DQZHAN技术讯：医院电气设施的节能改造探讨
随着我国经济飞速发展和医疗改革的迅速推进，国内医疗技术发展迅速，医院的各项建设标准不断提高，随之而来的是医院能源消耗的不断飙升。为了响应节能环保的社会主题，降低医院运营成本，就要对医院中已建成的设施进行节能改造。基于此，本文就医院电气设施的节能改造进行了探讨，以期能为类似的电气节能改造提供参考借鉴。
1变压器的节能改造
1.1变压器的损耗及效率
变压器在电磁转换的过程中会发生功率损耗，包括空载损耗和负载损耗。变压器的效率是变压器二次侧输出功率与电源侧输入功率之比的百分数，与变压器的负荷和损耗有关，也与负荷功率因数有关。负载率为0.3～1时效率均较高，0.5～0.6时效率*高。负载一定时，功率因数越高变压器效率也越高。
1.2电气设施谐波抑制
由于医院使用大量的非线性设备，会产生大量的谐波，因此应净化电源，优化电气设计以提高可靠性和**性。
(1)无源滤波抑制
采用无源滤波装置进行滤波，可以吸收谐波源产生的谐波电流，是抑制谐波影响的一种有效措施。无源滤波装置由电容、电感和电阻组成，根据电容、电阻的阻抗特性，为某一特定频率的谐波电流提供低阻抗通道，与电网阻抗形成分流，大大降低流入电网的谐波电流，从而减少对电网的污染或影响，是目前广泛采用的一种抑制谐波影响和无功补偿装置。
(2)有无源滤波抑制
有源滤波装置，分为并联型和串联型2种。并联型滤波装置主要解决谐波电流产生的影响，串联型滤波装置主要解决谐波电压产生的影响，其工作原理基本相同。并联型有源滤波装置通过检测电气设备的负载电流，应用相应算法计算出所含的谐波电流，然后由滤波装置输出与谐波电流大小相等、方向相反的电流，抵消谐波电流，从而减小流入电网的谐波电流，达到抑制谐波影响的目的。
1.3变压器的节能改造措施
变压器节能改造的实质是降低其损耗、提高其运行效率，具体措施有以下几项：(1)合理选择变压器的容量和台数、(2)选用节能型变压器，更换或改造高能耗变压器。(3)加强运行管理，实现变压器经济运行。《民用建筑电气设计规范》4.3.2要求，配电变压器的长期工作负载率不宜大于85%。根据医院建筑物谐波源较多的供配电系统而言，在供配电系统设计过程中，变压器容量和台数的选定尤为重要，建议变压器的长期工作负载率不大于75%。
2供配电系统线损率
从电网到医院的电能，经一次或二次降压后，再经由高、低压线路输送至各科室和部门的用电设备，构成医院的供配电系统。电能在变压输送过程中会造成损耗，这部分损耗称为线变损或简称电损，在《评价企业合理用电技术导则》(GB/T3485)中规定了对线损率的具体要求，即：一次变压不得超过3.5%;二次变压不得超过5.5%;三次变压不得超过7%。
3供配电系统节能改造的主要环节
(1)改造合理的供配电系统。根据负荷容量、供电距离及分布、用电设备特点等因素，改造合理的供配电系统和选择供电电压，供配电系统应尽量简单可靠，同一电压供电系统变配电级数不宜超过两级;医院变电所应尽量靠近负荷中心，以缩短供电半径，减少线路损失;门诊楼、病房楼及医技楼等内部变电所之间宜敷设联络线，根据负荷情况，可切除部分变压器，从而减少损耗;根据负荷情况合理选择变压器容量、台数，其接线应能适应负荷变化，按经济运行原则灵活投切变压器;按经济电流密度合理选择导线截面，一般按年综合运行费用*小原则确定单位面积经济电流密度。
(2)提高功率因数减少电能损耗。提高变压器二次侧的功率因数��可使总的负荷电流减少，从而减少变压器的铜损;提高功率因数，可减少无功电流，相应减少了线路及变压器的电流，从而减少了电压降;另外在节能改造时提高功率因数可减少电源线路的截面及变压器的容量，节约设备投资。
4电动机的节能改造
减少电动机的电能损耗的主要途径是提高电动机的效率和功率因数。电动机的节能改造方法有以下几个方面：
4.1改造低效率电动机
采取各种切实可行的措施，减少电动机的各部分损耗，提高电动机的效率和功率因数。
采取各种减少损耗措施后的高效电动机，其总损耗比普通标准电动机减少20%～30%，电动机的效率可以由普通的标准型提高3%～6%。
另外，YZR系列新型电机与以前的JZR或JZR2系列电机相比，平均效率高2%，空载电流小20%，平均功率因数高9%，具有较好的节能效果。因此，在节能改造当中，应选用Y、YZ、YZR等新系列电动机，以节省电能。普通高效电机价格比一般电机高20%～30%，采用时要考虑资金回收期，即在短期内靠节电费用收回多花的费用。一般符合下列条件时可选用普通高效电机：负载率在0.6以上;每年连续运行时间在3000小时以上;电机运行时无频繁启、制动;单机容量较大。
4.2根据负荷特性合理选择电动机
对旧有设备使用的电机，要进行必要的测试与计算，结合电机的工作环境及负载特点，选用适当的电机取代“大马拉小车”的电机，以提高电机的运行效率和功率因数。通常当电机的负载率大于0.65时，可不必更换;小于0.3时，不经计算就可更换;在0.3～0.65之间时，则需经过计算再确定。
4.3轻载电动机采取降压运行
