오늘날 과학 기술의 급속한 발전과 의료 수준의 지속적인 향상으로 인해 다양한 대규모 첨단 의료 장비가 도입되고 있으며, 이는 이러한 의료 시설에서 수많은 고조파를 발생시켜 심각한 피해를 초래하고 있습니다. 전기 안전 및 의료 장비의 정상적인 작동에 영향을 미칩니다.능동필터 장치는 이러한 문제를 해결하는 핵심 장치가 되었습니다.
1.1 의료기기
의료 장비에는 수많은 전력 전자 부품이 있으며 이러한 장치는 작업 중에 많은 수의 고조파를 생성하여 오염을 유발합니다.대표적인 장비로는 MRI(핵자기공명기기), CT기기, X선기기, DSA(심혈관조영기) 등이 있다.그 중, MRI 작동 중에 RF 펄스와 교류 자기장이 생성되어 핵자기 공명이 발생하며, RF 펄스와 교류 자기장은 모두 고조파 오염을 가져옵니다.X선 기계의 고전압 정류기의 정류기 브리지는 작동 시 큰 고조파를 생성하고 X선 기계는 일시적인 부하이므로 전압은 수만 볼트에 도달할 수 있으며 원래 측면은 변압기는 순간 부하를 60~70kw로 증가시켜 그리드의 고조파도 증가시킵니다.
1.2 전기 장비
에어컨, 선풍기 등 병원의 환기 장비와 형광등과 같은 조명 장비는 많은 양의 고조파를 생성합니다.에너지 절약을 위해 대부분의 병원에서는 주파수 변환 팬과 에어컨을 사용합니다.주파수 변환기는 매우 중요한 고조파 소스이며 총 고조파 전류 왜곡률 THD-i가 33% 이상에 도달하여 많은 수의 5, 7 고조파 전류 오염 전력망을 생성합니다.병원 내부의 조명 장비에는 형광등이 많이 설치되어 있어 고조파 전류도 많이 발생합니다.3상 4선 부하에 여러 개의 형광등을 연결하면 중간 선에 큰 3차 고조파 전류가 흐릅니다.
1.3 통신 장비
현재 병원은 컴퓨터 네트워크 관리를 하고 있는데, 이는 컴퓨터의 수가 많고, 영상감시 및 오디오 장비가 많다는 것을 의미하며, 이것이 전형적인 고조파 소스입니다.또한, 컴퓨터 네트워크 관리 시스템에 데이터를 저장하는 서버에는 UPS 등의 백업 전원을 갖춰야 한다.UPS는 먼저 주전원을 직류로 정류하고, 그 중 일부는 배터리에 저장되고, 나머지 일부는 인버터를 통해 조정된 AC 전력으로 변환되어 부하에 전력을 공급합니다.주전원 단자가 공급되면 배터리는 인버터에 전원을 공급하여 계속 작동하고 부하의 정상적인 작동을 보장합니다.그리고 우리는 정류기와 인버터가 IGBT 및 PWM 기술을 사용하므로 UPS가 직장에서 많은 3, 5, 7 고조파 전류를 생성한다는 것을 알고 있습니다.
2. 의료 장비에 대한 고조파 피해
위의 설명에서 우리는 병원의 배전 시스템에 많은 고조파 소스가 있음을 알 수 있습니다. 이는 많은 고조파(3, 5, 7개의 고조파가 가장 많음)를 생성하고 전력망을 심각하게 오염시켜 고조파 과잉 및 중성 고조파 과부하와 같은 전력 품질 문제.이러한 문제는 의료 장비 사용에 영향을 미칠 수 있습니다.
2.1 영상 획득 장비에 대한 고조파 피해
고조파의 영향으로 의료진은 종종 장비 고장을 경험합니다.이러한 결함으로 인해 데이터 오류, 이미지 흐릿함, 정보 손실 및 기타 문제가 발생하거나 회로 기판 구성 요소가 손상되어 의료 장비가 계속해서 정상적으로 작동할 수 없게 될 수 있습니다.특히, 일부 영상 장비가 고조파의 영향을 받는 경우 내부 전자 부품이 변동을 기록하고 출력을 변경할 수 있으며 이로 인해 파형 이미지가 중복되거나 모호해지며 오진이 발생하기 쉽습니다.
2.2 치료 및 간호 장비에 대한 고조파의 피해
치료에 사용되는 전자장비는 다양하며, 수술장비는 고조파에 의해 가장 많이 손상됩니다.수술적 치료란 레이저, 고주파 전자파, 방사선, 마이크로파, 초음파 등을 단독으로 또는 전통적인 수술과 병행하여 치료하는 것을 말합니다.관련 장비는 고조파 간섭을 받기 쉽고 출력 신호에 혼란이 포함되거나 고조파 신호를 직접 증폭하여 환자에게 강한 전기 자극을 유발하며 일부 중요한 부품을 치료할 때 심각한 안전 위험이 있습니다.인공호흡기, 심장박동기, 심전도 모니터 등 간호기기는 보호자의 생명과 밀접한 관련이 있으며, 일부 기기의 신호가 매우 약하여 고조파에 노출되면 부정확한 정보 수집이 발생하거나 심지어 작동하지 않을 수도 있습니다. 간섭하여 환자와 병원에 큰 손실을 초래합니다.
3. 고조파 제어 대책
고조파의 원인에 따라 치료방법은 크게 시스템 임피던스를 낮추는 것, 고조파 발생원을 제한하는 것, 필터 장치를 설치하는 것 등 3가지로 나눌 수 있습니다.
