医疗行业院电能质量技术交流课件.ppt

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1、Schneider Electric1-Power Business China电能质量优化系统设计浅谈电能质量优化系统设计浅谈Part 1.电能质量小知识电能质量小知识Part 2.医院客户应用分析Part 3.施耐德电气方案Part 4.手术室和ICU/CCU绝缘监测.Schneider Electric2-Power Business China电能质量问题综述电能质量问题综述电能质量问题定义为：导致用户设备失效(Failure)或误动作(Misoperation)，并表现为电压、电流或频率偏移的任何电能问题。其中最常见的电能质量问题：功率因数低下、谐波、电压波动功率因数低下、谐波、电压

2、波动电压骤降/下陷电压骤升/上冲电压中断谐波瞬变缺口电压噪声闪变频率偏差.Schneider Electric3-Power Business China电能质量常见现象电能质量常见现象1断路器跳闸/保险丝熔断电压骤降电压骤升瞬变功率因数低下谐波PQ SymptomPQ Phenomena可能的答案是当然峰值负载也可能造成该现象，但是谐波的破坏性更大.Schneider Electric4-Power Business China敏感设备损坏,比如电源回路烧掉(PLC,drives,etc.)电压骤降电压骤升瞬变功率因数低下谐波PQ SymptomPQ Phenomena可能的答案是同时如果接

3、地系统不好，谐波也同样会造成客户损失电能质量常见现象电能质量常见现象2.Schneider Electric5-Power Business China缩短变压器寿命 “Wow 这家伙好热!”电压骤降电压骤升瞬变功率因数低下谐波PQ SymptomPQ Phenomena可能的答案是变压器可以短时过载,但是必须长时在线监测.电能质量常见现象电能质量常见现象3.Schneider Electric6-Power Business China变频器跳闸&PLC 宕机或锁死电压骤降电压骤升瞬变功率因数低下谐波PQ SymptomPQ Phenomena可能的答案是带载启动会引起电压骤降,供电侧开关发

4、生大型瞬变电能质量常见现象电能质量常见现象4.Schneider Electric7-Power Business China电机损坏 转子短路或过热电压骤降电压骤升瞬变功率因数低下谐波PQ SymptomPQ Phenomena可能的答案是电压骤降和谐波会引起设备发热,电压不平衡一同发生.瞬变则会引起绝缘破损.电能质量常见现象电能质量常见现象5.Schneider Electric8-Power Business China电能质量优化系统设计浅谈电能质量优化系统设计浅谈Part 1.电能质量小知识电能质量小知识 电力谐波电力谐波.Schneider Electric9-Power Busi

5、ness China谐波是杂乱无章的波吗？谐波是杂乱无章的波吗？什么是谐波频率为基波整数倍的周期性正弦波叫做谐波.Schneider Electric10-Power Business China谐波是谁产生的？谐波是谁产生的？非线性负载线性负载UI线性负载UI两类负载两类负载白炽灯电阻加热器变频器UPS电源荧光灯电脑整流器电梯开关电源中频炉指当施加一个正弦波电压时它吸收的电流也是正弦波的负载加上一个正弦波电压,它吸收的电流为非正弦的负载.Schneider Electric11-Power Business China谐波电流和谐波电压的关系谐波电流和谐波电压的关系产产生生电电流流谐谐波波产

6、产生生电电压压谐谐波波非线性负载电流谐波电源电缆阻抗电压谐波.Schneider Electric12-Power Business China如何评估系统谐波环境？如何评估系统谐波环境？总电流有效值（Irms）它是基波电流有效值IH1与谐波电流IHk的平方和的根值电压和电流的总谐波畸变率 THD它是衡量谐波污染程度的参数 THD=100%.Schneider Electric13-Power Business China谁的数值不准确呢谁的数值不准确呢？PSPF=P1S1cos j=.Schneider Electric14-Power Business China谐波的负面影响谐波占用电源

7、容量 线性负载:相移功率因数Cos 非线性负载:功率因数 PF=P/S（有功功率/视在功率）S=视在功率 P=有功功率 Q=无功功率S(VA)S(VA)P2+Q2S=P2+Q2+D2S=P(W)变压器设计容量放大的原因变压器设计容量放大的原因D:谐波失 真功率 D 失真功率Q(VAR).Schneider Electric15-Power Business China零序谐波在中性线上叠加中性线电缆的发热量严重时会发生火灾。Ih3Z1Z2Z3L1L2L3NIh1Ih1Ih1Ih3Ih3Ih3零线设计线径放大的原因零线设计线径放大的原因.Schneider Electric16-Power Bu

