1. Análisis de problemas comunes en el sistema de distribución de energía hospitalaria

1.1 Generar armónicos

Los armónicos se refieren a los componentes eléctricos contenidos en la corriente que son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental. En los sistemas de distribución de energía, la principal causa de la generación de armónicos es la existencia de cargas no lineales. Cuando funcionan dispositivos no lineales, las formas de onda sinusoidales de voltaje y corriente se distorsionarán debido a las características de estas cargas. En un sistema trifásico equilibrado se suelen eliminar los armónicos pares, dejando sólo los armónicos impares.

1.2 Peligros armónicos

1) Acelerar el envejecimiento del aislamiento y acortar la vida útil del equipo.

Los voltajes armónicos pueden exacerbar las pérdidas por corrientes parásitas en condensadores y transformadores y aumentar los niveles de tensión eléctrica en los materiales aislantes. Al mismo tiempo, la corriente armónica hará que la pérdida de cobre del transformador sea más grave, lo que provocará un aumento del ruido, sobrecalentamiento local, envejecimiento acelerado de los materiales aislantes, lo que eventualmente provocará daños en los equipos y acortará la vida útil de los transformadores y equipos de energía eléctrica. y otros equipos.

2) Aumentar las pérdidas de línea y los costos de equipos.

La reducción y eliminación de armónicos requiere medidas de gobernanza externa. En los sistemas de distribución, la acumulación de tensiones y corrientes armónicas provocará un aumento de las pérdidas en las líneas y una reducción de la capacidad de carga de los transformadores, lo que a su vez provocará un aumento de los costes de los equipos y de las facturas de electricidad.

3) Interferir con el sistema de comunicación y reducir la calidad del trabajo de comunicación.

Debido a las limitaciones de espacio de los sistemas de distribución, la distancia entre las líneas de transmisión y las líneas de comunicación suele ser corta. Por tanto, la generación de armónicos puede introducir interferencias mediante acoplamiento conductivo e inducción electromagnética, afectando la calidad del sistema de comunicación. En casos severos, puede incluso causar la pérdida de información de comunicación.

4) Error en la acción del interruptor, que provoca graves accidentes eléctricos.

La generación de armónicos cambiará las características de retardo de tiempo del relé de corriente de tierra, haciendo imposible distinguir efectivamente entre corriente de secuencia cero y terceros armónicos, causando un mal funcionamiento del interruptor y provocando disparos. Además, los dispositivos de protección y los equipos de automatización del sistema de distribución de energía pueden funcionar mal, lo que dañará la estabilidad de la red eléctrica regional, lo que puede provocar cortes de energía a gran escala.

2. Características del sistema de distribución de energía del hospital y distribución principal de equipos de armónicos

2.1 Características del sistema de distribución de energía hospitalaria.

Como lugar clave para salvar vidas y curar a los heridos, los hospitales dependen del funcionamiento continuo de muchos equipos médicos, por lo que sus sistemas de distribución de energía deben tener una confiabilidad, seguridad y estabilidad extremadamente altas. Cualquier corte de energía podría tener consecuencias catastróficas para equipos médicos críticos como ventiladores, electrocardiógrafos y bombas de infusión utilizados por los pacientes. El sistema de distribución de energía de un hospital suele tener como núcleo un transformador principal de 10/0,4Kv. Las cargas principales incluyen ventilación, iluminación, equipos médicos electrónicos, computadoras y sistemas UPS, la mayoría de los cuales son cargas no lineales monofásicas.

2.2 Distribución principal de equipos armónicos en hospitales.

1) Equipo de ventilación

Los sistemas de ventilación utilizados en muchos hospitales dependen en gran medida de ventiladores y acondicionadores de aire de frecuencia variable, que son excelentes para ahorrar energía. Sin embargo, los convertidores de frecuencia también son una de las principales fuentes de armónicos. De hecho, la tasa de distorsión de corriente causada por los convertidores de frecuencia llega al 33% o más, lo que conduce a la generación de una gran cantidad de armónicos quinto y séptimo, causando daños a la red eléctrica.

2)Equipo de iluminación

Los equipos de iluminación fluorescente se utilizan ampliamente en los sistemas de iluminación de hospitales. Estas lámparas fluorescentes producen corrientes más armónicas. Cuando varias lámparas fluorescentes forman una carga trifásica de cuatro hilos, aparecerá una gran cantidad de corriente del tercer armónico en la línea neutra.

