เครื่องคำนวณฮาร์มอนิกและตัวกรองดีจูน (PFC)
กำหนดขนาดแบงก์คาปาซิเตอร์แก้ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าพร้อมรีแอกเตอร์ดีจูนอนุกรม — kvar ชดเชย, การตรวจสอบความถี่เรโซแนนซ์ และการกำหนดค่าตัวกรอง
ผลลัพธ์
ป้อนโหลดของคุณ → รับการออกแบบและ BOM ฉบับเต็มในไม่กี่วินาที
ตัวอย่างผลลัพธ์| 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 |
สำหรับวิศวกรที่ออกแบบการแก้ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าและตัวกรองฮาร์มอนิกดีจูนบนโครงข่ายที่มีไดรฟ์ปรับความเร็วและโหลดไม่เชิงเส้นอื่น ๆ
ใช้เครื่องคำนวณ
ตัวอย่างการคำนวณ
ตัวอย่างอ้างอิงที่คำนวณไว้ล่วงหน้า (สามารถรวบรวมได้ — ไม่ต้องใช้ JavaScript) ป้อนพารามิเตอร์ของคุณเองด้านบนเพื่อผลลัพธ์แบบเรียลไทม์
ตัวอย่างการคำนวณ — 400 kW, PF 0.70→0.95, THDi 30%, รีแอกเตอร์ 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 |
ตัวอย่างการคำนวณ — 800 kW, PF 0.75→0.98, THDi 25%, รีแอกเตอร์ 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 |
วิธีการคำนวณ
- · กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ: Qc = P × (tanφ₁ − tanφ₂)
- · กระแสไฟฟ้าฮาร์มอนิก: Ih = I₁ × THDi%
- · ความถี่เรโซแนนซ์ LC: f_res = f₁ ÷ √(p) โดย p คือตัวประกอบดีจูน (6% → ≈204 Hz, 7% → ≈189 Hz, 12.5% → ≈141 Hz)
- · การตรวจสอบดีจูน: สาขาจะเป็นอุปนัย (ไม่มีการขยาย) เมื่อฮาร์มอนิกหลักอยู่เหนือ f_res
- · แรงดันไฟฟ้าคาปาซิเตอร์กับรีแอกเตอร์: Vc = V ÷ (1 − p)
มาตรฐานอ้างอิง
| Standard | Scope |
|---|---|
| GB/T 14549 | คุณภาพการจ่ายพลังงานไฟฟ้า — ฮาร์มอนิกในโครงข่ายจ่ายสาธารณะ |
| IEC 61000-3-2 | ขีดจำกัดการปล่อยกระแสไฟฟ้าฮาร์มอนิก (อุปกรณ์ ≤ 16 A) |
| IEC 61642 | โครงข่ายไฟฟ้ากระแสสลับอุตสาหกรรมที่ได้รับผลกระทบจากฮาร์มอนิก |
| IEEE 519 | แนวปฏิบัติที่แนะนำสำหรับการควบคุมฮาร์มอนิกในระบบไฟฟ้ากำลัง |
คำถามที่พบบ่อย
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.
ฝังเครื่องคำนวณนี้
เพิ่มเครื่องคำนวณนี้ลงในเว็บไซต์ของคุณฟรี iframe ปรับตามความกว้างใดก็ได้และทำงานทั้งหมดในเบราว์เซอร์ของผู้เข้าชม
เครื่องมือที่เกี่ยวข้อง
การประมาณการอ้างอิง (FOB ชิงเต่า, EXW) สำหรับการออกแบบเบื้องต้นเท่านั้น — ไม่ใช่ใบเสนอราคาสุดท้าย ยืนยันขนาดกับโครงการและมาตรฐานท้องถิ่นของคุณ
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.