Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ và trình độ y tế không ngừng được nâng cao, kéo theo đó là sự ra đời của nhiều loại thiết bị y tế tiên tiến trên quy mô lớn, tạo ra số lượng lớn sóng hài trong các cơ sở y tế này, gây ra tác hại nghiêm trọng. đến an toàn điện và hoạt động bình thường của thiết bị y tế.Thiết bị lọc tích cực đã trở thành thiết bị chủ chốt để giải quyết vấn đề này.
1.1 Thiết bị y tế
Có một số lượng lớn các linh kiện điện tử công suất trong thiết bị y tế và những thiết bị này sẽ tạo ra một lượng lớn sóng hài trong quá trình làm việc, gây ô nhiễm.Các thiết bị phổ biến hơn là MRI (dụng cụ cộng hưởng từ hạt nhân), máy CT, máy chụp X-quang, DSA (máy tương phản tim mạch), v.v.Trong số đó, xung RF và từ trường xen kẽ được tạo ra trong quá trình vận hành MRI để tạo ra cộng hưởng từ hạt nhân, cả xung RF và từ trường xen kẽ sẽ gây ra ô nhiễm hài hòa.Cầu chỉnh lưu của bộ chỉnh lưu điện áp cao trong máy X-quang sẽ tạo ra sóng hài lớn khi hoạt động và máy X-quang là tải nhất thời, điện áp có thể đạt tới hàng chục nghìn vôn và mặt ban đầu của máy biến áp sẽ tăng tải tức thời từ 60 đến 70kw, điều này cũng sẽ làm tăng sóng hài của lưới điện.
1.2 Thiết bị điện
Các thiết bị thông gió trong bệnh viện như điều hòa, quạt,… và các thiết bị chiếu sáng như đèn huỳnh quang sẽ tạo ra một lượng lớn sóng hài.Để tiết kiệm năng lượng, hầu hết các bệnh viện đều sử dụng quạt chuyển đổi tần số và máy điều hòa không khí.Bộ biến tần là một nguồn sóng hài rất quan trọng, tổng tỷ lệ biến dạng dòng sóng hài THD-i của nó đạt hơn 33%, sẽ tạo ra một số lượng lớn lưới điện ô nhiễm dòng sóng hài 5, 7.Trong thiết bị chiếu sáng bên trong bệnh viện có một số lượng lớn đèn huỳnh quang, chúng cũng sẽ tạo ra một lượng lớn dòng điện hài.Khi nhiều đèn huỳnh quang được nối với tải ba pha bốn dây, đường giữa sẽ chạy một dòng điện hài thứ ba lớn.
1.3 Thiết bị liên lạc
Hiện nay, các bệnh viện đều quản lý mạng máy tính, nghĩa là số lượng máy tính, thiết bị giám sát video, âm thanh rất nhiều và đây là những nguồn sóng hài điển hình.Ngoài ra, máy chủ lưu trữ dữ liệu trong hệ thống quản lý mạng máy tính phải được trang bị nguồn điện dự phòng như UPS.Trước tiên, UPS sẽ chỉnh lưu nguồn điện lưới thành dòng điện một chiều, một phần được lưu trữ trong pin và phần còn lại được chuyển đổi thành nguồn điện xoay chiều được điều chỉnh thông qua bộ biến tần để cung cấp điện cho tải.Khi thiết bị đầu cuối nguồn điện được cấp, pin sẽ cấp nguồn cho biến tần để tiếp tục hoạt động và đảm bảo cho tải hoạt động bình thường.Và chúng ta biết rằng bộ chỉnh lưu và biến tần sẽ sử dụng công nghệ IGBT vàPWM, do đó UPS sẽ tạo ra rất nhiều dòng điện hài 3, 5, 7 khi hoạt động.
2. Tác hại của sóng hài đối với trang thiết bị y tế
Từ mô tả trên, chúng ta có thể thấy rằng có rất nhiều nguồn sóng hài trong hệ thống phân phối của bệnh viện sẽ tạo ra một lượng lớn sóng hài (nhiều nhất là sóng hài 3, 5, 7) và gây ô nhiễm nghiêm trọng cho lưới điện, gây ô nhiễm nghiêm trọng. các vấn đề về chất lượng điện năng như dư thừa sóng hài và quá tải sóng hài trung tính.Những vấn đề này có thể ảnh hưởng đến việc sử dụng thiết bị y tế.
