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动态谐波抑制无功补偿模块应用案例
发布时间：
2021-07-20
背景介绍
为完善北京某区作为城市副中心的医疗卫生服务功能，提升该区作为城市副中心的医疗卫生服务能力，该区卫生计生委在区政府及市政府的大力支持下，在该区建设一所医院，无偿交付北京大学人民医院运营使用。
该院区效果图
北京大学人民医院将该院区建设工作列入医院发展总体思路“一二三工程”（即以医院全面发展为中心，抓住基本医疗质量和创新医疗技术两个基本点，实施人才、学科与空间三大战略）中空间战略的重要内容。空间战略是医院发展的必要基础保障，是医院发展迈上新台阶的必然要求。在建中的该院区和北院区，是医院顺应改革新形势，配合国家、市区各级政府整体战略部署，以医疗需求为导向，发挥医院特色学科和医疗资源优势的重要空间拓展。
该院区的建成使用不但会满足北京市东南地区患者的医疗需求，也将会成为北京市该区，河北省廊坊市香河县、大厂县、三河市，天津市武清区等区域医疗的核心，为推进京津冀协同发展和疏解非首都功能战略部署作出贡献。
存在问题
大量先进医疗设备如核磁共振、CT机、X光机、血透机等，及各种节能照明设备、变频空调、电梯设备等大量投入使用。给医疗机构带来了谐波和三相不平衡问题，容易引起医疗事故。
主要典型负载
通风设备：为了节约能源，医院采用变频风机及空调。变频器是非常典型的谐波源，其电流畸变率达33%以上，会产生大量的5、7、11、13等（6n±1）次谐波；
照明设备：由于医院内部使用大量的节能荧光灯具，因此会产生大量的谐波电流，荧光灯接成三相四线负载时，中线上就会流过很大的三次谐波电流；
电子医疗精密设备：大型医院内的大型电子医疗设备一般为开关电源供电，开关电源设备会产生3、5、7、9等（2n±1）次谐波；
计算机及UPS电源：目前医院均为计算机网络管理，计算机的数量很多，此外服务器等数据存储系统必须配有UPS等备用电源。个人电脑的开关电源及UPS均为谐波源，会产生大量的3、5、7、9等（2n±1）次谐波。
医院配电系统谐波特点如下表所示：
主要危害：由于谐波的存在，操作人员在工作中经常遇到这些先进的医疗仪器和设备出现故障，轻则出现数据差错、图像模糊、信息丢失，工作受到干扰，重则硬件突然损坏，软件遭到冲击，仪器设备无法继续正常工作。特别是检测人体生物电信号的仪器设备，如心电图机、脑电图机、心电监护仪、超声诊断仪等直接接触人体的仪器设备，由于信号非常的微弱，如果受到干扰，就会在检测结果如波形、图形、图像上叠加一种类似于某些病变的畸变（谐波）造成误诊，同时还会引起微电击。
3无功补偿设计
3.1 无功补偿设计
针对北京大学人民医院该院区负载类型和变压器容量的情况，在进线柜和负载之间无功补偿设计容量配置如下：
3.2 产品介绍
江苏斯菲尔电气的SFR-M系列智能动态谐波抑制无功补偿模块是专门针对0.4KV低压配电网谐波污染较严重的场合中的谐波和功率因数问题，实现功率因数提升，谐波有效抑制，降低线损、提高用电质量的一体化无功补偿产品。
智能动态谐波抑制无功补偿模块包括：DSP数字处理电路，高度集成的检测、控制、保护、显示单元、过零投切模块、放电及风冷单元、滤波电抗器、低压滤波电力电容器及功能模块运行状态指示电路。该系列模块是0.4KV低压配电网的新一代动态滤波补偿设备，适用于负载频繁变化及对电压合格率要求极高的用电场合，判断投切及开关动作总时间≤20ms，是典型的动态跟踪补偿一体化模块。
3.3 技术参数
3.4 模块系统图
项目总结
江苏斯菲尔电气的SFR-M系列智能动态谐波抑制无功补偿模块能实现高效滤除谐波的功能，同时在补偿模块中配以串联电抗器，一方面限制补偿支路的合闸涌流，另一方面对谐波起到抑制作用。
通过在北京大学人民医院该院区应用集中的无功补偿，各台变压器的进线柜处功率因数提高到0.98，医院的用电情况达到了供电部门的奖励要求，给企业带来了实际的经济效益；同时无功补偿装置进行无功补偿，不但可以提高功率因数，节约有功电量，降低线路损耗和变压器损耗，减少运行成本，还可以对医院配电系统中的谐波、无功功率等进行综合治理，优化电能质量，最终达到节能的目的。
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