对经常处于轻负荷运行的电动机，应采用三角――星切换装置，将三角形接法的电动机改为星形接法，可以达到良好的节电效果。
值得注意的是，只有在负荷系数低于0.3后，将电动机的三角形接法改为星形接法才能使电动机的效率有明显提高;当负荷系数为0.5时，星形接法和三角形接法的效率基本相等，无节电效果;当负荷系数大于0.5后，电动机星形接法的效率反而低于三角形接法。电动机由三角形改为星形接法后，其极限容许负载大致为铭牌容量的38%～45%。因此，在采用三角形改星形接法作为节电方法时，一定要考虑到改接后的电动机的容量是否能满足负载的要求。一般认为，由三角形改星形接法转换点在负荷系数为0.2～0.4之间。对不同型号的电动机，其转换点不一定相同，应该进行分析计算才能确定。根据经验，当负荷系数为<0.3时，将三角形改为星形接法往往可以节电。
4.4根据负载情况对电动机采取无功补偿
对距供电点较远的大容量电动机应对其进行无功补偿。电动机无功补偿对改变远距离送电的电动机低功率因数运条状态、减少线路损失、提高变压器负载率有着明显的效果。数据表明，每千瓦补偿电容每年可节电150kWh～500kWh，是一种值得推广的办法[3]。对单台电动机补偿容量不宜过大，以防产生自励磁过电压，应保证电动机在额定电压下断电时电容器的放电电流不大于铭牌上的空载电流。
4.5需要根据负荷变化调节的设备应采用调速电机
交流电动机的调速分为三种形式：变极、变频和变转差率调速。在所有电动机中，风机和水泵调速节能的效果*明显。
5照明设备的节电改造
5.1实施节能照明的要点
根据照明用电量的计算公式，欲降低照明电耗，必须设法提高照明率、使用高效光源、提高灯具的维修率;或者减少开灯时间、保持适当的照度和尽量采用局部照明等。但是，照明节能的原则是在保证足够的照明亮度和质量的前提下节约电能的，应参照《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)第6条节能照明要求来实现节能。在照明功率密度值满足国家规范要求的基础上，有效地控制照明功率密度值。
在医院建筑照明改造时应注意以下几点：(1)光源和灯具的选择;(2)照度和年龄;(3)荧光灯的光通量与环境温度的关系;(4)照明设备减光的原因。
5.2相关技术措施
5.2.1采用高效长寿命光源
光源是节能的首要因素，而光源和节能又取决于发光效率。高效光源主要指气体放电灯。低压气体放电灯以荧光灯为代表，高压气体放电灯主要为高压钠灯和金属卤化物灯。近年来，进一步提高光源的性能和技术参数呈现以下趋势：(1)提高发光效率;(2)提高显色性能;(3)提高使用寿命。
5.2.2采用高效节能的照明灯具
灯具是除光源外的**要素，而且是不容易为人们所重视的因素。灯具的主要功能是合理分配光源辐射的光通量，满足环境和作业的配光要求，并且不产生眩光和严重的光幕反射。选择灯具时，除考虑环境光分布和限制眩目的要求外，还应考虑灯具的效率。对于高光效灯具的基本要求如下：(1)提高灯具效率;(2)提高灯具的光通维持率;(3)提供配光合理、品种齐全的灯具;(4)正确使用高效灯具;(5)处理好能量效率与装饰性的关系。
5.2.3采用高效节能的照明电器附件
绝大多数节能光源都是气体放电灯，它们需要镇流器才能工作。普通电感式镇流器功耗大、光闪烁严重。目前已成功开发的节能镇流器――节能型电感式镇流器和电子镇流器，都比原电感镇流器的功耗减小一半以上。例如，直管荧光灯的电感镇流器自身功耗约为灯管功率的23%～25%，有的低质量产品，据检验达到30%，而国外有一些低功耗镇流器可达12%～15%。可见，提高镇流器的质量对节能很有意义。若使用电感镇流器，则应带电容补偿，使每个灯具的功率因数在0.9以上。
目前镇流器的发展主要有两个方向：
(1)功耗电感镇流器：自身功耗减小，可靠性高，无电磁污染;
(2)高频电子镇流器：功耗更小，可提高光源光效，发光稳定，无频闪，无噪声，有利节能和改善视觉效果，将在进一步降低谐波量和电磁辐射、提高可靠性方面改进，逐步成为荧光灯的主要配套产品。
5.2.4采用合理的照明控制
有了好的光源、好的灯具、好的照明附件，还要有合理的照明控制方式。医院建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明，要采用集中控制，并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施;对于护理单元的通道照明，在深夜应可关掉其中一部分或采用可调光方式;有天然采光的楼梯间、走道的照明要多采用节能自熄开关;每个照明开关所控灯具不应太多;照明场所装设有两列或多列灯具时，要按下列方式分组控制：所控灯列与侧窗平行;药剂生产场所按车间、工段或工序分组;电化教室、会议室、多功能厅、报告厅等场所，按靠近或远离讲台分组。
6结语
综上所述，医院节能涉及医疗、教学、科研、预防和保健的各个方面，对于医院电气的节能改造是一项系统的工作。因此，我们要认真分析医院电气节能改造的重点，并配合这些重点采取有效的措施对医院的电气设施进行节能改造，从而打造节约型医院，使国内医院在能源利用上实现可持续发展。