8、siness China电能质量优化系统设计浅谈电能质量优化系统设计浅谈Part 1.电能质量小知识电能质量小知识 无功功率无功功率.Schneider Electric17-Power Business China谐波的负面影响谐波占用电源容量无功功率无功功率失真功率失真功率有功功率有功功率视在功率视在功率D和Q一样，无法转化为有用功 如何理解无功功率？如何理解无功功率？.Schneider Electric18-Power Business China无功功率 Q无功功率是不好的吗？无功功率是不好的吗？机械能 视在功率视在功率S 电电 能能用于做功用于做功电能电能机械能机械能用于产生磁场用

9、于产生磁场电场与磁场的交换电场与磁场的交换 有功功率 P电力网络发电机电动机NS.Schneider Electric19-Power Business China无功功率 Q有功功率 P电力网络电网电动机释放系统容量释放系统容量提高电源利用率提高电源利用率减少线路损耗减少线路损耗就地补偿无功功率的好处？就地补偿无功功率的好处？.Schneider Electric20-Power Business China电容器与谐波的关系电容器与谐波的关系1Ihabf(Hz)|Z|()150250（5次谐波）350系统阻抗系统+电容阻抗系统等效感抗纯电容补偿.Schneider Electric21-P

10、ower Business China电容器与谐波的关系电容器与谐波的关系2以190Hz，7%补偿为例Ihab系统等效感抗f(Hz)150250350系统阻抗系统+电容阻抗系统+非调谐补偿190|Z|().Schneider Electric22-Power Business China电能质量优化系统设计浅谈电能质量优化系统设计浅谈Part 1.电能质量小知识Part 2.医院客户应用分析医院客户应用分析Part 3.施耐德电气方案Part 4.手术室和ICU/CCU绝缘监测.Schneider Electric23-Power Business China典型系统结构示意图典型系统结构示意

11、图400V I段段10KV I段段10 KV II段段400V II段段10 KV10 KV应急段母线应急段母线G 配电系统概况高压系统两路10KV独立市电电源单母线分段运行、互为备用低压系统、段母线分段运行一级负荷和其中特别重要负荷，由配电所不同低压母线段两路电源供电，末端自动投切重要用电设备，自备柴油发电机组，提供应急电源。空调冷热源等季节性设备使用 独立变压器供电根据不同功能部门分区供电 供电要求：安全、连续、高质量供电要求：安全、连续、高质量医院典型配电系统结构医院典型配电系统结构.Schneider Electric24-Power Business China 三级负荷 二级负荷

12、一级负荷 消防用电、应急照明、重要大型医疗设备、医用电梯等设备 2类场所和部分1类场所的医疗用电设备及重要动力、照明设备 部分1类场所和0类场所动力、照明设备，空调冷热源设备 客用电梯、一般检查设备（插座）用电、水泵、排风机等一级、二级负荷以外的负荷如：货梯、洗衣房、营养部电力等低压配电系统负荷分级 医疗场所类别参考（IEC60364-7-710；2009）l0类场所 自动恢复供电时间 t15sl1类场所 自动恢复供电时间 0.5st15sl2类场所 自动恢复供电时间 t0.5医院典型负荷级别分类医院典型负荷级别分类.Schneider Electric25-Power Business Ch

13、ina 血库、血液透析室婴儿室、恒温箱中心手术部ICU 重症监护室CCU心脏监护室门、急诊抢救室1、双电源供电，两电 源不应同时损坏2、必须增设应急电源 一一级级负负荷荷中中 特特别别重重要要负负荷荷用电设备或场所名称用电设备或场所名称对供电电源的要求对供电电源的要求负荷等级负荷等级l、级手术室及级手术室及ICU、CCU室应采用室应采用IT系统系统一级负荷一级负荷/重要负载重要负载.Schneider Electric26-Power Business Chinal 建筑动力负载建筑动力负载l 空调冷热源系统备用负载l 负载容量大l 智能控制部件对电能质量要求l 供养、真空处理、空气转换系统负

