施耐德电气医疗行业院电能质量优化系统设计介绍PPT.ppt

施耐德电气(中国)有限公司 上海分公司 powerlogic电力仪表 varplus can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,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,电能质量事故案例1 上海卷烟厂,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,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,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,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,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 part 3. 施耐德电气方案 part 4. 手术室和icu/ccu绝缘监测,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,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 symptom,pq 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.,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 symptom,pq phenomena,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2,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 symptom,pq 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3,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 symptom,pq phenomena,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4,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 symptom,pq 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5,电能质量优化系统设计浅谈,part 1. 电能质量小知识 电力谐波,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,谐波是谁产生的？,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,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,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 %,谁的数值不准确呢 ？,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,p (w),变压器设计容量放大的原因,q (var),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。,零线设计线径放大的原因,电能质量优化系统设计浅谈,part 1. 电能质量小知识 无功功率,谐波的负面影响 谐波占用电源容量,d和q一样，无法转化为有用功,如何理解无功功率？,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,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？,电容器与谐波的关系1,ih,a,b,f(hz),|z|(),150,250 （5次谐波）,350,系统阻抗,系统+电容阻抗,系统等 效感抗,电容器与谐波的关系2,以190hz，7%补偿为例,ih,a,b,系统等 效感抗,f(hz),150,250,350,系统阻抗,系统+电容阻抗,系统+非调谐补偿,|z|(),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 part 3. 施耐德电气方案 part 4. 手术室和icu/ccu绝缘监测,典型系统结构示意图,400v i段,10kv i段,10 kv ii段,400v ii段,10 kv,10 kv,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,医院典型配电系统结构,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 t15s 1类场所 自动恢复供电时间 0.5st15s 2类场所 自动恢复供电时间 t0.5,医院典型负荷级别分类,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,、级手术室及icu、ccu室应采用it系统,一级负荷/重要负载,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,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,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 起停时产生谐波污染 重要医技检验科设备 供电连续性要求高 对电压波动等电源质量问题比较敏感,一级负荷特点,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）,负荷种类相对简单 对断电恢复时间要求相对宽松 负荷工作情况比较稳定 电压波动大的医疗设备和季节性用电设备可采用专用变压器供电,中央空调冷热源设备,二级负荷,独立变压器供电 大容量负载 约占医院整体用电量的50 季节性使用 大量变频、软起 过载、过压情况 智能控制部件对电能质量要求,电能使用情 况实时记录,方便电能管理 准确电度统计,电力参数全面监视 全面计量用电消耗,空调冷热源负荷特点,二级负荷特点,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 part 3. 施耐德电气方案 part 4. 手术室和icu/ccu绝缘监测,补偿,消谐,监测,电能质量优化系统设计方面,补偿,消谐,监测,pwmet电能监测产品家族,电能质量测量(采样频率1024/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 1255个级别，级别高优先处理 趋势/预测 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,补偿,消谐,监测,vck 模块化无功补偿,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250in,vck 模块化无功补偿,无功功率补偿方案,varplus电容器,无功功率补偿方案,无功功率补偿方案,补偿,消谐,监测,accusine 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,accusine 4ls模块化滤波器,varplus电容器,无功补偿及谐波消除方案,accusine补偿方式,电能质量优化系统设计浅谈,part 3. 施耐德电气方案 附录，综合能管系统,pm810： 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、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,测量电压、电流等多种电气参数 电压电流测量精度0.3%，功率电能0.5% 各种越限、低限报警 脉冲、rs485输出可选 4di/2do关注断路器状况 各种越限、低限报警,pm5350中文电力参数测量仪表,pm1000： 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,pm3210： 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，thd modbus rs485 pm3255： 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/2do,pm32xx系列导轨电力参数测量仪表,iem3110： 电能表，脉冲输出 直连最大至63a iem3150 电能表，多参数测量，modbus通讯 直连最大至63a iem3155 电能表，复费率，多参数测量，modbus通讯 直连最大至63a iem3210 电能表，脉冲输出 ct连接,1a/5a iem3250 电能表，多参数测量，modbus通讯 ct连接,1a/5a,iem3xxx系列导轨电力参数测量仪表,管理系统网络机构1 单主机,管理系统网络机构2 主机+工作站,管理系统网络机构3 双机冗余,管理系统的软件组成,大型能管系统的三位一体,ecs、dcs、mes,其他能源相关数据,能源价格,erp、hrm,eoa决策系统,pse执行系统,spm分析系统,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 part 3. 施耐德电气方案 part 4. 手术室和icu/ccu绝缘监测,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。,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。,手术室配电系统结构示意图,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 ups,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