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爱迪生电能质量医生 · 黑石 · Robert Black

用电诊断书(简易)· 数据中心 UPS

E-04 · 2010–2011 年档案复盘 · 诊断书日期 2026-09-22 · 不是 2026 年新测 · 单位一律 kvar

两台 2500 kVA 带数据中心 UPS / IT 负载。2010-11-25 日置 3196 实测:已在运行的 480 kvar 纯电容投入后,电压 THD 为投入后的 1# 约 9.3%、2# 约 10.7%,都超过 5%。1# A 相 11 次约 334 A,并联谐振放大。补偿前电压 THD 这一窗没记。

2011-07 控制器现场记录约 12 天整点数据:A/C 相近零,B 相约 870 A,B 相长期超前,功率因数约 −0.99。改造柜没有投切动作,未投入运行,无投后验收数据可评。

书面改造方案为三相共补 L-C。正文没写电抗率,容量写过 600 kvar 也写过 800 kvar,不定。按现场 11 次放大和原档案仿真旁证,按 11 次调谐来认,不是投后实测。

纯电容已经把 11、13 次放大;三相共补对不上 7 月这种偏载;改造柜没投上。无源滤波在本案例不适用。筛查放在同题案例分析。
2010-11-25 · 已测到的谐振334 A1# A 相 11 次 · 480 kvar 纯电容投入后
同日 · 电压 THD9.3% / 10.7%投入后 1# / 2# · 都超过 5%
2011-07 · 相电流偏载B ≈ 870 AA/C 近零 · 这是该相总电流
本诊断判断:① 480 kvar 普通电容投入后,11/13 次被放大。② 2011-07 三相电流极不平衡,B 相长期超前。③ 控制器已到现场并在记数,但这 12 天改造柜没投上。④ 书面方案是三相共补,对不上 7 月这种偏载。
本诊断不判断:柜子铭牌是 600 还是 800,正文也没写串抗百分比。11 次调谐是按现场放大和原档案仿真旁证来认的。没投上,就没有投后滤波效果可评。
摘要:高压 10 kV,2× SCB10-2500/10,补偿点在各台 400 V 二次侧。负荷是 UPS / IT,特征谐波是 11、13 次(9 次也在)。

2010-11-25 窗(日置 3196,仪器屏幕日期;方案正文误写成 2011-11-25):补偿前三相大约各 1000 A,接近平衡,电流 THD 约 10%;投入已经在跑的 480 kvar 普通电容 后,1# 功率因数约 0.92、2# 约 0.86,电压 THD 约 9.27% / 10.65%,1# A 相 11 次 334.1 A,2# 11 次约 238 A、13 次约 234 A,电流 THD:1# 约 26%~41%,2# 约 39%。

2011-07 窗(DQC 整点,约 12 天):控制器已在现场。每台有功约 200 kW。B 相约 870 A,A/C 约 0~40 A。B 相功率因数约 −0.97~−0.99。电压 THD 约 2.5%。投切次数、电容器投入时间、共补/分补电量全程为 0——三相共补 TSC 未投运,且不适用本案三相不平衡工况。日极值「功率因数 >0.8」却几乎全天,从控制器聚合口径看不出没补上。

本报告均为初步诊断意见。

1. 怎么读

2. 项目概况

项目某数据中心 · 电能质量档案复盘 · 厂名已去掉
高压 / 变压器10 kV · 2× SCB10-2500/10 · 10/0.4 kV
监测点各台变压器 400 V 二次侧
负荷数据中心 IT + UPS 整流 · 特征谐波 11、13 次
已测补偿每台 480 kvar 普通电容,无串抗 · 2010-11-25 补偿前 / 后对照
书面改造案三相共补 L-C。有的写每台 600 kvar,有的写每台 800 kvar。正文没有电抗率。装了多少不定。
2010-11-25 测试日置 3196 · 测的是 480 kvar 普通电容。第 4 通道关闭,没有零线电流
2011-07 运行控制器已到现场 · 整点 / 日极值 · 07-01~07-12 · 改造柜没投上

3. 证据一:2010-11-25 普通电容投前 / 投后

仪器屏幕日期是 2010/11/25。同一天下午先测投后、再切电容测投前,后测 2#。文件夹标「480KVAR」和方案原文一致:测的是已经在跑的普通电容。

1# 补偿前 · 14:361# 补偿后 · 14:132# 补偿前 · 14:522# 补偿后 · 15:07
三相电流 (A)约 1006 / 1026 / 1013约 974 / 849 / 894约 957(一帧)约 840(一帧)
电流不平衡约 1.1%约 5.7%当时接近平衡—
电流 THD约 10.2% / 10.5% / 11.3%约 41% / 30% / 26%约 8.5%(一相)约 39%
11 次电流约 72 AA 相 334.1 A约 65 A约 238 A
13 次电流约 56 A约 138 A约 36 A约 234 A
电压 THD—约 9.27%—约 10.22%~10.65%
功率因数约 0.82约 0.92约 0.81约 0.86

1# 334.1 A 与方案正文一致。2# 投后电压 THD 一帧 10.22%(C 相),方案写 10.65%,同一窗不同帧,都超 5%。

判断:480 kvar 纯电容投入后,11 次谐波明显放大(A 相约 334 A),电压 THD 严重超标。334 A 是放大后的数,不能据此选装有源。
10 kV 进线 10 kV 母线 1# 2500 kVA 400 V 二次 · 监测点 2# 2500 kVA 400 V 二次 · 监测点 480 kvar 纯电容 UPS / IT 480 kvar 纯电容 UPS / IT

