并联电容器组_施静辉

并联电容器无功补偿摘要：在电力系统中，电压和频率是衡量电能质量的两个最基本、最重要的指标。

为确保电力系统的正常运行，供电电压和频率必须稳定在一定范围内。

频率的控制与有功功率的控制密切相关，而电压控制的重要方法之一是对电力系统的无功功率进行控制。

控制无功功率的方法很多，现在比较常用的是并联电容器和静止无功补偿装置。

本文主要介绍并联电容器补偿无功。

关键字：电压控制；无功功率；电容器；无功补偿1 并联电容器补偿无功功率的原理欲维持电力系统电压的稳定性，应使电力系统中的无功功率保持平衡，即系统中的无功电源可发出的无功功率应大于或等于负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗。

在实际电力系统中，大部分负载为异步电动机。

包括异步电动机在内的绝大部分电气设备的等效电路可看作电阻R 与电感L 串联的电路，其功率因数为ϕcos =22L X R R + （1） 电路并联接入C 之后，电压U 与I 的相位差变小了，即供电回路的功率因数提高了。

此时供电电流I 的相位滞后于电压U ，这种情况称为欠补偿。

若电容C 的容量过大，使得供电电流I 的相位超前于电压U ，这种情况称为过补偿。

通常不希望出现过补偿的情况，因为这会引起变压器二次电压的升高，而且容性无功功率在电力线路上传输同样会增加电能损耗.如果供电线路电压因此而升高，还会增大电容器本身的功率损耗，使温升增大，影响电容器的寿命。

2 并联电容器补偿无功功率的方式按电容器安装的位置不同，通常有三种方式。

a)集中补偿 电容器组集中装设在企业或地方总降压变电所的6kV-lOkV 母线上，用来提高整个变电所的功率因数，使该变电所的供电范围内无功功率基本平衡。

可减少高压线路的无功损耗，而且能够提高本变电所的供电电压质量。

b)分组补偿 将电容器组分别装设在功率因数较低的车间或村镇终端变电所高压或低压母线上，也称为分散补偿这种方式具有与集中补偿相同的优点，仅无功补偿容量和范围相对较小些。

电容并联作用电容并联作用是指多个电容器通过并联连接在一起时所产生的整体效果。

在电路中，电容器是一种储存电荷的元件，它具有储存电能的能力。

当多个电容器并联连接在一起时，它们会共享相同的电压，但电荷分布却是独立的。

这种并联连接的电容器系统具有以下几个特点和作用。

电容并联可以增加总电容量。

当电容器并联时，它们的电容值相互叠加，从而使整个系统的总电容量增加。

这对于需要较大电容值的电路来说非常有用，例如滤波电路和能量储存电路。

通过并联连接多个电容器，可以轻松地实现所需的电容值。

电容并联可以降低等效电阻。

电容器具有一定的等效电阻，称为等效串联电阻。

当多个电容器并联时，它们的等效电阻会减少，从而降低了整个系统的能量损耗。

这对于需要高能效的电路来说非常重要，例如功率放大电路和电源管理电路。

通过并联连接多个电容器，可以降低能量损耗，提高系统的效率。

电容并联可以提高系统的响应速度。

电容器具有储存电荷和释放电荷的能力，它们可以在短时间内快速响应电路的变化。

当多个电容器并联时，它们的响应速度会更快，从而提高了整个系统的动态性能。

这对于需要高频响应的电路来说非常重要，例如通信电路和信号处理电路。

通过并联连接多个电容器，可以加快系统的响应速度，提高信号传输的质量。

电容并联可以提高系统的稳定性。

电容器具有抵抗电压变化的能力，它们可以稳定电路的工作状态。

当多个电容器并联时，它们共享相同的电压，从而增加了整个系统的稳定性。

这对于需要稳定工作的电路来说非常重要，例如稳压电路和温度控制电路。

通过并联连接多个电容器，可以提高系统的稳定性，保持电路的正常运行。

电容并联作用是多个电容器通过并联连接在一起时所产生的整体效果。

它可以增加总电容量、降低等效电阻、提高系统的响应速度和稳定性。

通过合理地使用电容并联，可以满足不同电路对电容器的需求，优化系统的性能和功能。

电容并联在电路设计和应用中具有广泛的应用前景，对于提高电路性能和实现各种功能起到了重要作用。

并联电容器组投入运行时的涌流分析及抑制方法骆真真南京紫金电力保护设备有限公司（210028）E-mail ：zhenzhen_0517@摘 要：本文通过在单组并联电容器和多组并联电容器合闸时的电路图，推到出并联电容器合闸涌流的计算公式，并详细介绍了两种可以限制合闸涌流的技术措施。

