Fundamental current
825 A
结果
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示例输出Required 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 |
适用于在含有变频驱动器及其他非线性负载的电网上设计功率因数校正与去谐谐波滤波器的工程师。
使用计算器
计算示例
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计算示例 — 400 kW，PF 0.70→0.95，THDi 30%，7% 电抗器
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 |
计算示例 — 800 kW，PF 0.75→0.98，THDi 25%，6% 电抗器
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 |
计算过程
- · 无功功率：Qc = P × (tanφ₁ − tanφ₂)。
- · 谐波电流：Ih = I₁ × THDi%。
- · LC 谐振频率：f_res = f₁ ÷ √(p)，其中 p 为去谐系数（6% → ≈204 Hz，7% → ≈189 Hz，12.5% → ≈141 Hz）。
- · 去谐校验：当主导谐波高于 f_res 时，该支路呈感性（无放大）。
- · 带电抗器的电容器电压：Vc = V ÷ (1 − p)。
引用标准
| Standard | Scope |
|---|---|
| GB/T 14549 | 电能质量——公用电网谐波 |
| IEC 61000-3-2 | 谐波电流发射限值（设备 ≤ 16 A） |
| IEC 61642 | 受谐波影响的工业交流电网 |
| IEEE 519 | 电力系统谐波控制的推荐实施规程 |
常见问题
IEEE 519 规定什么谐波限值？
IEEE 519 把公共连接点的总需量畸变（TDD）限在 69 kV 以下系统典型 5%，单次谐波也有上限（如 5/7 次约 4%）。短路比越低限值越严。计算器据此配置滤波。
无源和有源谐波滤波器有什么区别？
无源滤波是调谐 LC 回路（常用去谐电容器组），吸收特定次谐波，便宜但固定。有源滤波器（APF）动态注入抵消电流，可处理多而变化的谐波，成本高 2-4 倍。计算器对稳定谐波推荐去谐组、动态负荷推荐 APF。
变频器为什么产生谐波？
变频器整流器以脉冲而非正弦波取流，产生 5、7、11、13 次谐波（6 脉动传动）。6 脉动变频器在自身端子可产生 30-40% THDi；12/18 脉动和有源前端可降低。计算器对谐波源占比建模。
什么去谐系数可保护电容器组免受谐振？
7% 串联电抗把电容器组调到 5 次以下，使其不会在 250 Hz 与网络谐振。仅 5 次显著时用 6%；有 5 次及以上谐波的网络默认 7%。计算器套用去谐系数。
如何估算所需谐波滤波 kVAR？
滤波 kVAR 按非线性负荷占比和所需畸变降幅来定。经验上，去谐电容器取变频负载的 25-35%，APF 取谐波源负荷的 15-25%。计算器由负荷构成估算补偿与滤波额定。
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