حاسبة التوافقيات والمرشح غير المضبوط (PFC)
حدد حجم بنك مكثفات تصحيح معامل القدرة مع مفاعلة تسلسلية لعدم الضبط — تعويض kvar، فحص تردد الرنين، وتكوين المرشح.
النتيجة
أدخل الحمل → احصل على تصميم كامل وقائمة مواد (BOM) في ثوانٍ
نموذج المخرجات| Quantity | Value |
|---|---|
| Reactive power Qc | P × (tanφ₁ − tanφ₂) = 400 × (1.020 − 0.329) = 276.6 kvar |
| Fundamental current I₁ | P ÷ (√3·V·PF) = 400 kW ÷ (√3 × 400 V × 0.7) = 824.8 A |
| Harmonic current Ih | I₁ × THDi = 824.8 × 30% = 247.4 A |
| LC resonance frequency | f₁ ÷ √(p) = 50 ÷ √(0.070) = 189 Hz |
| Dominant harmonic | 5ᵗʰ = 250 Hz → above resonance (filter is inductive) — Detuned — safe from resonance ✓ |
| Capacitor voltage | V ÷ (1 − p) = 400 ÷ 0.93 = 430 V |
| Reactor rating | 7% × 277 = 19.4 kvar |
| Equipment | Spec | Qty | Subtotal |
|---|---|---|---|
| Power factor correction capacitor bank | 277 kvar · 400 V · detuned | 1 | POA |
| Series detuning reactor (7%) | 19.4 kvar · 189 Hz tuning | 1 | POA |
| Total equipment | POA |
للمهندسين الذين يصممون تصحيح معامل القدرة والمرشحات التوافقية غير المضبوطة على الشبكات التي تحتوي على محركات متغيرة السرعة وأحمال غير خطية أخرى.
استخدم الحاسبة
مثال محلول
مثال مرجعي محسوب مسبقًا (قابل للزحف — لا يتطلب JavaScript). أدخل معاملاتك الخاصة أعلاه للحصول على نتيجة مباشرة.
مثال عملي — 400 kW، معامل القدرة 0.70→0.95، THDi 30%، مفاعلة 7%
| Quantity | Value |
|---|---|
| Reactive power Qc | P × (tanφ₁ − tanφ₂) = 400 × (1.020 − 0.329) = 276.6 kvar |
| Fundamental current I₁ | P ÷ (√3·V·PF) = 400 kW ÷ (√3 × 400 V × 0.7) = 824.8 A |
| Harmonic current Ih | I₁ × THDi = 824.8 × 30% = 247.4 A |
| LC resonance frequency | f₁ ÷ √(p) = 50 ÷ √(0.070) = 189 Hz |
| Dominant harmonic | 5ᵗʰ = 250 Hz → above resonance (filter is inductive) — Detuned — safe from resonance ✓ |
| Capacitor voltage | V ÷ (1 − p) = 400 ÷ 0.93 = 430 V |
| Reactor rating | 7% × 277 = 19.4 kvar |
| Equipment | Spec | Qty | Subtotal |
|---|---|---|---|
| Power factor correction capacitor bank | 277 kvar · 400 V · detuned | 1 | POA |
| Series detuning reactor (7%) | 19.4 kvar · 189 Hz tuning | 1 | POA |
| Total equipment | POA |
مثال عملي — 800 kW، معامل القدرة 0.75→0.98، THDi 25%، مفاعلة 6%
| Quantity | Value |
|---|---|
| Reactive power Qc | P × (tanφ₁ − tanφ₂) = 800 × (0.882 − 0.203) = 543.1 kvar |
| Fundamental current I₁ | P ÷ (√3·V·PF) = 800 kW ÷ (√3 × 400 V × 0.75) = 1539.6 A |
| Harmonic current Ih | I₁ × THDi = 1539.6 × 25% = 384.9 A |
| LC resonance frequency | f₁ ÷ √(p) = 50 ÷ √(0.060) = 204 Hz |
| Dominant harmonic | 7ᵗʰ = 350 Hz → above resonance (filter is inductive) — Detuned — safe from resonance ✓ |
| Capacitor voltage | V ÷ (1 − p) = 400 ÷ 0.94 = 426 V |
| Reactor rating | 6% × 543 = 32.6 kvar |
| Equipment | Spec | Qty | Subtotal |
|---|---|---|---|
| Power factor correction capacitor bank | 543 kvar · 400 V · detuned | 1 | POA |
| Series detuning reactor (6%) | 32.6 kvar · 204 Hz tuning | 1 | POA |
| Total equipment | POA |
كيف تم الحساب
- · القدرة التفاعلية: Qc = P × (tanφ₁ − tanφ₂).
