医院行业典型应用

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引言

 随着科学的快速发展,医技设备大量采用电子元器件,优化性能同时也带来了更多的谐波污染。医院用电设备数量与种类众多,如:先进的医疗设备(MR、PET-CT等)、试验仪器、照明(日光灯、节能灯等)、中央空调、办公设备、电加热等非线性负载。这样必然会伴随着大量的谐波污染,增加了系统隐患,给医院用电设施带来慢性或者致命的损害,如不根本上消除隐患,仪器的异常工作将会慢慢出现。

医技设备用电

配电室电容柜故障,医院断电;医技设备电源系统损坏;EPS主备电源切换时切换延时过长;UPS电源误动作或拒动作;医技设备计算机系统数据丢失。

——配电室电容柜故障,医院断电:电容柜因谐波导致共振,烧毁电容器,医院部分片区断电,使医院正常医疗计划被打乱,医院部分数据丢失。

——CT成像不清晰:谐波导致电源系统故障,CT断层扫描常出现放射状伪影,描出的正位TOP(定位像)右侧内1/2部分有横条状伪影。

——MR成像效果不佳:电压闪变导致日光灯闪烁,核磁共振因磁场均匀度急剧恶化造成T2加权像、压脂像模糊;图像上背景存在雨点状的伪影。

——患者样本或实验样本失效:微生物恒温培养箱在持续运作时电源烧毁;长期持续运行过程中温度无法恒定、持续工作中温度异常下降;培养箱电气部分双向可控硅不导通,或者双向可控硅击穿。
   ——B超输出图像不清晰:B超仪开机后对比度与明暗可调,但无图形显示;D/A转换器工作异常导致误码;开关电源损毁。
  ——备用电无法正常切换:医院一级用电负荷备用电源系统的感应继电器与晶闸管继电器容易受到谐波影响而误动和拒动,在谐波超标的情况下,若切换主备电源,可能会延迟切换时间,甚至导致切换失败,引起断电事故。

现状分析

究其根本原因是由于网内电能质量问题,也就是电压、电流质量问题,影响医疗设备的供电电压、电流质量,导致交流波形失真,形成突波、尖波暂/瞬态过压,影响了医技设备电源系统正常工作,甚至击穿半导体器件。尤其是CT及核磁共振的主计算机电源部分对电能质量的要求很高,电源系统故障导致整个设备故障,导致医疗计划被打乱,不能及时给出医疗建议,而且更换的价格昂贵又费时费力。

在设备前段加装一台UPS也是治标不治本的,UPS在工作过程中自身也会产生电网谐波,造成电网污染,影响其他医疗设备或通讯设备正常工作。如果采用数量较多UPS,其自身产生谐波也是不可估量的。由于谐波导致波形失真,反而影响自身控制,带来安全隐患。最终解决电网谐波才是解决问题的终极路径。

医院运行案例

种种医技设备的非正常工作,给医院的正常运行带来了负面影响,耽误大量时间,浪费大量的金钱,如:

①南京市某医院同一支路不同时段烧坏了麻醉机(3台),无法正常控制吸入麻醉,麻醉失败;烧毁心肺复苏机(6台)的电源;24小时待机细菌培养室,电脑和后面的培养箱和离心机烧毁,导致样本失效,患者采样信息丢失。

②石家庄市某医院配电室电容柜谐波引起电容烧毁,维修期间,相关用电设备均停电,医疗计划被打乱。药剂房,ICU部分电源掉电,引起部分患者意见

③某公司组织员工体检,医院甲因X光机无法正常工作,在胸透环节无法继续进行,最终重新安排时间单独为该公司员工做了胸透。

④医院乙CT故障,经专业的CT维修公司检查发现是DAS电压由于谐波造成的电压波动而损坏,更换一块DAS电源至少要5000元,单纯的更换零部件是治标不治本的办法。

⑤医院丙发现核磁共振图像上背景始终存在雨点状的伪影,经检查发现天花板上的日光灯有时因电压闪变而轻微闪烁,其原因在于闪烁的灯在强梯度场作用下发生颤动,产生电磁辐射造成伪影。

   对人体健康的危害:

从人体生理学来说,人体细胞在受到刺激兴奋时,会在细胞膜静息电位基础上发生快速电波动或可逆翻转,其频率如果与谐波频率相接近,电网谐波的电磁辐射就会直接影响人的脑磁场与心磁场。

由上可知,医院环境下的电能质量是医疗设备正常工作的基本条件,是个不容忽视的大问题,亟待重视。

 

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谐波的产生

通过我们对多家医院电能质量监测的数据分析可知,医院主要谐波源及主要谐波分布如下表所示;

谐波源负载

主要谐波次数

谐波畸变率

谐波污染程度

LED类:LED照明灯具,LED显示屏;

 

3

(30-70)%

严重

UPS、变频通风设备、电梯等;

 

5、7、9

(25-35)%

严重

ICU;

 

5、7、9

(15-25)%

中度

CT、核磁共振、DSA;

 

5、7

(30-70)%

严重

加速机、X光机、肠胃机;

 

5、7、9

(50-60)%

严重

电子检测设备、手术室、伽马刀等;

 

5、7

(10-15)%

中度

信息机房;

 

5、7

(15-25)%

中度

 

医院内部非线性用电设备数量多、分布广,部分医技设备对医院的关键医疗环节起到了至关重要的作用,且对电网电能质量要求十分苛刻。严重的谐波污染,电能质量严重下降,交流波形失真,导致的突波、尖波暂/瞬态过压,影响了医技设备电源的正常工作。

在我国有资料显示每年也有超过40000万件的设备故障造成的医疗事故。随着国家以人为本、和谐发展的宣传,以及人们知识水平的更新,医疗系统面临更大信誉风险。因此,如何提高医疗设备的管理水平,如何降低医疗事故发生的几率,提高信誉水平,就成为必须重点关注的问题。