14、载l 连续供电、断电影响大l 医用电梯l 连续供电、起停电压波动较大监视系统运行状况监视系统运行状况及时发现潜在故障及时发现潜在故障 提高供配电系统提高供配电系统 安全性和连续性安全性和连续性 一级负荷重特别一级负荷重特别重要负荷全面监控重要负荷全面监控l 医疗设备负载医疗设备负载l 采用独立采用独立IT系统系统l 重要医疗设备对电压波动敏感l 设备断电会危及病人生命安全一级负荷中特别重要负荷特点一级负荷一级负荷/重要负载特点重要负载特点.Schneider Electric27-Power Business Chinal医疗场所采用TN-S系统CT、X光机ECT、MR等加速器及其机房高压氧舱

15、医用数字检影成像设备 部分重要功能检查室大型医疗 设备产房、急诊观察处置室、手术辅助室、1、双电源供电，两 电源不应同时损坏2、有条件时可增设 应急电源 一一 级级 负负 荷荷用电设备或场所名称用电设备或场所名称对供电电源的要求对供电电源的要求负荷等级负荷等级 重要场所照明系统 消防系统用电 应急照明一级负荷一级负荷.Schneider Electric28-Power Business Chinal 建筑动力负载建筑动力负载l 重要功能检查室供电和照明l连续性要求高l照明设备种类多l大厅、候诊厅空气处理系统l 连续供电一级负荷特点l 医疗设备负载医疗设备负载l 大型医用检影成像系统设备l 自

16、身工作压波动大，自带稳压设备l 起停时产生谐波污染起停时产生谐波污染l 重要医技检验科设备l 供电连续性要求高l 对电压波动等电源质量问题比较敏感一级负荷特点一级负荷特点.Schneider Electric29-Power Business China风机水泵锅炉房客用电梯一般场所照明理疗科一般检查设备（插座）辅助用房 1、双电源供电 2、发生常见故障时 能迅速恢复供电 二二 级级 负负 荷荷 用电设备或场所名称用电设备或场所名称对供电电源的要求对供电电源的要求负荷等级负荷等级l负荷种类相对简单l对断电恢复时间要求相对宽松l负荷工作情况比较稳定l电压波动大的医疗设备和季节性用电设备可采用专用

17、变压器供电中央空调冷热源设备二级负荷二级负荷.Schneider Electric30-Power Business Chinal 独立变压器供电l 大容量负载l 约占医院整体用电量的约占医院整体用电量的50l 季节性使用l 大量变频、软起l 过载、过压情况l 智能控制部件对电能质量要求 电能使用情电能使用情 况实时记录况实时记录 方便电能管理方便电能管理 准确电度统计准确电度统计电力参数全面监视电力参数全面监视全面计量用电消耗全面计量用电消耗空调冷热源负荷特点二级负荷特点二级负荷特点.Schneider Electric31-Power Business China电能质量优化系统设计浅谈电

18、能质量优化系统设计浅谈Part 1.电能质量小知识Part 2.医院客户应用分析Part 3.施耐德电气方案施耐德电气方案Part 4.手术室和ICU/CCU绝缘监测.Schneider Electric32-Power Business China补偿补偿消谐消谐监测监测电能质量优化系统设计方面电能质量优化系统设计方面.Schneider Electric33-Power Business China补偿补偿消谐消谐监测监测PWMET电能监测产品家族电能监测产品家族.Schneider Electric34-Power Business China电能质量测量电能质量测量(采样频率采样频率1

19、024/周波周波)电能精度IEC0.2S级511谐波和40间谐波分析电压波动及闪变分析电压骤升、骤降扰动方向判定(DDD)供电电压允许偏差及三相电压不平衡分析电力系统频率波动监测及记录(0.005Hz)20s瞬态波形捕捉记录记录1255个级别，级别高优先处理趋势/预测强大通信功能强大通信功能RS-232/485口、RS-485口、红外数据口：工业级以太口、全内置工业级Modem多通讯规约ION7650电能质量监测仪表电能质量监测仪表.Schneider Electric35-Power Business China补偿补偿消谐消谐监测监测VCK 模块化无功补偿模块化无功补偿.Schneider

