Fundamental current
825 A
Калькулятор гармоник и фильтров с расстройкой (PFC)
Подбор конденсаторной батареи для коррекции коэффициента мощности с последовательным реактором расстройки — компенсация kvar, проверка резонансной частоты и конфигурация фильтра.
Результат
Введите нагрузку → получите полный проект и спецификацию за секунды
Пример выводаRequired 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 |
Для инженеров, проектирующих коррекцию коэффициента мощности и фильтры гармоник с расстройкой в сетях с приводами с регулируемой скоростью и другими нелинейными нагрузками.
Использовать калькулятор
Пример расчёта
Предварительно рассчитанный справочный пример (доступен для сканирования — JavaScript не требуется). Введите свои параметры выше для живого результата.
Пример расчёта — 400 kW, PF 0.70→0.95, THDi 30%, реактор 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 |
Пример расчёта — 800 kW, PF 0.75→0.98, THDi 25%, реактор 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 |
Как это было рассчитано
- · Реактивная мощность: Qc = P × (tanφ₁ − tanφ₂).
- · Ток гармоники: Ih = I₁ × THDi%.
- · Резонансная частота LC: f_res = f₁ ÷ √(p), где p — коэффициент расстройки (6% → ≈204 Hz, 7% → ≈189 Hz, 12.5% → ≈141 Hz).
- · Проверка расстройки: ветвь является индуктивной (без усиления), когда доминирующая гармоника выше f_res.
- · Напряжение на конденсаторе с реактором: Vc = V ÷ (1 − p).
Ссылочные стандарты
| Standard | Scope |
|---|---|
| GB/T 14549 | Качество электрической энергии — гармоники в сети общего пользования |
| IEC 61000-3-2 | Нормы эмиссии гармонических токов (оборудование ≤ 16 A) |
| IEC 61642 | Промышленные сети переменного тока, подверженные гармоникам |
| IEEE 519 | Рекомендуемая практика управления гармониками в электроэнергетических системах |
Часто задаваемые вопросы
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.
Встроить этот калькулятор
Добавьте этот калькулятор на свой сайт бесплатно. iframe адаптируется к любой ширине и полностью работает в браузере вашего посетителя.
Связанные инструменты
VerificationКалькулятор коэффициента мощностиSelectionКалькулятор реактораVerificationКалькулятор пуска двигателя и просадки напряжения
Справочные оценки (FOB Циндао, EXW) только для предварительного проектирования — не окончательное коммерческое предложение. Подтвердите размеры с учётом вашего проекта и местных стандартов.
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.