай вентыляцыі лёгкіх, кардыёстымулятары, маніторы ЭКГ і г.д., цесна звязаны з жыццём апекуноў, і сігнал некаторых інструментаў вельмі слабы, што можа прывесці да няправільнага збору інфармацыі або нават адмовы ў працы, калі яны падвяргаюцца гарманічнаму ўздзеянню. перашкоды, прычыняючы вялікія страты пацыентам і шпіталям.
3. Гарманічныя меры кантролю
У адпаведнасці з прычынамі ўзнікнення гарамонік меры лячэння можна ўмоўна падзяліць на наступныя тры віды: памяншэнне імпедансу сістэмы, абмежаванне крыніцы гарамонік і ўстаноўка прылады фільтра.
3.1 Паменшыце супраціў сістэмы
Каб дасягнуць мэты памяншэння імпедансу сістэмы, неабходна паменшыць электрычную адлегласць паміж нелінейным электрычным абсталяваннем і крыніцай харчавання, іншымі словамі, палепшыць узровень напружання харчавання.Напрыклад, асноўным абсталяваннем сталеліцейнага завода з'яўляецца электрадугавая печ, якая першапачаткова выкарыстоўвала электразабеспячэнне 35 кВ і адпаведна была створана спецыяльная лінія электразабеспячэння 35 кВ ад дзвюх падстанцый 110 кВ, а гарманічны складнік быў вышэйшы на шыне 35 кВ.Пасля выкарыстання адлегласці ўсяго 4 кіламетры падстанцыі 220KV створана 5 спецыяльных ліній электразабеспячэння 35KV, гармонікі на аўтобусе значна палепшыліся, у дадатак да завода таксама выкарыстоўваецца сінхронны генератар большай магутнасці, так што электрычная адлегласць гэтых нелінейных нагрузкі значна зніжаны, так што завод генеруецца гарманічнае скарачэнне.Гэты метад прадугледжвае самыя вялікія інвестыцыі, яго трэба ўзгадняць з планаваннем развіцця электрасеткі і падыходзіць для буйнамаштабных прамысловых праектаў, а бальніцам патрабуецца бесперабойнае бесперапыннае электразабеспячэнне, якое звычайна сілкуецца ад дзвюх і больш падстанцый, таму гэты метад не з'яўляецца прыярытэт.
3.2 Гранічныя гарманічныя крыніцы
Гэты метад павінен змяніць канфігурацыю гарманічных крыніц, абмежаваць працоўны рэжым генерацыі гармонік у вялікіх колькасцях і засяродзіцца на выкарыстанні прылад з гарманічнай дадатковасцю для кампенсацыі адна адной.Частата характэрных гармонік павялічваецца за кошт павелічэння колькасці фаз пераўтваральніка, а эфектыўнае значэнне гарманічнага току значна зніжаецца.Гэты метад патрабуе перабудовы схемы абсталявання і каардынацыі выкарыстання прыбораў, што мае вялікія абмежаванні.Бальніца можа крыху прыстасавацца ў залежнасці ад уласнай сітуацыі, што можа ў пэўнай ступені паменшыць колькасць гармонікаў.
