Saat ini, dengan pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi serta peningkatan taraf kesehatan yang terus menerus, juga dibarengi dengan diperkenalkannya berbagai peralatan kesehatan canggih berskala besar, yang menghasilkan banyak harmonik pada fasilitas kesehatan tersebut, yang membawa kerugian yang serius. untuk keselamatan listrik dan pekerjaan normal peralatan medis.Perangkat filter aktif telah menjadi perangkat kunci untuk mengatasi masalah ini.
1.1 Peralatan Medis
Terdapat banyak sekali komponen elektronika daya pada peralatan kesehatan, dan perangkat tersebut akan menghasilkan harmonisa dalam jumlah besar selama bekerja sehingga menimbulkan polusi.Peralatan yang lebih umum adalah MRI (instrumen resonansi magnetik nuklir), mesin CT, mesin sinar-X, DSA (mesin kontras kardiovaskular) dan sebagainya.Diantaranya, pulsa RF dan medan magnet bolak-balik dihasilkan selama operasi MRI untuk menghasilkan resonansi magnetik nuklir, dan pulsa RF dan medan magnet bolak-balik akan membawa polusi harmonis.Jembatan penyearah penyearah tegangan tinggi pada mesin sinar-X akan menghasilkan harmonisa yang besar pada saat bekerja, dan mesin sinar-X merupakan beban transien, tegangannya dapat mencapai puluhan ribu volt, dan sisi aslinya transformator akan meningkatkan beban sesaat sebesar 60 hingga 70kw, yang juga akan meningkatkan gelombang harmonik jaringan.
1.2 Peralatan Listrik
Peralatan ventilasi di rumah sakit seperti AC, kipas angin, dll, serta peralatan penerangan seperti lampu neon akan menghasilkan harmonisa dalam jumlah besar.Untuk menghemat energi, sebagian besar rumah sakit menggunakan kipas konversi frekuensi dan AC.Konverter frekuensi adalah sumber harmonik yang sangat penting, tingkat distorsi arus harmonik totalnya THD-i mencapai lebih dari 33%, akan menghasilkan sejumlah besar 5, 7 jaringan listrik polusi arus harmonik.Pada peralatan penerangan di dalam rumah sakit terdapat banyak sekali lampu neon yang juga akan menghasilkan arus harmonik dalam jumlah besar.Ketika beberapa lampu neon dihubungkan ke beban tiga fase empat kawat, arus harmonik ketiga yang besar akan mengalir di garis tengah.
1.3 Peralatan Komunikasi
Saat ini, rumah sakit adalah manajemen jaringan komputer, yang berarti jumlah komputer, pengawasan video, dan peralatan audio banyak, dan ini merupakan sumber harmonik yang khas.Selain itu, server yang menyimpan data dalam sistem manajemen jaringan komputer harus dilengkapi dengan daya cadangan seperti UPS.UPS pertama-tama mengubah daya listrik menjadi arus searah, sebagian disimpan dalam baterai, dan bagian lainnya diubah menjadi daya AC yang diatur melalui inverter untuk menyuplai daya ke beban.Ketika terminal listrik disuplai, baterai menyuplai daya ke inverter untuk terus bekerja dan memastikan pengoperasian normal beban.Dan kita tahu bahwa rectifier dan inverter akan menggunakan teknologi IGBT dan PWM, sehingga UPS akan menghasilkan banyak arus harmonisa 3, 5, 7 dalam kerjanya.
2. Bahaya harmonik pada peralatan medis
Dari uraian di atas, kita dapat mengetahui bahwa terdapat banyak sumber harmonisa dalam sistem distribusi rumah sakit, yang akan menghasilkan harmonisa dalam jumlah besar (dengan harmonisa paling banyak 3, 5, 7) dan sangat mencemari jaringan listrik sehingga menyebabkan masalah kualitas daya seperti kelebihan harmonik dan kelebihan harmonik netral.Masalah-masalah ini dapat mempengaruhi penggunaan peralatan medis.