电能质量问题作为医疗设备的“血瘤”、动力源中的污染物,传染病,就必须对其进行妥善的治理,以保证医院的大量投资发挥应有的作用。

为此,作为专业的内部电能质量“卫士”,期望通过我们的专业服务,改善医院内部的电能质量环境,提高医疗设备的可靠性和稳定性,帮助医院为病人提供优质、可靠的服务。

解决方案

根据医院谐波特性及医技设备对配电的特殊要求,以及针对上述医疗设备用电现状,MUDEN研制出的新一代电能质量产品-有源电力滤波器(APF),能够彻底解决医院的电能质量问题,自动消除对用电设备产生的随机高次谐波和高频噪声、脉冲尖峰、电涌等干扰等问题。

应用案例

某省人民医院,近年来增加了许多新型医疗设备,主要有CT机、X光机、核磁共振、血透机、肠胃投影曝光仪,在运行过程中对系统造成很大冲击、恶化了医院配电系统电能质量。电力电容器寿命缩短、更换频率高;医院信息管理系统部分计算机工作异常、经常断线。

解决方案

 经现场检测发现,低压母线的电压畸变率THDU,电流畸变率THDI都超出了规范要求。

根据现场检测结果和配电系统的异常状况,选择集中补偿的治理方案,采用MUDEN有源电力滤波器GetWave-APF系列并配合高频谐波保护器MUDEN1000解决其谐波问题。

  治理后该医院的低压配电系统的谐波电流得到很好的抑制,补偿电容器寿命明显延长,无功补偿装置运行良好,而且医院信息管理系统计算机的稳定性得到很好改善,从此很少断线。

 

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2018年9月6日 14:36
  • 新能源动力锂电池行业

    随着世界锂电池市场开创了新的格局,从结构上看动力电池占据了半壁江山,受此驱动,中国锂电池市场份额突破60%,彻底超越日韩、夺得世界第一。
    2017年中国动力电池出货量达37.06GWh,其中三元动力电池异军突起,装机量猛增至16.56GWh,同比大涨165%,并涌现出宁德时代、比亚迪、沃特玛、国轩高科、孚能科技等装机量超过1GWh的明星企业。

    177 2018-09-14
  • 纺织行业应用

    中国纺织行业自身经过多年的发展,已成为一个世界纺织品生产和出口的大国,竞争优势十分明显,具备世界上最完整的产业链,最高的加工配套水平,众多发达的产业集群地应对市场风险的自我调节能力不断增强,给行业保持稳健的发展步伐提供了坚实的保障。 
    但是随着行业不断的发展壮大,纺织业也是高污染行业。2007年,国务院下发了《第一次全国污染源普查方案》,纺织业被列为重点污染行业。不仅是污水等造成的环境污染严重,行业内大量的现代化变频生产设备对供电电网也造成了严重的污染。,而生产设备的

    99 2018-09-07
  • 金属冶炼和化工行业应用

    我国冶金化工机械市场发展迅速,产品产出持续扩张,国家产业政策鼓励冶金化工机械产业向高技术产品方向发展,国内企业新增投资项目投资逐渐增多。设备的利用率和供配电系统的稳定性越来越受到投资者的关注。由于电力电子元器件的大量使用,生产设备提高生产效率的同时,产生的谐波对电网造成了严重的污染,使供电系统稳定性降低。
    因此,解决好冶金配电系统的无功补偿和谐波治理问题对于保证电力系统电能质量及安全运行,提高用电设备效率等具有重要意义。

    80 2018-09-07
  • 汽车制造行业应用

    随着汽车需求量越来越大,汽车制造行业不断的引进高自动化的生产线,加大对汽车零部件技术革新,日生产汽车量不断攀升。
    该类企业厂内分布各类轧机、焊机、空压机、中频感应加热装置,常用晶闸管相控整流电路或二极管整流电路都是严重的谐波源。使电源的电力谐波污染日益突出,谐波电压和谐波电流引起电源波形的严重畸变。在低压电容器无功补偿装置上还可能由于谐波的放大,产生并联电容器的损坏或谐振事故,因此对低压电网的谐波治理和无功补偿装置的改进是当前电力系统中亟待解决的重要课题。

    55 2018-09-06
  • 医院行业典型应用

    随着科学的快速发展,医技设备大量采用电子元器件,优化性能同时也带来了更多的谐波污染。医院用电设备数量与种类众多,如:先进的医疗设备(MR、PET-CT等)、试验仪器、照明(日光灯、节能灯等)、中央空调、办公设备、电加热等非线性负载。这样必然会伴随着大量的谐波污染,增加了系统隐患,给医院用电设施带来慢性或者致命的损害,如不根本上消除隐患,仪器的异常工作将会慢慢出现。

    53 2018-09-06
  • 信息机房与大数据中心

    随着先进的信息技术在金融与通信行业的广泛应用,人们的生活获得了极大便利。当今的我们可以随时沟通世界的每一个角落,也能够随时方便而快捷的办理各种金融、信息类业务。
    金融与通信行业的飞速发展,更是依赖于其大数据中心的供电可靠性。在这种环境下,金融与通信行业面对着同样的挑战:数据中心设备的集成度越来越高,需要处理的信息量越来越大,信息的安全性也越来越重要。而大数据中心可靠的供电电源,是保障金融与通信系统稳定运行基础。
    用电系统组成:
    一般照明与应急照明系统;
    数据机房系统;
    空调系统(变频空调、冷却泵、冷冻泵、冷却塔);
    电梯、货梯、扶梯系统;
    备用电源系统;
    安防系统等。

    327 2018-08-31
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