2026-09-22 · Edison-pq-doctor · 黑石 · Robert Black

E-04 · 数据中心 UPS：纯电容把 11 次放大到 334 A，无源方案不适用

第三方电能质量诊断，不销售设备，不推荐品牌，不定合同容量。厂名已脱敏。本文为 2010–2011 年档案复盘，不是 2026 年新测。筛查是频域阻抗扫描，不是电磁暂态。

结论先放这里

• 现场： 某数据中心，两台 2500 kVA，10/0.4 kV，测点在各台 400 V 二次侧。负荷是 IT 和 UPS，特征次是 11、13 次，9 次也在。脉波数档案没有拆机确认。2010-11-25 日置 3196 做了纯电容投前、投后对照；2011-07 控制器记了 12 天整点。
• 三件已经立住的事： ① 每台 480 kvar 纯电容投入后，1# A 相 11 次从约 72 A 到 334.1 A，2# 的 11 次约 238 A、13 次约 234 A。投入后电压 THD 1# 约 9.3%、2# 约 10.2%～10.7%，都超过 GB/T 14549 在 0.38 kV 的 5%。② 后来的 TSC 三相共补，控制器上投切、投入时间、共补和分补电量 12 天全是 0，柜子没投上。当时每台总无功只有约 13～35 kvar。③ 7 月负荷几乎挂在 B 相，约 870 A，A、C 相接近零，电流不平衡率约 270%～300%。书面方案仍是三相共补。
• 仿真筛查： 短路阻抗档案没写，按该容量变压器常见的 6% 估计。谐振峰约 9.3 次，11 次放大约 2.5 倍，和 72 A 到 334 A 同一方向；倍数对不齐现场的约 4.6 倍，因为电缆和 UPS 阀侧没进模型。书面方案按 11 次调谐来认。同一套网扫下来，11 次能压到约 0.02，7 次放大约 13.7 倍，峰约 7.1 次。这是「假如投上」的放大倍数，不是 7 月测到的 7 次电流。
• 本案例的结论： 无源滤波不适用。方向是拆掉这组纯电容，无功补偿用分相 SVG，谐波交给 APF。√(72²+56²)≈91 A 只是 1# 补偿前这两次的电流量级，不是合同容量。母线上不再挂并联电容时，这套最小网各次放大约 1。有源输出阻抗没有，不把这一档写成电磁暂态已经做完。

一、档案里的原方案

高压 10 kV，两台 2500 kVA，低压额定电流约 3608 A，由 2500 kVA、400 V 算出。主要负荷是数据中心 IT 和 UPS 整流。特征次是 11、13 次，9 次也在。

材料有三份：2010-11-25 日置 3196 屏幕（仪器日期；方案正文曾写成 2011-11-25，与方案落款对不上，以屏幕为准）；2011-07 电能质量控制器 12 天整点；当年改造方案正文。

1.1 纯电容投前、投后（2010-11-25）

当天下午先测电容投入后，再切电容测补偿前。测的是已经在运行的每台 480 kvar 普通电容，没有串抗。下表只收能对上方案正文的数。电压 THD 补偿前这一窗没有记下。

1# 的功率因数从约 0.82 到约 0.92，2# 从约 0.81 到约 0.86。谐波同时变差。电容改变了系统阻抗，和变压器漏抗形成并联谐振，把 UPS 的 11 次、13 次顶起来了。334.1 A 是放大以后的电流，不能拿去定有源容量。

1.2 原改造方案

当年方案是三相共补 LC，晶闸管投切（TSC）。从现场实测看，11 次被明显放大；结合原档案中的仿真数据判断，这套 LC 应该是按 11 次调谐设计的。方案正文本身有两处没写清：

• 容量：有的地方写每台 600 kvar，有的写 800 kvar。装了多少，本文不定。
• 电抗率：正文没有串抗百分比，也没有调谐次数。11 次调谐是按现场 11 次放大，加上原档案里的仿真旁证来认的，不是从铭牌抄下来的。

1.3 改造柜的 12 天记录（2011-07）

控制器已经在现场。12 天整点里，投切次数、电容投入时间、共补和分补电量都是 0。870 A 是 B 相总电流，不是 11 次。

两件事要分开。第一，柜子没投上：每台总无功只有十几到三十几 kvar，从控制器看功率因数已经很高，LC 切不进去。这一窗电压 THD 约 2.5%，和 2010-11-25 投入 480 kvar 之后的 9%～10% 对不上，所以这里的超前是负荷本身略为容性，不是那组 480 kvar 全投造成的。第二，三相电流严重不平衡，负荷几乎在 B 相。2010-11-25 补偿前三相大约各 1000 A、不平衡约 1%。两窗负荷不同，不能画成同一张图。

