Fundamental current
825 A
Calculateur de filtres harmoniques et décalés (PFC)
Dimensionnez une batterie de condensateurs de correction du facteur de puissance avec une réactance de désaccord série — kvar de compensation, vérification de la fréquence de résonance et configuration du filtre.
Résultat
Saisissez votre charge → obtenez une conception complète & une nomenclature en quelques secondes
Exemple de résultatRequired compensation
277 kvar
400 kW · PF 0.7 → 0.95 · THDi 30% · 7% reactor
Harmonic current
247 A
Resonance freq
189 Hz
Cap voltage
430 V
Calculation
| 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 |
Filter configuration
277 kvar capacitor bank + 7% detuning reactor (19.4 kvar)
Detuned at 189 Hz, below the 5ᵗʰ harmonic (250 Hz) — the branch stays inductive at the dominant harmonic, preventing resonance amplification.
Bill of materials
| 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 |
Pour les ingénieurs concevant des filtres de correction du facteur de puissance et des filtres harmoniques décalés sur des réseaux avec variateurs de vitesse et autres charges non linéaires.
Utiliser le calculateur
Exemple concret
Un exemple de référence pré-calculé (explorable — aucun JavaScript requis). Saisissez vos propres paramètres ci-dessus pour un résultat en direct.
Exemple concret — 400 kW, PF 0,70→0,95, THDi 30%, réactance 7%
Required compensation
277 kvar
400 kW · PF 0.7 → 0.95 · THDi 30% · 7% reactor
Fundamental current
825 A
Harmonic current
247 A
Resonance freq
189 Hz
Cap voltage
430 V
Calculation
| 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 |
Filter configuration
277 kvar capacitor bank + 7% detuning reactor (19.4 kvar)
Detuned at 189 Hz, below the 5ᵗʰ harmonic (250 Hz) — the branch stays inductive at the dominant harmonic, preventing resonance amplification.
Bill of materials
| 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 |
Exemple concret — 800 kW, PF 0,75→0,98, THDi 25%, réactance 6%
Required compensation
543 kvar
800 kW · PF 0.75 → 0.98 · THDi 25% · 6% reactor
Fundamental current
1540 A
Harmonic current
385 A
Resonance freq
204 Hz
Cap voltage
426 V
Calculation
| 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 |
Filter configuration
543 kvar capacitor bank + 6% detuning reactor (32.6 kvar)
Detuned at 204 Hz, below the 7ᵗʰ harmonic (350 Hz) — the branch stays inductive at the dominant harmonic, preventing resonance amplification.
Bill of materials
| 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 |
Comment il a été calculé
- · Puissance réactive : Qc = P × (tanφ₁ − tanφ₂).
- · Courant harmonique : Ih = I₁ × THDi%.
- · Fréquence de résonance LC : f_res = f₁ ÷ √(p), où p est le facteur de désaccord (6% → ≈204 Hz, 7% → ≈189 Hz, 12,5% → ≈141 Hz).
- · Vérification du désaccord : la branche est inductive (pas d'amplification) lorsque l'harmonique dominant est supérieur à f_res.
- · Tension du condensateur avec réactance : Vc = V ÷ (1 − p).
Normes référencées
| Standard | Scope |
|---|---|
| GB/T 14549 | Qualité de l'énergie électrique — harmoniques dans le réseau public d'alimentation |
| IEC 61000-3-2 | Limites pour les émissions de courant harmonique (appareils ≤ 16 A) |
| IEC 61642 | Réseaux industriels à courant alternatif affectés par les harmoniques |
| IEEE 519 | Pratique recommandée pour la maîtrise des harmoniques dans les systèmes d'énergie électrique |
Questions fréquentes
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.
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