3.1 시스템 임피던스 감소
시스템의 임피던스를 낮추는 목적을 달성하려면 비선형 전기 장비와 전원 사이의 전기적 거리를 줄이는 것, 즉 공급 전압 레벨을 향상시키는 것이 필요합니다.예를 들어, 제철소의 주요 장비는 원래 35KV 전원 공급 장치를 사용하는 전기로로, 두 개의 110KV 변전소에 각각 35KV 특수 라인 전원 공급 장치를 설치했으며 고조파 성분은 35KV 버스 바에서 더 높았습니다.단 4km 거리의 220KV 변전소에서 5개의 35KV 특수 라인 전원을 설치한 후 버스의 고조파가 크게 개선되었으며 공장에서는 더 큰 용량의 동기 발전기를 사용하여 이러한 비선형의 전기적 거리를 확보했습니다. 부하가 크게 감소하여 플랜트에서 고조파 감소가 발생했습니다.이 방법은 투자 규모가 가장 크고 전력망 개발 계획과 조화를 이루어야 하며 대규모 산업 프로젝트에 적합하며 병원에는 일반적으로 2개 이상의 변전소에서 전력을 공급받는 중단 없는 연속 전원 공급이 필요하므로 이 방법은 적합하지 않습니다. 우선 사항.
3.2 고조파 소스 제한
이 방법은 고조파 소스의 구성을 변경하고 고조파를 대량으로 생성하는 작업 모드를 제한하며 서로 상쇄하기 위해 고조파 보완성을 갖춘 장치를 사용하는 데 집중해야 합니다.컨버터의 위상 수를 늘리면 특성 고조파의 주파수가 증가하고 고조파 전류의 실효 값이 크게 감소합니다.이 방법을 사용하려면 장비 회로를 재배치하고 계측기 사용을 조정해야 하므로 한계가 높습니다.병원에서는 상황에 따라 조금씩 조정할 수 있으므로 고조파의 양을 어느 정도 줄일 수 있습니다.
3.3 필터 장치 설치
현재 일반적으로 사용되는 두 가지 AC 필터 장치가 있습니다. 수동 필터 장치와능동 필터 장치(APF).LC 필터 장치라고도 알려진 수동 필터 장치는 LC 공진의 원리를 사용하여 직렬 공진 분기를 인위적으로 생성하여 필터링할 특정 수의 고조파에 대해 매우 낮은 임피던스 채널을 제공하므로 주입되지 않습니다. 전력망에.패시브 필터 장치는 구조가 간단하고 고조파 흡수 효과가 뚜렷하지만 고유 주파수의 고조파에 국한되어 보상 특성이 그리드 임피던스(특정 주파수에서 그리드 임피던스와 LC)에 큰 영향을 미칩니다. 필터 장치는 병렬 공진 또는 직렬 공진을 가질 수 있습니다.능동 필터 장치(APF)는 고조파를 동적으로 억제하고 무효 전력을 보상하는 데 사용되는 새로운 유형의 전력 전자 장치입니다.부하의 전류신호를 실시간으로 수집 분석하여 각각의 고조파와 무효전력을 분리하고, 컨트롤러를 통해 고조파와 무효전류의 동일 진폭과 역보상 전류로 컨버터 출력을 제어하여 부하의 고조파 전류를 상쇄할 수 있으며, 고조파 제어의 목적을 달성하기 위해.활성 필터장치는 실시간 추적, 빠른 응답, 포괄적인 보상(무효 전력과 2~31개의 고조파를 동시에 보상할 수 있음) 등의 장점을 가지고 있습니다.
4 의료기관에서의 APF 활성 필터 장치의 구체적인 적용
지속적인 생활수준 향상과 인구 고령화의 가속화로 인해 의료서비스에 대한 수요가 꾸준히 증가하고 있으며, 의료서비스산업은 급속한 성장기를 맞이하고 있으며, 의료산업을 대표하는 가장 중요하고 중요한 산업입니다. 병원이에요.병원의 특별한 사회적 가치와 중요성으로 인해 전력 품질 문제의 해결이 시급합니다.
4.1 APF 선택
고조파 제어의 이점은 우선 환자와 의료진의 개인 안전을 보장하는 것입니다. 즉, 배전 시스템에 대한 고조파 제어의 악영향을 줄이거 나 제거하고 변압기 및 의료 기기의 정상적인 작동을 보장합니다. ;둘째, 저전압 커패시턴스 보상 시스템의 정상적인 작동을 보장하고, 정당한 역할을 수행하고, 전력망의 고조파 함량을 줄이고, 역률을 개선하고, 무효 전력 손실을 줄이는 경제적 이점을 직접적으로 반영합니다. , 장비의 수명을 연장합니다.
의료 산업에 대한 고조파의 피해는 매우 크며, 많은 수의 고조파가 정밀 기기의 성능과 사용에 영향을 미치고 심각한 경우 개인 안전을 위협할 수 있습니다.또한 라인의 전력 손실과 도체의 열이 증가하고 장비의 효율성과 수명이 감소하므로 고조파 제어의 중요성은 자명합니다.설치를 통해활성 필터장치를 사용하면 사람과 장비의 안전을 보장하기 위해 고조파 제어의 목적을 잘 달성할 수 있습니다.단기적으로 고조파 제어는 초기 단계에서 일정 금액의 자본 투자가 필요합니다.그러나 장기적인 개발 관점에서 볼 때 APF는활성 필터 장치나중에 유지 관리가 편리하고 실시간으로 사용할 수 있으며 고조파를 제어하기 위해 가져오는 경제적 이점과 전력망 정화의 사회적 이점도 분명합니다.
게시 시간: 2023년 6월 30일