二、对原方案的分析

2.1 纯电容为什么把 11 次顶起来

变压器漏抗和电容支路构成 LC 并联回路。谐波频率靠近谐振频率时，测点上的谐波电流会被顶高。

谐振次数按变压器容量、短路阻抗和电容容量估算：

h ≈ √( S / (uk · Q) ) = √( 2500 / (0.06 × 480) ) ≈ 9.32

S = 2500 kVA，Q = 480 kvar。uk 取 0.06，是按该容量变压器常见的 6% 估计的，方案正文没写，表上要标「估」。UPS 的特征次在 11 次，离 9.3 次很近，所以 11 次被顶高：1# A 相从约 72 A 到 334.1 A，电压 THD 到 9%～10%。

同一套网扫 11 次，放大约 2.5 倍，是黄灯，方向和现场一致。现场是约 4.6 倍。对不齐，是因为电缆、网侧和 UPS 阀侧没进模型。安培以 3196 为准，不把 2.5 倍拧成 334 A。方向成立，后面才用同一套网去扫 11 次调谐和有源方案。

2.2 11 次调谐 TSC 回路仿真筛查：7 次也会拉出尖峰

单调谐支路在目标次数上串联谐振，用来吸收这一次。它会在调谐次数下方再拉出一个并联谐振峰。这是支路本身的频率特性。

按 11 次调谐，串联电感取 L = 1 / (ω₁₁² · C)。扫下来，新的并联峰约在 7.1 次：

13.7 倍是「假如这组 11 次调谐真的投上」的阻抗放大，不是 2011-07 测到的 7 次电流。现场那 12 天，回路根本没投。负荷以 11、13 次为主，7 次若被这支路顶起来，不能当成「11 次滤掉了就安全」。X/R 和电容等效串联电阻这次用的是估计值，倍数是这套假设下的筛查结果。

2.3 三相共补对不上只有 B 相在用电

7 月 B 相约 870 A，A、C 相常见 0～40 A，电流不平衡率约 270%～300%。三相共补输出的是三相对称的无功，补的是三相平均。A、C 相几乎没有负荷，对称的无功补不到「只有 B 相在用电」。再加上总无功只有约 13～35 kvar，12 天投切为 0。这一条用现场记录就能立住。

2.4 三条合在一起

通过上述分析，可以得出结论：无源滤波在本案例不适用。

三、有源方案方向与交付前仿真验证

3.1 方案方向：只给方向，不定具体容量

1. 拆除或停用这组 480 kvar 纯电容。 谐振回路还在母线上，有源并上去也拆不掉这条环。
2. 无功补偿用分相 SVG，谐波治理交给 APF。 7 月几乎整台变压器挂在 B 相，还略为容性，需要既能发无功、也能收无功的分相装置，三相共补 TSC 结构上解决不了这种严重不平衡。
3. 11 次、13 次交给有源。 电流用补偿前的频谱，不用 334 A。

不指定品牌。kvar 和安培到合同里另做，本文不闭口。

3.2 别拿 334 A 选有源：补偿前才是选型依据

1# 变压器补偿前，11 次谐波电流约 72 A，13 次约 56 A。这两次加在一起的合成量级是：

√(72² + 56²) ≈ 91 A

这个 91 A 只是补偿前 11 次和 13 次加在一起的电流大小，不是有源装置的选型容量。实际选型还要留裕量，还要算其他次谐波。另外 2# 变压器的 13 次只有约 36 A，跟 1# 不一样，不能用 1# 的数代表两台。特别要注意：千万不能拿 334 A 来选容量——那是电容谐振放大后的数，不是 UPS 本身产生的原始电流。

3.3 三种方案仿真对比

仿真的用途，是方案交付前看母线会不会再发生谐振。如果不拆电容，直接并上有源，原来的谐振回路还在，问题根本没解决。下面三行用的是同一套最小仿真模型。

变压器漏抗按估计的 uk 写出，便于核对：

X_t = uk · V² / S = 0.06 × 400² / 2500000 = 0.00384 Ω
L_t = X_t / ω ≈ 12.2 µH

本次仿真能说明什么，不能说明什么。 能说明的是母线上的并联支路：纯电容还在就黄，大组 11 次调谐就红，拆掉并联电容这一条变绿。不能说明的是有源控制环、输出阻抗、多机和弱网会不会在更高频率振荡。那些参数本案没有，不编一组阻抗去证明「已经不会振荡」，也不把这次筛查写成电磁暂态或数字孪生。

黑石 · Robert Black · 爱迪生电能质量医生 · E-04 · 2026-09-22

附件 · 用电诊断书（简易）

同一份档案、按现行诊断书格式重出的公开样张。厂名已脱敏。结论表和缺项写法见附件；方案和筛查见上文。

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