ينتمي نظام إمداد الطاقة بالمستشفى إلى النظام العام، وهو وحدة ضمان إمداد الطاقة لجميع المناطق.يعتمد تصميم مبنى المستشفى في الغالب على النوع شبه المركزي، وينتمي حمل الكهرباء إلى فئة الحمل.وتشمل أنواعها الرئيسية من الكهرباء: نظام الإضاءة، نظام تكييف الهواء، نظام الطاقة الطبية، نظام الإضاءة في حالات الطوارئ.
يعد نظام الإضاءة وتكييف الهواء أحمال الطاقة الرئيسية في أنواع مختلفة من استهلاك الكهرباء في المستشفى، والتي ستنتج ردود فعل توافقية كبيرة لشبكة كهرباء المستشفى أثناء الاستخدام.بسبب استخدام أنواع جديدة من الكهرباء مثل جهاز الأشعة السينية، وجهاز الرنين المغناطيسي، وجهاز التصوير المقطعي المحوسب، وما إلى ذلك، فإن استخدام تحويل مصدر الطاقة، ووحدات UPS غير المنقطعة وغيرها من عدد كبير من الأحمال غير الخطية، تنتج أيضًا ردود فعل توافقية لـ شبكة الكهرباء.
يتمتع المستشفى بمستوى عالٍ من استهلاك الكهرباء، كما أن معدات النظام آمنة وموثوقة كعامل أساسي.نظرًا للاستخدام الكبير للحمل غير الخطي، يتم إنتاج التوافقيات المميزة للترتيب الثالث والخامس والسابع بشكل أساسي في شبكة الطاقة بالمستشفيات.تؤثر التوافقيات بشكل مباشر على التشغيل المستقر للمعدات الطبية الدقيقة، ويتسبب تراكم 3 توافقيات على الخط المحايد في حدوث حرارة في الخط الأوسط، مما يعرض التشغيل الآمن لشبكة كهرباء المستشفى للخطر.
2. تعريف وتوليد التوافقيات
تعريف التوافقيات: تحليل متسلسلة فورييه للكمية الجيبية غير الخطية الدورية، بالإضافة إلى الحصول على نفس مكون التردد الأساسي لشبكة الطاقة، ولكن أيضًا سلسلة من المكونات أكبر من المضاعف التكاملي للتردد الأساسي للقدرة الشبكة، وهذا الجزء من الكهرباء يسمى التوافقيات.
توليد التوافقيات: عندما يتدفق التيار خلال الحمل، تكون هناك علاقة غير خطية مع جهد الحمل، مما يشكل تيارًا غير جيبي، مما يؤدي إلى التوافقيات.
3. ضرر التوافقيات
1) تؤدي التوافقيات إلى انقطاع التيار الكهربائي بشكل غير صحيح وحوادث انقطاع المعدات الناجمة عن سوء التشغيل أو رفض الحماية والأجهزة الأوتوماتيكية، مما يؤدي إلى خسائر إضافية كبيرة.
2) زيادة تردد التيار التوافقي يسبب تأثير جلدي واضح مما يزيد من مقاومة أسلاك كابلات الطاقة وخطوط التوزيع ويزيد من فقدان الخط ويزيد الحرارة وتقادم العزل قبل الأوان ويقصر العمر الافتراضي ويسبب الضرر، ويكون عرضة لعطل الدائرة الكهربائية القصيرة، مما يشكل خطر نشوب حريق.
3) تحفيز رنين شبكة الطاقة، مما يؤدي إلى الجهد التوافقي والتيار الزائد، ويسبب حوادث خطيرة، ويتلف تعويض المكثف والمعدات الكهربائية الأخرى.
4) تؤثر التوافقيات على التشغيل العادي للمعدات الكهربائية المختلفة.إنه يؤدي إلى خسائر إضافية وارتفاع درجة حرارة المحركات والمحولات غير المتزامنة، يليه الاهتزاز الميكانيكي والضوضاء والجهد الزائد، مما يقلل من الكفاءة والاستخدام، ويقصر عمر الخدمة.
5) التداخل مع أجهزة الاتصال أو أجهزة التحكم الإلكترونية أو الآلية المجاورة أو حتى جعلها غير قادرة على العمل بشكل طبيعي.
4. مخطط التصفية
مستشفى شنشي المركزي هو مستشفى وطني من الدرجة الثانية مزود بمعدات طبية متقدمة وبيئة مستشفى ممتازة.تم تكليف موظفينا المحترفين والفنيين من قبل المستشفى في المرحلة المبكرة بقياس جودة الطاقة لشبكة الطاقة ذات الجهد المنخفض في المستشفى.معدل التشوه الكلي للتيار في شبكة كهرباء المستشفى هو 10%، موزعة بشكل رئيسي في التوافقيات المميزة من الترتيب الثالث والخامس والسابع.وفقا لنتائج الاختبار، قامت شركتنا بتكوين مجموعة من أجهزة التصفية النشطة بقدرة 400 أمبير للمستشفى، والتي تم تركيبها في جانب مخرج الجهد المنخفض للمحول، واستخدام العلاج المركزي للتحكم التوافقي.