3) Equipo médico electrónico

La mayoría de los equipos médicos electrónicos en los hospitales dependen de fuentes de alimentación conmutadas para el suministro de energía, y estas fuentes de alimentación conmutadas generan armónicos tercero, quinto y séptimo específicos, que luego se inyectan en la red eléctrica.

4) Computadora y UPS

Hoy en día, la mayoría de las organizaciones sanitarias dependen de sistemas informáticos para realizar tareas operativas y administrativas diarias. Estas instituciones cuentan con una gran cantidad de equipos informáticos, incluidos servidores equipados con fuentes de alimentación de respaldo, como UPS, y fuentes de alimentación conmutadas para computadoras personales, que son fuentes de armónicos.

3. Plan de tratamiento y efectos de los equipos armónicos en el sistema de distribución de energía hospitalaria

3.1 Plan de tratamiento de equipos armónicos en sistema de distribución de energía hospitalaria

El diseño de filtros es una forma común de abordar problemas armónicos, incluidos filtros activos, pasivos y combinados. Filtros activostienen efectos significativos, pero son más caros; los filtros pasivos tienen efectos medios, pero son más rentables; y los filtros combinados son excelentes tanto en efecto como en eficiencia. Los filtros se pueden instalar de forma centralizada o in situ para dispositivos individuales. Los programas de gobernanza deben adaptarse a la situación específica. Para equipos con bajo contenido de armónicos, como equipos de iluminación, se pueden utilizar filtros pasivos para una gestión centralizada para mejorar eficazmente la eficiencia y reducir costos; mientras que para equipos que utilizan dispositivos de conversión de frecuencia, como aires acondicionados y calentadores de agua, se recomienda el manejo centralizado de filtros combinados. Los filtros activos se utilizan principalmente para controlar los armónicos en los sistemas de distribución de energía de los hospitales, y sus efectos de supresión dinámica de armónicos y compensación de potencia reactiva son muy significativos.

3.2 Efecto de control de equipos armónicos en el sistema de distribución de energía hospitalaria

1) Mejorar la calidad del sistema de distribución de energía.

Filtros activospuede monitorear los componentes armónicos en la corriente de carga en tiempo real, filtrar estos armónicos y mejorar el factor de potencia. Puede rastrear automáticamente los armónicos cambiantes y compensarlos, con alta controlabilidad y capacidad de respuesta, reduciendo efectivamente el riesgo de resonancia con la impedancia del sistema de distribución. Por tanto, puede absorber una determinada cantidad de armónicos en la línea, optimizando y mejorando el rendimiento del sistema de distribución de energía.

2) Garantizar el funcionamiento estable del equipo.

La instalación de filtros activos puede reducir significativamente los niveles de armónicos y la pérdida de energía, prevenir eficazmente daños armónicos al equipo, ralentizar el envejecimiento del aislamiento y extender la vida útil del equipo. Además, la reducción de armónicos también reduce la interferencia en la comunicación del equipo, mejora la calidad de la energía, mejora la eficiencia operativa del equipo y la utilización de la energía, al tiempo que mejora la seguridad, estabilidad y confiabilidad del sistema de distribución de energía, garantizando un funcionamiento estable del equipo.

3) Reducir el consumo de energía del sistema de distribución de energía.

El uso de filtros activos puede garantizar que los armónicos generados por el sistema de distribución de energía del hospital cumplan o no cumplan con los estándares nacionales. Esta medida no sólo mejora la eficiencia de la eliminación de armónicos, sino que también reduce efectivamente el consumo de energía del sistema de distribución de energía del hospital. Además, guiar los armónicos al filtro activo evita amenazas potenciales a los transformadores y otros equipos eléctricos, reduciendo así el consumo de energía y al mismo tiempo protegiendo los equipos eléctricos en el sistema de distribución. Esto garantiza aún más el funcionamiento fluido y eficiente del trabajo médico y mejora la eficiencia y calidad de los servicios médicos.

4. Como infraestructura crítica que está estrechamente relacionada con la vida de las personas, los hospitales están directamente relacionados con el funcionamiento estable de sus sistemas de distribución de energía y el buen funcionamiento de los equipos médicos, que están directamente relacionados con la seguridad de la vida de las personas y la protección de la propiedad. La generación de armónicos tendrá efectos adversos en el sistema de distribución de energía del hospital. Por tanto, es necesario un control eficaz de los armónicos. El filtro activo es un medio eficaz para resolver el problema armónico del sistema de distribución de energía del hospital. Puede reducir la generación de armónicos y reducir el daño causado por los armónicos, protegiendo así el equipo eléctrico del hospital, optimizando el sistema de distribución de energía del hospital y garantizando su funcionamiento estable.