已经测过的接线。红框是 480 kvar 纯电容。书面 TSC 提案不画进这张。

4. 证据二:2011-07 三相电流与超前功率因数

下面是控制器整点 12 天(约 287 h/台)。870 A 是 B 相总电流,不是 11 次。

1#2#
有功195~205 kW,均约 198190~207 kW,均约 201
总无功3~42 kvar,均约 1321~47 kvar,均约 35
A 相电流0~43 A0~43 A
B 相电流854~892 A,均约 873841~879 A,均约 858
C 相电流0~26 A0~45 A
电流不平衡率均约 296%,最高 300%均约 272%,最高 300%
B 相功率因数均约 −0.97,约 99% 小时为负均约 −0.99,100% 小时为负
B 相电流畸变率约 9.5%(最高约 10.5%)约 9.0%(最高约 10.0%)
电压 THD约 2.5%~2.7%同左
投切次数 / 电容投入时间整点全程 0 / 日统计 0 min同左
判断:2011-07 日常运行里,几乎整台变的负荷挂在 B 相。这是数据中心按相分配的问题。日极值里「电流不平衡率 >25%」两台几乎全天 1440 分钟。电压几乎不歪(不平衡约 0.3%)。B 相长期超前,对着每台约 200 kW、总无功只有十几到三十多 kvar;控制器电容投入时间为 0,电压 THD 约 2.5%——这窗的 −0.99 是负荷本身略容性,不是 480 kvar 全投过补。7 月电压 THD 约 2.6%,不能拿来否定 2010-11 那窗 9%~10% 的谐振。

5. 本次结论

项目有没有数判断
480 kvar 普通电容有。2010-11-25 补偿前 / 后对这个项目有缺陷。11/13 次放大,电压 THD 超 5%
2011-07 三相电流有。12 天整点 Ia / Ib / Ic偏载极严重。B ≈ 870 A,A/C 近零
2011-07 功率因数有。B 相约 −0.99;日极值「PF>0.8」却几乎全天分相已超前,控制器聚合口径还显示合格。不是 480 全投过补
2011-07 电容投切有。投切 0、投入时间 0、共补/分补电量 0;THD-V 约 2.5%改造柜没投上,可以确认。控制器到了现场,柜子没投入运行
书面改造案有正文:三相共补 L-C;有的写 600,有的写 800结构对不上 7 月偏载。装了多少不定
电抗率 / 调谐次数正文没写电抗率。现场是 11 次放大,原档案仿真旁证指向 11 次调谐按 11 次调谐来认。不是铭牌抄录,也不是投后实测
投后滤波效果没投上,没有投后 3196不判断。没有投后效果可评

6. 发现

1. 原有纯电容投入后,11 次、13 次被放大

UPS / IT 的特征次是 11、13 次。480 kvar 普通电容没有串抗。2010-11-25:功率因数上去了,电压 THD 到 9%~10%,1# A 相 11 次从约 72 A 到 334.1 A,2# 11/13 次到约 238 / 234 A,电流 THD 从约 10% 到 1# 约 26%~41%、2# 约 39%。方案原文已写「电流波形严重畸变」「11/13 次严重放大」。

这不是「谐波超标所以加电容」。这是「电容改变了系统阻抗,把 11 次顶起来了」。定有源电流必须回到补偿前频谱,不能对着 334 A 买装置。

2. 7 月三相不平衡有完整电流,可以判断;书面三相共补对不上

7 月 Ia / Ib / Ic 都在整点表里:B 相约 870 A,A/C 常见 0~40 A,不平衡约 270%~300%。2010-11-25 补偿前三相大约各 1000 A,不平衡约 1%。两窗不要并成一张图。

当年方案写「消除不平衡」,设备仍是三相共补。共补补的是三相平均无功,补不到「只有 B 相在用电」。这一条有方案正文,也有 7 月三相电流,可以判断:书面方案不适用本案这种三相不平衡工况。

是否影响相电压或加重某相谐振,放在同题案例分析。本诊断只立住:7 月三相严重不平衡,书面共补方案不适用。

3. 7 月无功很小,B 相已经超前;再上无源共补没有数据支持

7 月每台有功约 200 kW,总无功约 13~35 kvar,B 相功率因数约 −0.99。投切、投入时间、共补/分补电量都是 0,电压 THD 约 2.5%,和 2010-11-25 投上 480 kvar 之后的 9%~10% 对不上。所以这窗的超前,是 UPS / IT 本身略容性,不是把 480 kvar 挂满。

日极值却写「功率因数 >0.8」几乎全天 1440 分钟——控制器按聚合口径看是合格的,分相已经是 −0.99。书面提案还写成 600 或 800。按 7 月这组无功,再上无源共补,没有数据支持。

4. 改造柜没投上,可以确认;600 还是 800,不能确认

2011-07 控制器已经在现场记数,这单至少监控终端做成了。同一台控制器上,投切、投入时间、共补/分补电量 12 天全是 0,电压 THD 约 2.5%——柜子没投上。日极值「功率因数 >0.8」几乎全天,从控制器聚合口径看,会以为功率因数已经合格。

书面方案有的写每台 600 kvar,有的写 800 kvar,正文没有电抗率。装了多少、串了百分之几,本诊断不定。投切为 0,表明改造后装置中 LC 回路没有投运,没有投后滤波效果可评。从原方案仿真数据初步判断,该装置设计意图为 11 次调谐滤波回路——这是设计旁证,不是现场投后。

5. 方向只给原则,不定容量

从上面能站住的判断:无源滤波在本案例不适用。已经在跑的纯电容会放大 11/13 次;书面按 11 次调谐来认,又是三相共补,对不上 7 月不平衡;改造柜也没投上。假如投上会不会在 7 次拉出新峰,放在同题案例分析。不定容量,不推荐品牌。

7. 说明