20、 Electric36-Power Business China已经包含接触器、熔断器、电抗器工作温度，高达55操作频率，高达7000次/年平均寿命，高达130000小时耐受电流，高达1.8In浪涌电流，高达250InVCK 模块化无功补偿模块化无功补偿.Schneider Electric37-Power Business China400VVarplus电容器电容器VarLogic功率因数控制器功率因数控制器无功功率补偿方案无功功率补偿方案.Schneider Electric38-Power Business China400V DR调谐电抗器调谐电抗器Varplus电容器电容器VarL

21、ogic功率因数控制器功率因数控制器无功功率补偿方案无功功率补偿方案.Schneider Electric39-Power Business China无功功率补偿方案无功功率补偿方案.Schneider Electric40-Power Business China补偿补偿消谐消谐监测监测.Schneider Electric41-Power Business ChinaAccuSine 4LS主要特性三相三线或三相四线有源电力滤波器能够滤除2-51次谐波能够有效改善功率因数模块化设计，方便柜内安装机架式与壁挂式两种安装方式通过模块并联，提供多种容量需求并联冗余设置，不同容量可并联运行人性化

22、LCD操控面板，方便实时监控通讯软件和以太网卡，提供强大的通讯功能AccuSine 4LS模块化滤波器模块化滤波器.Schneider Electric42-Power Business ChinaAccuSine 4LS模块化滤波器模块化滤波器.Schneider Electric43-Power Business China400V AccuSine有源电力滤波器有源电力滤波器 AccuSine有源电力滤波器有源电力滤波器 DR调谐电抗器调谐电抗器Varplus电容器电容器VarLogic功率因数控制器功率因数控制器无功补偿及谐波消除方案无功补偿及谐波消除方案.Schneider Elec

23、tric44-Power Business ChinaAccuSine补偿方式补偿方式.Schneider Electric45-Power Business China电能质量优化系统设计浅谈电能质量优化系统设计浅谈Part 3.施耐德电气方案施耐德电气方案 附录，综合能管系统附录，综合能管系统.Schneider Electric46-Power Business ChinaPM810：大屏幕液晶显示测量电压、电流等多种电气参数(需量、预测、总谐波畸变、最小最大值、分次谐波)电能精度IEC62053-22 0.5S级Modbus RS485 通讯PM820：具备PM810的全部功能数据记录

24、、报警记录、时钟PM850：具备PM820的全部功能波形捕捉、负荷趋势预测PM870:具备PM850的全部功能可调模式波形捕捉、电压骤升/骤降监视PM800系列电力参数测量仪表系列电力参数测量仪表.Schneider Electric47-Power Business Chinal测量电压、电流等多种电气参数l电压电流测量精度0.3%，功率电能0.5%l各种越限、低限报警l脉冲、RS485输出可选l4DI/2DO关注断路器状况l各种越限、低限报警PM5350中文电力参数测量仪表中文电力参数测量仪表.Schneider Electric48-Power Business ChinaPM1000：

25、大屏幕高亮度LED显示测量电压、电流等多种电气参数（双向计量）电能精度IEC62053-22 0.5级PM1200:具备PM1000全部功能Modbus RS485 通讯PM1000系列电力参数测量仪表系列电力参数测量仪表.Schneider Electric49-Power Business ChinaPM3210：基本电气参数，电流/功率（有功，无功，视在）需量，THD脉冲输出PM3250：基本电气参数，电流/功率（有功，无功，视在）需量，THDModbus RS485PM3255：基本电气参数，电流/功率（有功，无功，视在）需量，THD，负载能耗存储Modbus RS485+2DI/2D

26、OPM32xx系列导轨电力参数测量仪表系列导轨电力参数测量仪表.Schneider Electric50-Power Business ChinaiEM3110：电能表，脉冲输出直连最大至63AiEM3150电能表，多参数测量，Modbus通讯直连最大至63AiEM3155电能表，复费率，多参数测量，Modbus通讯直连最大至63AiEM3210电能表，脉冲输出CT连接,1A/5AiEM3250电能表，多参数测量，Modbus通讯CT连接,1A/5AiEM3xxx系列导轨电力参数测量仪表系列导轨电力参数测量仪表.Schneider Electric51-Power Business China