2.1 Tác hại của sóng hài đối với thiết bị thu nhận hình ảnh
Do tác động của sóng hài, nhân viên y tế thường xuyên gặp phải tình trạng hỏng hóc thiết bị.Những lỗi này có thể gây ra lỗi dữ liệu, hình ảnh bị mờ, mất thông tin và các vấn đề khác hoặc làm hỏng linh kiện bảng mạch, khiến thiết bị y tế không thể tiếp tục hoạt động bình thường.Đặc biệt, khi một số thiết bị hình ảnh bị ảnh hưởng bởi sóng hài, các linh kiện điện tử bên trong có thể ghi lại sự dao động và thay đổi đầu ra, dẫn đến hình ảnh dạng sóng bị chồng chéo hoặc mơ hồ, dễ gây chẩn đoán sai.
2.2 Tác hại của sóng hài đối với dụng cụ điều trị, điều dưỡng
Có rất nhiều dụng cụ điện tử được sử dụng trong điều trị, trong đó dụng cụ phẫu thuật bị hư hỏng nhiều nhất do sóng hài.Điều trị bằng phẫu thuật là điều trị bằng laser, sóng điện từ tần số cao, bức xạ, lò vi sóng, siêu âm, v.v. hoặc kết hợp với phẫu thuật truyền thống.Các thiết bị liên quan có thể bị nhiễu sóng hài, tín hiệu đầu ra sẽ bị nhiễu hoặc khuếch đại trực tiếp tín hiệu sóng hài, gây kích thích điện mạnh cho bệnh nhân và có những rủi ro lớn về an toàn khi điều trị một số bộ phận quan trọng.Các thiết bị điều dưỡng như máy thở, máy điều hòa nhịp tim, máy đo điện tâm đồ, v.v. có liên quan mật thiết đến tính mạng của người giám hộ và tín hiệu của một số thiết bị rất yếu có thể dẫn đến việc thu thập thông tin không chính xác hoặc thậm chí không hoạt động khi gặp sóng hài. nhiễu, gây thiệt hại nặng nề cho người bệnh và bệnh viện.
3. Biện pháp kiểm soát sóng hài
Theo nguyên nhân gây ra sóng hài, các biện pháp xử lý có thể được chia đại khái thành ba loại sau: giảm trở kháng hệ thống, hạn chế nguồn sóng hài và lắp đặt thiết bị lọc.
3.1 Giảm trở kháng hệ thống
Để đạt được mục đích giảm trở kháng của hệ thống, cần giảm khoảng cách điện giữa thiết bị điện phi tuyến và nguồn điện, hay nói cách khác là cải thiện mức điện áp nguồn.Ví dụ, thiết bị chính của nhà máy thép là lò hồ quang điện, ban đầu sử dụng nguồn điện 35KV và lần lượt được thiết lập nguồn điện đường dây đặc biệt 35KV bởi hai trạm biến áp 110KV và thành phần hài hòa cao hơn trên thanh cái 35KV.Sau khi sử dụng khoảng cách chỉ 4 km trạm biến áp 220KV thiết lập 5 đường dây cấp điện đặc biệt 35KV, sóng hài trên xe buýt được cải thiện đáng kể, ngoài ra nhà máy còn sử dụng máy phát điện đồng bộ công suất lớn hơn, nhờ đó khoảng cách điện của các phi tuyến này tải giảm đi rất nhiều, do đó nhà máy tạo ra sự giảm sóng hài.Phương pháp này có mức đầu tư lớn nhất, cần phối hợp với quy hoạch phát triển lưới điện, phù hợp với các dự án công nghiệp quy mô lớn, bệnh viện yêu cầu cấp điện liên tục, liên tục, thường được cấp điện từ hai trạm biến áp trở lên nên phương pháp này không phải là phương pháp phù hợp. sự ưu tiên.
3.2 Hạn chế nguồn sóng hài
Phương pháp này cần thay đổi cấu hình của các nguồn sóng hài, hạn chế chế độ làm việc tạo sóng hài với số lượng lớn, tập trung sử dụng các thiết bị có tính bổ sung sóng hài để triệt tiêu lẫn nhau.Tần số của sóng hài đặc trưng được tăng lên bằng cách tăng số pha của bộ chuyển đổi và giá trị hiệu dụng của dòng điện hài giảm đi rất nhiều.Phương pháp này cần sắp xếp lại mạch thiết bị và phối hợp sử dụng các thiết bị, hạn chế cao.Bệnh viện có thể tùy theo tình huống của mình điều chỉnh một chút, có thể giảm bớt lượng sóng hài ở một mức độ nhất định.