- · التيار التوافقي: Ih = I₁ × THDi%.
- · تردد رنين LC: f_res = f₁ ÷ √(p)، حيث p هو عامل عدم الضبط (6% → ≈204 Hz، 7% → ≈189 Hz، 12.5% → ≈141 Hz).
- · فحص عدم الضبط: يكون الفرع حثياً (بدون تضخيم) عندما يكون التوافقي السائد أعلى من f_res.
- · جهد المكثف مع المفاعلة: Vc = V ÷ (1 − p).
المعايير المرجعية
| Standard | Scope |
|---|---|
| GB/T 14549 | جودة إمداد الطاقة الكهربائية — التوافقيات في شبكة الإمداد العامة |
| IEC 61000-3-2 | حدود انبعاث التيار التوافقي (المعدات ≤ 16 A) |
| IEC 61642 | الشبكات الصناعية للتيار المتردد المتأثرة بالتوافقيات |
| IEEE 519 | الممارسة الموصى بها للتحكم التوافقي في أنظمة الطاقة الكهربائية |
الأسئلة الشائعة
What harmonic limits does IEEE 519 impose?
IEEE 519 limits total demand distortion (TDD) at the point of common coupling, typically 5% for systems below 69 kV, with individual harmonic limits (e.g. 5th/7th capped around 4%). Stricter limits apply where the short-circuit ratio is low. The calculator sizes filtering to meet these limits.
What is the difference between a passive and active harmonic filter?
A passive filter is a tuned LC circuit (often a detuned capacitor bank) that traps a specific harmonic; cheap but fixed. An active harmonic filter (APF) injects a cancelling current dynamically, handling multiple and varying Harmonics at 2-4x the cost. The calculator recommends detuned banks for steady harmonics and APF for dynamic loads.
Why do VFDs cause harmonics?
VFD rectifiers draw current in pulses rather than a sine wave, generating 5th, 7th, 11th and 13th harmonics (6-pulse drives). A 6-pulse VFD can produce 30-40% THDi at the drive terminals; 12- or 18-pulse and active-front-end drives reduce it. The calculator models the harmonic source share.
What detuning factor protects a capacitor bank from resonance?
A 7% series Reactor detunes the capacitor bank below the 5th harmonic so the bank never resonates with the network at 250 Hz. A 6% reactor is used when only the 5th harmonic is significant; 7% is the default for networks with 5th and higher harmonics. The calculator applies the detuning factor.
How do I estimate the harmonic filter kVAR needed?
The filter kVAR is based on the non-linear load share and the required distortion reduction. As a rule of thumb, size detuned capacitors to 25-35% of the VFD load, and an APF to 15-25% of the harmonic-producing load. The calculator estimates the compensation and filter rating from the load mix.
تضمين هذه الحاسبة
أضف هذه الحاسبة إلى موقعك الإلكتروني مجانًا. يتكيف إطار iframe مع أي عرض ويعمل بالكامل في متصفح الزائر.
أدوات ذات صلة
تقديرات مرجعية (FOB تشينغداو، EXW) للتصميم الأولي فقط — وليست عرض سعر نهائي. أكد المقاسات وفقًا لمشروعك والمعايير المحلية.
Send my complete design report
Get the full bill of materials, single-line diagram, calculation steps and FOB pricing as a PDF — free, no sign-up.
Your data stays private. No spam — only a reply to your enquiry.