27、管理系统网络机构管理系统网络机构1 单主机单主机.Schneider Electric52-Power Business China管理系统网络机构管理系统网络机构2 主机主机+工作站工作站.Schneider Electric53-Power Business China管理系统网络机构管理系统网络机构3 双机冗余双机冗余.Schneider Electric54-Power Business China管理系统的软件组成管理系统的软件组成偏重历史分析偏重历史分析 帮助发现能源消耗问题 建立并验证基层能源考核标准 电能质量管理 SPM软件软件偏重实时控制偏重实时控制 能源实时监视和控制 确保

28、能源供应与使用的安全可靠 数据安全和冗余备份 PSE软件软件偏重全局管理偏重全局管理 能耗分析/报告 能源预测与平衡 能耗实绩管理与考核 EOA软件软件.Schneider Electric55-Power Business China大型能管系统的三位一体大型能管系统的三位一体ECS、DCS、MES其他能源相关数据其他能源相关数据能源价格能源价格ERP、HRMEOA决策系统决策系统PSE执行系统执行系统SPM分析系统分析系统.Schneider Electric56-Power Business China电能质量优化系统设计浅谈电能质量优化系统设计浅谈Part 1.电能质量小知识Part

29、2.医院客户应用分析Part 3.施耐德电气方案Part 4.手术室和手术室和ICU/CCU绝缘监测绝缘监测.Schneider Electric57-Power Business China医疗故障 据统计，80%的医疗故障，尤其是手术室故障，是由电气原因引起的。.Schneider Electric58-Power Business China手术室配电系统结构示意图 手术室的供电系统为IT系统，由专门的隔离电源系统为手术室供电。洁净手术部总配电柜为隔离电源系统供电。每间手术室配置一台隔离电源系统，该系统可安装于手术室外围的洁净通道内，为手术室内的设备供电。可以为电源隔离电源系统配置独立的

30、UPS系统，在市电失电的情况下，保证IT系统回路负载的供电连续性。报警指示器安装于手术室内，与隔离电源系统进行通讯，显示系统的工作状态及故障情况，当故障发生时发出报警信号。隔离电源系统可通过Modbus通讯将系统的工作及故障信息上传到中央监控系统。.Schneider Electric59-Power Business China手术室配电系统结构示意图.Schneider Electric60-Power Business China隔离电源系统结构示意图 绝缘监测装置 隔离变压器 远程指示器 专用供电模块 自动故障定位器 手动故障定位器 UPSIM20-HIM20-HHRPHRP.Schn

31、eider Electric61-Power Business China故障发现及指示流程 故障发现 故障指示 故障报警 故障排除 故障记录当手术室发生绝缘故障.Schneider Electric62-Power Business China手术室应用 相关标准及参数 医疗行业相关标准=建筑物的电气设施.第7-710部分:特殊设施或场所的要求.医疗场所 【GB16895.24-2005】【IEC60364-7-10】=低压配电系统中的电气安全.防护 措施的测试、测量或监测用设备.第8部分:IT系统用绝缘监测装置.【IEC61557-8，9】主要技术参数=50K50K:绝缘报警阈值需大于50

32、K=100K100K:绝缘监测仪交流内部阻抗需高于100K=1mA1mA :测量电流阈值，即使在故障情况下仍需小于1mA=25V25V :测量电压阈值不得高于25V.Schneider Electric63-Power Business China发现故障之 绝缘监测装置IM10H 满足IEC及GB相关标准绝缘电阻显示故障检测及报警IM20H+变压器监测（温度，过载）+Modbus通讯+报警事件记录中文操作界面.Schneider Electric64-Power Business China发现故障之 绝缘监测装置 1.变压器监测 2.连接远程指示器 3.Modbus通讯123.Schnei

33、der Electric65-Power Business China指示故障之 远程指示装置 HRP远程指示器 功能：绝缘故障远程指示 电气故障远程指示 绝缘监测系统日常测试 供电：24VDC供电 标准：通过Anois测试.Schneider Electric66-Power Business China排除故障之 自动/手动定位装置 XD312-H 医疗专用自动定位装置 预装在IT柜中 同时检测最多12个支路 自动定位并指示故障支路 一组干接点可用于独立报警 手持定位套装 故障支路定位 故障点定位 根据线径选择不同尺寸的手持CT.Schneider Electric67-Power Business ChinaIM10-HIM10-HHRPHRP2种上图模式：散件与成套柜 散件方式 成套方式.Schneider Electric68-Power Business ChinaMake the mostof your energy谢谢！谢谢！.