3.3 Cài đặt thiết bị lọc
Hiện nay có hai thiết bị lọc AC được sử dụng phổ biến là thiết bị lọc thụ động vàthiết bị lọc hoạt động (APF).Thiết bị lọc thụ động, còn được gọi là thiết bị lọc LC, sử dụng nguyên lý cộng hưởng LC để tạo ra một nhánh cộng hưởng nối tiếp một cách giả tạo nhằm cung cấp kênh trở kháng rất thấp cho số lượng sóng hài cụ thể được lọc ra, để nó không bị tiêm vào vào lưới điện.Thiết bị lọc thụ động có cấu trúc đơn giản và hiệu ứng hấp thụ sóng hài rõ ràng, nhưng nó bị giới hạn ở các sóng hài của tần số tự nhiên và các đặc tính bù có ảnh hưởng lớn đến trở kháng lưới (ở tần số cụ thể, trở kháng lưới và LC thiết bị lọc có thể có cộng hưởng song song hoặc cộng hưởng nối tiếp).Thiết bị lọc tích cực (APF) là một loại thiết bị điện tử công suất mới, được sử dụng để triệt tiêu sóng hài một cách linh hoạt và bù công suất phản kháng.Nó có thể thu thập và phân tích tín hiệu hiện tại của tải trong thời gian thực, tách từng công suất hài và công suất phản kháng, đồng thời điều khiển đầu ra của bộ chuyển đổi với biên độ bằng dòng hài và dòng phản kháng và dòng bù ngược thông qua bộ điều khiển để bù dòng hài trong tải, để đạt được mục đích điều khiển hài hòa.Bộ lọc hoạt độngthiết bị có ưu điểm là theo dõi thời gian thực, phản ứng nhanh, bù toàn diện (công suất phản kháng và sóng hài 2 ~ 31 có thể được bù cùng lúc).
4 Ứng dụng cụ thể của thiết bị lọc chủ động APF trong cơ sở y tế
Với sự cải thiện không ngừng của mức sống của người dân và tốc độ già hóa dân số ngày càng nhanh, nhu cầu về dịch vụ y tế ngày càng tăng, ngành dịch vụ y tế sắp bước vào thời kỳ tăng trưởng nhanh và là đại diện quan trọng và quan trọng nhất của ngành y tế. là bệnh viện.Do giá trị xã hội đặc biệt và tầm quan trọng của bệnh viện nên việc giải quyết vấn đề chất lượng điện năng của bệnh viện là cấp thiết.
4.1 Lựa chọn APF
Lợi ích của điều khiển hài hòa trước hết là đảm bảo an toàn cá nhân cho bệnh nhân và nhân viên y tế, nghĩa là giảm hoặc loại bỏ tác động bất lợi của điều khiển hài lên hệ thống phân phối, đảm bảo hoạt động bình thường của máy biến áp và dụng cụ y tế ;Thứ hai, nó phản ánh trực tiếp lợi ích kinh tế, nghĩa là đảm bảo hoạt động bình thường của hệ thống bù điện dung điện áp thấp, phát huy đúng vai trò của nó, giảm hàm lượng sóng hài trong lưới điện và cải thiện hệ số công suất, giảm tổn thất công suất phản kháng , và kéo dài tuổi thọ của thiết bị.
Tác hại của sóng hài đối với ngành y tế là rất lớn, số lượng lớn sóng hài sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất và việc sử dụng các dụng cụ chính xác, đồng thời có thể gây nguy hiểm cho an toàn cá nhân trong những trường hợp nghiêm trọng;Nó cũng sẽ làm tăng tổn thất điện năng trên đường dây và nhiệt độ của dây dẫn, làm giảm hiệu suất và tuổi thọ của thiết bị, do đó tầm quan trọng của việc điều khiển sóng hài là hiển nhiên.Thông qua việc cài đặtbộ lọc hoạt độngthiết bị, mục đích điều khiển hài hòa có thể đạt được tốt, để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.Trong ngắn hạn, việc kiểm soát sóng hài cần một lượng vốn đầu tư nhất định trong giai đoạn đầu;Tuy nhiên, từ quan điểm phát triển lâu dài, APFthiết bị lọc hoạt độngthuận tiện để duy trì trong giai đoạn sau và có thể được sử dụng trong thời gian thực, đồng thời lợi ích kinh tế mà nó mang lại trong việc kiểm soát sóng hài và lợi ích xã hội của việc thanh lọc lưới điện cũng rất rõ ràng.
Thời gian đăng: 30/06/2023