2.1 Bahaya harmonik pada peralatan akuisisi gambar
Akibat dampak harmonisa, tenaga medis sering mengalami kegagalan peralatan.Kesalahan ini dapat menyebabkan kesalahan data, gambar kabur, kehilangan informasi dan masalah lainnya, atau merusak komponen papan sirkuit, sehingga peralatan medis tidak dapat terus bekerja secara normal.Khususnya, ketika beberapa peralatan pencitraan terpengaruh oleh harmonik, komponen elektronik internal dapat merekam fluktuasi dan mengubah keluaran, yang akan menyebabkan deformasi yang tumpang tindih atau ambiguitas pada gambar bentuk gelombang, yang mudah menyebabkan kesalahan diagnosis.
2.2 Bahaya harmonik pada instrumen pengobatan dan keperawatan
Ada banyak instrumen elektronik yang digunakan dalam pengobatan, dan instrumen bedah adalah yang paling rusak akibat harmonisa.Perawatan bedah mengacu pada perawatan laser, gelombang elektromagnetik frekuensi tinggi, radiasi, gelombang mikro, ultrasound, dll. Sendiri atau bersamaan dengan bedah tradisional.Peralatan terkait dapat mengalami interferensi harmonik, sinyal keluaran akan mengandung kekacauan atau secara langsung memperkuat sinyal harmonik, menyebabkan rangsangan listrik yang kuat pada pasien, dan terdapat risiko keselamatan yang besar saat merawat beberapa bagian penting.Instrumen keperawatan seperti ventilator, alat pacu jantung, monitor EKG, dll., sangat erat kaitannya dengan kehidupan wali, dan sinyal dari beberapa instrumen sangat lemah, yang dapat menyebabkan pengumpulan informasi yang salah atau bahkan kegagalan bekerja ketika terkena harmonik. gangguan sehingga menimbulkan kerugian besar bagi pasien dan rumah sakit.
3. Tindakan pengendalian yang harmonis
Menurut penyebab harmonisa, tindakan pengobatan secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga jenis berikut: pengurangan impedansi sistem, pembatasan sumber harmonik, dan pemasangan perangkat filter.
3.1 Mengurangi impedansi sistem
Untuk mencapai tujuan pengurangan impedansi sistem, perlu dilakukan pengurangan jarak listrik antara peralatan listrik nonlinier dan catu daya, dengan kata lain untuk meningkatkan level tegangan suplai.Misalnya, peralatan utama pabrik baja adalah tungku busur listrik, yang awalnya menggunakan catu daya 35KV, dan masing-masing dipasang catu daya jalur khusus 35KV oleh dua gardu induk 110KV, dan komponen harmonik lebih tinggi pada bus bar 35KV.Setelah penggunaan gardu induk 220KV yang hanya berjarak 4 kilometer, menyiapkan 5 catu daya jalur khusus 35KV, harmonik pada bus meningkat secara signifikan, selain itu pembangkit juga menggunakan generator sinkron berkapasitas lebih besar, sehingga jarak listrik nonlinier ini beban sangat berkurang, sehingga pembangkit menghasilkan reduksi harmonis.Metode ini memiliki investasi terbesar, perlu dikoordinasikan dengan perencanaan pengembangan jaringan listrik, dan cocok untuk proyek industri skala besar, dan rumah sakit memerlukan pasokan listrik terus menerus tanpa gangguan, umumnya ditenagai oleh dua atau lebih gardu induk, jadi metode ini bukanlah metode yang tepat. prioritas.
3.2 Membatasi sumber harmonik
Metode ini perlu mengubah konfigurasi sumber harmonik, membatasi cara kerja pembangkitan harmonik dalam jumlah besar, dan berkonsentrasi pada penggunaan perangkat dengan harmonik yang saling melengkapi untuk saling meniadakan.Frekuensi harmonisa karakteristik meningkat dengan meningkatkan jumlah fasa konverter, dan nilai efektif arus harmonik sangat berkurang.Metode ini perlu menata ulang rangkaian peralatan dan mengkoordinasikan penggunaan instrumen yang mempunyai keterbatasan tinggi.Rumah sakit dapat sedikit menyesuaikan diri dengan situasinya, yang dapat mengurangi jumlah harmonisa sampai batas tertentu.
