施耐德电气--医疗行业院+电能质

SchneiderElectric1-PowerBusinessChina施耐德电气(中国)有限公司上海分公司●PowerLogic电力仪表●VarplusCAN电力电容器●AccuSine电力滤波器●EOA综合能源管理系统●PMS电力监视和控制系统●PQM电能质量管理系统与会人员介绍医疗行业设计院技术交流电能质量优化系统设计浅谈SchneiderElectric3-PowerBusinessChina电能质量监测仪表应用在35kV进线、10kV/400V进线，监视电能质量PM800系列仪表应用在10kV/400V进线、馈出线监视线路电气参数35kV中控室照片400V配电室照片电能质量事故案例1上海卷烟厂SchneiderElectric4-PowerBusinessChina电能质量事故案例1上海卷烟厂SchneiderElectric5-PowerBusinessChina●现象：2004年2月20日凌晨，上海卷烟厂二车间D区PROTOS2-2高速卷烟机莫名停机，卷烟机控制设备部分数据丢失，很难找到故障原因，无法及时恢复生产。●原因：由于安装了PQM系统，在万分焦急的时刻，我们对35KV高压记录波形进行分析，发现在100ms内电压跌落了2020V，是它导致了卷烟机控制系统死机。●结果：这个故障分析让我们大大缩短了停电时间，避免了巨大损失。电能质量事故案例1上海卷烟厂SchneiderElectric6-PowerBusinessChina现象●最初系统在C相出现0电流现象，每次持续时间小于半个周波。●发生频率：每天数次●4星期后，C相的0电流持续时间超过了1周波。●施耐德电能质量监测系统的监控设备自动记录了所有瞬间故障的波形，向运行管理人员发出警告并形成报告。电能质量事故案例2美国北海岸电力公司SchneiderElectric7-PowerBusinessChina行动●分析：根据施耐德电能质量监测系统提供的数据和报告，调查分析，怀疑问题可能发生在变压器上。●行动：电力公司立刻制定停电维护计划并对变压器进行停运及开盖检查。●确定故障：结果在C相的有载分接头发现已毁坏的抽头。电能质量事故案例2美国北海岸电力公司SchneiderElectric8-PowerBusinessChina结论●经过专家判定，该变压器如果再继续运行2周，抽头将整个融化，会导致分接触头刀片接触到油箱侧面，最终引起灾难性故障。●电能质量监测系统帮助用户及时发现了潜在的设备问题，避免了50万美金损失，包括变压器设备的更换及停电的损失。电能质量事故案例2美国北海岸电力公司SchneiderElectric9-PowerBusinessChina电能质量优化系统设计浅谈Part1.电能质量小知识Part2.医院客户应用分析Part3.施耐德电气方案Part4.手术室和ICU/CCU绝缘监测SchneiderElectric10-PowerBusinessChina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…..SchneiderElectric11-PowerBusinessChina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PQSymptomPQPhenomena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.SchneiderElectric12-PowerBusinessChina●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PQSymptomPQPhenomena可能的答案是…同时如果接地系统不好，谐波也同样会造成客户损失电能质量常见现象2SchneiderElectric13-PowerBusinessChina●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PQSymptomPQPhenomena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3SchneiderElectric14-PowerBusinessChina●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PQSymptomPQPhenomena可能的答案是…带载启动会引起电压骤降,供电侧开关发生大型瞬变电能质量常见现象4SchneiderElectric15-PowerBusinessChina●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PQSymptomPQPhenomena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5SchneiderElectric16-PowerBusinessChina电能质量优化系统设计浅谈Part1.电能质量小知识电力谐波SchneiderElectric17-PowerBusinessChina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SchneiderElectric18-PowerBusinessChina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SchneiderElectric19-PowerBusinessChina谐波电流和谐波电压的关系产生电流谐波产生电压谐波非线性负载电流谐波电源电缆阻抗电压谐波SchneiderElectric20-PowerBusinessChina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%......2232221kIHIHIHIHIrms基波的有效值所有谐波的有效值SchneiderElectric21-PowerBusinessChina谁的数值不准确呢？......2232221kIHIHIHIHIrmsPSPF=P1S1cosj=SchneiderElectric22-PowerBusinessChina●谐波的负面影响●谐波占用电源容量线性负载:•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D:谐波失真功率D＝失真功率Q(VAR)SchneiderElectric23-PowerBusinessChina●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SchneiderElectric24-PowerBusinessChina电能质量优化系统设计浅谈Part1.电能质量小知识无功功率SchneiderElectric25-PowerBusinessChina●谐波的负面影响●谐波占用电源容量无功功率失真功率有功功率视在功率D和Q一样，无法转化为有用功如何理解无功功率？SchneiderElectric26-PowerBusinessChina无功功率Q无功功率是不好的吗？机械能视在功率S电能用于做功电能机械能用于产生磁场电场与磁场的交换有功功率P电力网络发电机电动机NSSchneiderElectric27-PowerBusinessChina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提高电源利用率减少线路损耗……就地补偿无功功率的好处？SchneiderElectric28-PowerBusinessChina电容器与谐波的关系1Ihabf(Hz)|Z|(Ω)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SchneiderElectric29-PowerBusinessChina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|(Ω)SchneiderElectric30-PowerBusinessChina电能质量优化系统设计浅谈Part1.电能质量小知识Part2.医院客户应用分析Part3.施耐德电气方案Part4.手术室和ICU/CCU绝缘监测SchneiderElectric31-PowerBusinessChina典型系统结构示意图400VI段10KVI段10KVII段400VII段10KV10KV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●Ⅰ、Ⅱ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、高质量医院典型配电系统结构SchneiderElectric32-PowerBusinessChina三级负荷二级负荷一级负荷消防用电、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）0类场所自动恢复供电时间t≤15s1类场所自动恢复供电时间0.5s≤t≤15s2类场所自动恢复供电时间t≤0.5医院典型负荷级别分类SchneiderElectric33-PowerBusinessChina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级负荷中特别重要负荷用电设备或场所名称对供电电源的要求负荷等级Ⅰ、Ⅱ级手术室及ICU、CCU室应采用IT系统一级负荷/重要负载SchneiderElectric34-PowerBusinessChina建筑动力负载空调冷热源系统备用负载负载容量大智能控制部件对电能质量要求供养、真空处理、空气转换系统负载连续供电、断电影响大医用电梯连续供电、起停电压波动较大监视系统运行状况及时发现潜在故障提高供配电系统安全性和连续性一级负荷重特别重要负荷全面监控医疗设备负载采用独立IT系统重要医疗设备对电压波动敏感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/重要负载特点SchneiderElectric35-PowerBusinessChina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级负荷用电设备或场所名称对供电电源的要求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SchneiderElectric36-PowerBusinessChina建筑动力负载重要功能检查室供电和照明连续性要求高照明设备种类多大厅、候诊厅空气处理系统连续供电一级负荷特点医疗设备负载大型医用检影成像系统设备自身工作压波动大，自带稳压设备