5 عامل التصفية النشط(/690v-active-power-filter-product/)
5.1 مقدمة المنتج
يعد مرشح الطاقة النشط (/noker-3-phase-34-wire-active-power-filter-apf-ahf-for-dynamic-harmonics-compensation-product/) نوعًا جديدًا من أجهزة الطاقة الإلكترونية المستخدمة لقمع التوافقيات و تعويض القدرة التفاعلية، والتي يمكن أن تعوض التوافقيات وتغيرات القدرة التفاعلية في الحجم والتردد.
5.2 مبدأ العمل
يتم الكشف عن تيار الحمل في الوقت الحقيقي بواسطة CT الخارجي، ويتم حساب القيمة التوافقية بواسطة DSP الداخلي.من خلال إشارة PWM التي يتم إرسالها إلى IGBT، يقوم العاكس بتوليد تيار توافقي يساوي الحمل التوافقي وفي الاتجاه المعاكس إلى شبكة الطاقة لتعويض التوافقي وتحقيق غرض تنقية شبكة الطاقة.
6. رصد وتحليل بيانات التحكم التوافقي في المستشفيات
خزانة APF
تمت مراقبة بيانات التعويض التوافقي APF(/harmonics-compensation-200400v-active-harmonic-filter-ahf-module-triple-phase-product/) في المستشفى بواسطة محلل جودة الطاقة CA8336 في فرنسا، وبيانات جودة الطاقة تم اختبارها على التوالي في ظل شرطي تشغيل APF (بعد التعويض) وإيقاف التشغيل (بدون تعويض)، وتم تلخيص البيانات وتحليلها.
6.1 قياس وتحليل بيانات إدخال وإزالة APFs(/3-phase-3-wire-active-power-filter-400v-75a-apf-panel-product/)
1: القيمة الفعالة للتشغيل الحالي
2:THDi قبل توصيل الفلتر النشط
3:THDi بعد توصيل الفلتر النشط
4:THDi من الأول إلى الخامس قبل توصيل الفلتر النشط
5:THDi من الأول إلى الخامس بعد توصيل الفلتر النشط
6:THDi من الأول إلى السابع قبل توصيل الفلتر النشط
7:THDi من الأول إلى السابع بعد توصيل الفلتر النشط
نتيجة:
| APF | ثدي (المجموع) | تي دي آي (الخامس) | تي دي آي (السابع) |
| قبل اتصال APF | 10% | 9% | 3.3% |
| بعد اتصال APF | 3% | 3% | 0.5% |
كما هو موضح في الشكل أعلاه، تم قياس التحكم التوافقي للمستشفى بواسطة AHF(/ الجهد المنخفض النشط-قوة-مرشح-تقليل-التوافقي-التيار-نشط-المرشح-ahf-المنتج/) باستخدام محلل جودة الطاقة الاحترافي CA8336 من فرنسا.تم اختبار مقارنة البيانات قبل وبعد APF على التوالي.بعد استخدام APF الخاص بنا للتحكم التوافقي، يتم تقليل إجمالي معدل التشوه الحالي (THDi) لشبكة الطاقة بالمستشفى من 10% إلى 3%، ويكون التأثير أكثر أهمية.
7. ملخص
يعد نظام إمداد الطاقة بالمستشفى أمرًا بالغ الأهمية.وقد أدى إدخال المعدات الكهربائية الجديدة إلى تحسين الكفاءة الطبية وجودة المستشفى بشكل كبير، كما وفر بيئة علاجية جيدة لغالبية المرضى.لكن حمل الطاقة الجديد يؤدي أيضًا إلى التلوث التوافقي.إن وجود التوافقيات يضر بالتشغيل الطبيعي لشبكة الكهرباء في المستشفى ويؤثر على استقرار معدات العلاج الدقيقة.وكجزء من نظام الشبكة الكهربائية العامة، تعمل التوافقيات على زيادة استهلاك الكهرباء في المستشفيات، وهو ما يتعارض مع الشعار الوطني لتعزيز الحفاظ على الطاقة.
بعد تشغيل الفلتر النشط الخاص بنا، فإنه يحسن بشكل كبير جودة شبكة الطاقة في المستشفى، ويزيل مخاطر السلامة، ويحسن الطاقة الكهربائية الآمنة والنظيفة للمعدات الطبية، ويأخذ في الاعتبار توفير الطاقة وتقليل الاستهلاك في نفس الوقت.
وقت النشر: 16 أكتوبر 2023