醫(yī)院配電系統(tǒng)諧波治理解決方案

1、醫(yī)院是大型公共建筑中使用功能最為復(fù)雜的建筑，能耗是公建建筑能耗的2倍。在醫(yī)院的能耗中，電力約占64，是整個(gè)醫(yī)院的主要耗能。所以，電力能源管理是醫(yī)院能源管理的重點(diǎn)。通過(guò)電氣專業(yè)的節(jié)能達(dá)到整個(gè)醫(yī)療建筑的節(jié)能是醫(yī)療建筑使用者應(yīng)當(dāng)關(guān)注的問(wèn)題。電能在通過(guò)導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、變壓器等設(shè)備進(jìn)行傳輸?shù)倪^(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生功率損耗，并在相應(yīng)的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生能量損失。發(fā)熱是線損造成的最突出的問(wèn)題，發(fā)熱的過(guò)程就是把電能轉(zhuǎn)化為熱能的過(guò)程。發(fā)熱使導(dǎo)體溫度升高，促使絕緣材料加速老化，壽命縮短，絕緣程度降低，甚至出現(xiàn)熱擊穿，引發(fā)醫(yī)院配電系統(tǒng)事故。另外，配電系統(tǒng)的線損也會(huì)造成能源的大量浪費(fèi)。一般醫(yī)院建筑配電網(wǎng)的線損率約為6嚴(yán)重的可達(dá)到10甚至

2、更高。這不僅意味著電能的損失，更表現(xiàn)在一次能源的大量浪費(fèi)以及對(duì)環(huán)境造成更多的污染。如何降低醫(yī)院建筑配電系統(tǒng)的線損值得關(guān)注。合理使用變壓器合理選擇配電變壓器的容量是變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求，變壓器容量太小，會(huì)引起過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，過(guò)載損耗增加；變壓器容量太大，變壓器則不能被充分利用，空載損耗增加。因此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際負(fù)荷情況確定配電變壓器的容量，以確保變壓器運(yùn)行在最佳負(fù)載狀態(tài)。同時(shí)選擇節(jié)能型變壓器，并應(yīng)根據(jù)醫(yī)院的用電特點(diǎn)選擇較為靈活的結(jié)線方式，可隨各變壓器的負(fù)載率及時(shí)進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整。另外，變壓器的三相負(fù)載應(yīng)力求平衡，不平衡運(yùn)行不僅降低出力，而且還會(huì)增加損耗。合理進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償醫(yī)院建筑配電系統(tǒng)如果無(wú)功電源不足會(huì)使配

3、電系統(tǒng)功率因數(shù)和電壓質(zhì)量下降，致使電氣設(shè)備容量得不到充分利用，導(dǎo)致電流的增大和現(xiàn)在功率的增加、供配電設(shè)備及線路損耗增加、變壓器及線路的電壓降增大，使供電網(wǎng)電壓產(chǎn)生波動(dòng)。無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)淖饔镁褪且M量減少無(wú)功功率對(duì)電網(wǎng)的影響，其作用主要有幾個(gè)方面：提高醫(yī)院建筑配電系統(tǒng)及負(fù)載的功率因數(shù)，降低線路及用電設(shè)備的容量和負(fù)荷，減少功率消耗；穩(wěn)定電網(wǎng)的電壓，提高供電質(zhì)量，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性；平衡三相負(fù)荷，減少無(wú)功功率對(duì)電網(wǎng)的沖擊。對(duì)醫(yī)院配電網(wǎng)的電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，通常采取集中、分散、就地相結(jié)合的方式。電容器自動(dòng)投切的方式可按母線電壓的高低、無(wú)功功率的方向、功率因數(shù)大小、負(fù)載電流的大小、晝夜時(shí)間劃分進(jìn)行，具體選擇

4、要根據(jù)負(fù)荷用電特征來(lái)確定，同時(shí)還需注意幾個(gè)問(wèn)題：如果科室的單相負(fù)載所占比例較大，應(yīng)考慮分層單相無(wú)功補(bǔ)償或自動(dòng)分相無(wú)功補(bǔ)償，以避免由一相采樣信號(hào)作無(wú)功補(bǔ)償時(shí)可能造成其他兩相過(guò)補(bǔ)償或欠補(bǔ)償，這些都會(huì)增加配網(wǎng)損耗，達(dá)不到補(bǔ)償?shù)哪康摹Ｑb設(shè)并聯(lián)電容器后，系統(tǒng)的諧波阻抗發(fā)生了變化，對(duì)特定頻率的諧波會(huì)起到放大作用，不僅對(duì)電容器壽命產(chǎn)生影響，而且會(huì)使系統(tǒng)諧波干擾更加嚴(yán)重。因此，有較大諧波干擾而又需補(bǔ)償無(wú)功的地點(diǎn)應(yīng)考慮增加調(diào)諧電抗器以避免諧振。諧波抑制及降損節(jié)能在醫(yī)院建筑中除了常見(jiàn)的熒光燈、電梯、變頻水泵等非線性用電設(shè)備外，還存在大量的醫(yī)療用電設(shè)備，如光機(jī)、機(jī)、核磁共振機(jī)等，給醫(yī)院建筑配電系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)帶來(lái)嚴(yán)重

5、的諧波問(wèn)題。諧波對(duì)建筑配電系統(tǒng)和其他電氣設(shè)備的危害大致有幾個(gè)方面：一是諧波使建筑配電電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生了附加的諧波損耗，諧波使電機(jī)發(fā)熱效率下降，線路損耗增加倍；二是大量的次諧波流過(guò)中線時(shí)會(huì)使線路過(guò)熱甚至發(fā)生火災(zāi)；三是諧波影響各種電氣設(shè)備的正常工作；四是諧波會(huì)引起建筑配電電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，引起嚴(yán)重事故此外，諧波會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作。因此，消除諧波不但能提高設(shè)備的使用壽命，同時(shí)也減少了電能損耗。目前，諧波治理有兩種解決方案：無(wú)源電力濾波器和有源電力濾波器。無(wú)源電力濾波器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)、便于維護(hù)、成本較低等，但無(wú)源電力濾波器缺點(diǎn)也非常明顯：?jiǎn)握{(diào)諧濾波器的諧振頻率會(huì)因電容、電感參數(shù)的偏差或變化而改變；電網(wǎng)頻率會(huì)有一定波動(dòng)，這將導(dǎo)致濾波器失諧；電網(wǎng)阻抗變化對(duì)單調(diào)諧濾波器的濾波效果有較大影響；更為嚴(yán)重的是，電網(wǎng)阻抗與濾波裝置有發(fā)生并聯(lián)諧振的可能。而有源電力濾波器就沒(méi)有這些問(wèn)題，它的特點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，可對(duì)頻率和大小變化的諧波以及變化的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)補(bǔ)償對(duì)象的變化有極快的響應(yīng)；可同時(shí)對(duì)諧波和無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償，且補(bǔ)償無(wú)功的大小可做到連續(xù)調(diào)節(jié)；補(bǔ)償無(wú)功時(shí)不需貯能元件；補(bǔ)償諧波時(shí)所需貯能元件容量也不大；即使補(bǔ)償對(duì)象的電流過(guò)大，有源電力濾波器也不會(huì)發(fā)生過(guò)載，并能正常發(fā)