3.3 Memasang Perangkat Filter
Saat ini, ada dua perangkat filter AC yang umum digunakan: perangkat filter pasif danperangkat filter aktif (APF).Perangkat filter pasif, juga dikenal sebagai perangkat filter LC, menggunakan prinsip resonansi LC untuk secara artifisial membuat cabang resonansi seri untuk menyediakan saluran impedansi yang sangat rendah untuk sejumlah harmonisa tertentu yang akan disaring, sehingga tidak disuntikkan. ke dalam jaringan listrik.Perangkat filter pasif memiliki struktur sederhana dan efek penyerapan harmonik yang jelas, namun terbatas pada harmonik frekuensi alami, dan karakteristik kompensasi memiliki pengaruh besar pada impedansi jaringan (pada frekuensi tertentu, impedansi jaringan dan LC perangkat filter mungkin memiliki resonansi paralel atau resonansi seri).Perangkat filter aktif (APF) adalah perangkat elektronik daya jenis baru, yang digunakan untuk menekan harmonisa secara dinamis dan mengkompensasi daya reaktif.Ia dapat mengumpulkan dan menganalisis sinyal arus beban secara real time, memisahkan setiap daya harmonik dan reaktif, dan mengontrol keluaran konverter dengan amplitudo arus harmonik dan reaktif yang sama dan membalikkan arus kompensasi melalui pengontrol untuk mengimbangi arus harmonik dalam beban, sehingga mencapai tujuan pengendalian harmonis.Penyaring aktifperangkat memiliki keunggulan pelacakan waktu nyata, respons cepat, kompensasi komprehensif (daya reaktif dan harmonik 2~31 dapat dikompensasi pada saat bersamaan).
4 Penerapan khusus perangkat filter aktif APF di institusi medis
Dengan peningkatan berkelanjutan dalam standar hidup masyarakat dan percepatan penuaan populasi, permintaan akan layanan medis terus meningkat, dan industri layanan medis akan memasuki periode pertumbuhan yang pesat, dan merupakan perwakilan industri medis yang paling signifikan dan penting. adalah rumah sakit.Karena nilai sosial khusus dan pentingnya rumah sakit, solusi terhadap masalah kualitas daya menjadi mendesak.
4.1 Pemilihan APF
Manfaat kendali harmonik, pertama-tama, adalah untuk menjamin keselamatan pribadi pasien dan tenaga medis, yaitu untuk mengurangi atau menghilangkan dampak buruk kendali harmonik pada sistem distribusi, untuk menjamin pengoperasian normal trafo dan peralatan medis. ;Kedua, hal ini secara langsung mencerminkan manfaat ekonomi, yaitu memastikan pengoperasian normal sistem kompensasi kapasitansi tegangan rendah, memainkan perannya, mengurangi kandungan harmonik dalam jaringan listrik, dan meningkatkan faktor daya, mengurangi kehilangan daya reaktif. , dan memperpanjang masa pakai peralatan.
Bahaya harmonik bagi industri medis sangat besar, harmonik dalam jumlah besar akan mempengaruhi kinerja dan penggunaan instrumen presisi, dan dapat membahayakan keselamatan pribadi dalam kasus yang serius;Hal ini juga akan meningkatkan kehilangan daya pada saluran dan panas konduktor, mengurangi efisiensi dan umur peralatan, sehingga pentingnya kontrol harmonik menjadi jelas.Melalui instalasipenyaring aktifperangkat, tujuan pengendalian harmonik dapat tercapai dengan baik, sehingga dapat menjamin keselamatan manusia dan peralatan.Dalam jangka pendek, pengendalian harmonisa memerlukan sejumlah investasi modal pada tahap awal;Namun, dari sudut pandang pembangunan jangka panjang, APFperangkat filter aktifnyaman untuk dipelihara di kemudian hari, dan dapat digunakan secara real time, dan manfaat ekonomi yang dibawanya untuk mengendalikan harmonisa dan manfaat sosial dari pemurnian jaringan listrik juga jelas.
Waktu posting: 30 Juni 2023