3.3 Устаноўка прылады фільтра
У цяперашні час існуе два часта выкарыстоўваюцца прылады фільтра пераменнага току: прылада пасіўнага фільтра іпрылада актыўнага фільтра (APF).Прылада пасіўнага фільтра, таксама вядомая як прылада LC-фільтра, выкарыстоўвае прынцып LC-рэзанансу для штучнага стварэння паслядоўнай рэзананснай галіны для забеспячэння канала з вельмі нізкім імпедансам для пэўнай колькасці гармонік, якія трэба адфільтраваць, каб не ўводзіць іх у электрасетку.Прылада пасіўнага фільтра мае простую структуру і відавочны эфект паглынання гарманічных гармонік, але ён абмежаваны гармонікамі ўласнай частаты, а характарыстыкі кампенсацыі аказваюць вялікі ўплыў на супраціў сеткі (на пэўнай частаце супраціў сеткі і LC фільтруе прылада можа мець паралельны рэзананс або паслядоўны рэзананс).Актыўная фільтруючая прылада (АПФ) - новы тып сілавога электроннага прылады, які выкарыстоўваецца для дынамічнага падаўлення гармонік і кампенсацыі рэактыўнай магутнасці.Ён можа збіраць і аналізаваць сігнал току нагрузкі ў рэжыме рэальнага часу, раздзяляць кожную гармоніку і рэактыўную магутнасць і кіраваць выхадам пераўтваральніка з роўнай амплітудай гарманічнага і рэактыўнага току і зваротнай кампенсацыі току праз кантролер для кампенсацыі гарманічнага току ў нагрузцы, такім чынам, каб дасягнуць мэты гарманічнага кіравання.Актыўны фільтрпрылада мае такія перавагі, як адсочванне ў рэжыме рэальнага часу, хуткая рэакцыя, комплексная кампенсацыя (рэактыўная магутнасць і 2~31 гармоніка могуць кампенсавацца адначасова).
4 Асаблівасці прымянення прылады актыўнага фільтра APF ў медыцынскіх установах
З пастаянным павышэннем узроўню жыцця людзей і паскарэннем старэння насельніцтва попыт на медыцынскія паслугі няўхільна расце, і індустрыя медыцынскіх паслуг вось-вось уступіць у перыяд хуткага росту, і найбольш значны і важны прадстаўнік медыцынскай галіны знаходзіцца бальніца.У сувязі з асаблівай сацыяльнай каштоўнасцю і значнасцю бальніцы вырашэнне праблемы якасці яе электраэнергіі з'яўляецца актуальным.
4.1 Выбар APF
Перавагі гарманічнага кантролю, перш за ўсё, заключаюцца ў забеспячэнні асабістай бяспекі пацыентаў і медыцынскага персаналу, гэта значыць у зніжэнні або ліквідацыі адмоўнага ўздзеяння гарманічнага кантролю на размеркавальную сістэму, забеспячэнні нармальнай працы трансфарматараў і медыцынскіх інструментаў. ;Па-другое, гэта непасрэдна адлюстроўвае эканамічныя выгады, гэта значыць для забеспячэння нармальнай працы сістэмы кампенсацыі нізкавольтнай ёмістасці, адыгрывання належнай ёй ролі, зніжэння ўтрымання гармонік у электрасетцы і паляпшэння каэфіцыента магутнасці, памяншэння страт рэактыўнай магутнасці , і падоўжыць тэрмін службы абсталявання.
Шкода гармонік для медыцынскай прамысловасці вельмі вялікая, вялікая колькасць гармонік будзе ўплываць на прадукцыйнасць і выкарыстанне дакладных прыбораў і можа паставіць пад пагрозу асабістую бяспеку ў сур'ёзных выпадках;Гэта таксама павялічыць страты магутнасці ў лініі і нагрэў правадыра, знізіць эфектыўнасць і тэрмін службы абсталявання, таму важнасць гарманічнага кантролю відавочная.Праз ўстаноўкуактыўны фільтрпрылада, мэта гарманічнага кіравання можа быць добра дасягнута, такім чынам, каб забяспечыць бяспеку людзей і абсталявання.У кароткатэрміновай перспектыве кантроль гармонікі патрабуе пэўнай сумы капіталаўкладанняў на ранняй стадыі;Аднак з пункту гледжання доўгатэрміновага развіцця АПФпрылада актыўнага фільтразручны для абслугоўвання ў наступны перыяд і можа выкарыстоўвацца ў рэжыме рэальнага часу, а таксама відавочныя эканамічныя выгады ад яго кіравання гармонікамі і сацыяльныя выгады ад ачысткі электрасеткі.
Час публікацыі: 30 чэрвеня 2023 г