关键词：并联电容器，合闸涌流，串联电抗器，并联电阻并联电容器组投入系统运行时，主要是合闸涌流和分、合闸过电压的问题。

以下主要讨论的是并联电容器合闸时的涌流分析及限制涌流的有利方法。

当并联电容器合闸投运时，不仅会产生过电压，而且同时会产生幅值很大、频率很高的暂态过电流，即合闸冲击涌流，其波形见图1。

涌流的幅值相当于电容器正常运行的几倍甚至几十倍，其频率很高，可达到几百甚至几千赫兹，但衰减的很快，持续时间一般小于20毫秒。

图1 涌流波形图1. 并联电容器组合闸时的涌流计算图2 单组并联电容器合闸等值电路图1.1 单独一组电容器投入图2是投入单组电容器时，计算涌流的等值电路图。

其中E ：电源电压；L ：电感，包括电源电感和并联电容器电感；DL ：并联电容器进线断路器； C ：并联电容器电容；Uc ：并联电容器端电压。

若电源电压为：sin )E Em t ωϕ=（+ （1）因为电容器常与电感线圈连接，则电容器端电压的微分方程式： sin()dicEm t Uc Ldtωϕ+=＋ （2） 因为： dUic C dt= （3） 将（3）式代入（2）得：22sin()d UEm t Uc LC dtωϕ+=＋ （4）解（4）式可以得出：cos sin()(sin )cos sin Em Uc Em t Uo Em t t ωϕωϕϕωω++−−o o o＝ω （5）式中的ω=o Uo 是合闸前电容器上的残余电压。

如果并联电容器合闸时，，则（5）可以化简为：90ϕ=ocos90sin 90)(sin 90)cos sin o Em Uc Em t U Em t t ωωωωω++−−oooo o o＝（ ＝cos ()cos o Em t U Em t ωω+−o （6）所以（3）式可以化简为： sin ()sin duic C CEm t C Uo Em t dtωωω==−+o －ωo （7）将ω=o 代入（7）式 得：sin ()ic CEm t C Uo Em t ωωω=−+o －sin CEm t t ωω=−−o －ωt (8) 由于并联电容器上接有并联放电线圈，所以当电容器合闸时，电容器上的残余电压Uo ＝0又因为涌流的最大值出现在sin 1,sin 1t ωω=−o =时，所以电容器的最大涌流的峰值为：(1ic CEm CEm ωω=+=+ (9)Im 为电容器额定电流最大值时 Im Em C ω＝ （10）设电容器安装处的短路容量为P DL,则：2N DL N DLU P I Lω== (11) 而电容器的额定容量为：2C N N Q U I U C ω== （12）如此：21DL C P Q L ω=C（13） 将（13）代入（9）得：(1(1cm m m I I I =+= (14) 例：今有额定电压为10kV 得电网，装有容量为900kvar 的并联电容器，电容器安装处得短路容量为P ＝500MV A ，试计算合闸涌流。

10千伏并联电容器组成套装置技术答标书D01-22上海库柏电力电容器有限公司2007年1月文件目录1 供货范围2 技术误差表3库柏公司填写的电容器标准表4 技术标准应答书5电容器实验报告6 质量保证体系认证证书7 产品要紧特点及特殊工艺介绍8 产品质量许诺9售后效劳许诺书10 所投产品销售业绩及用户运行报告1、供货范围装置型号：TBB10-4008/334-AK装置型号：TBB10-5010/334-AK装置型号：TBB10-6012/334-AK装置型号：TBB10-8016/334-BL装置型号：TBB10-10020/334-BL备品备件清单专用工具及仪器2．技术偏离表投标人：上海库柏电力电容器盖章：投标授权人签字：时刻：3．库柏公司填写的电容器标准表4、技术标准应答书本设备技术答标书适用于10kV并联电容器组成套装置, 它提出了该成套装置本体及附属设备的功能设计、结构、性能、安装和实验等方面的技术要求。

本设备技术标准提出的是最低限度的技术要求。

凡本技术标准中未规定，但在相关设备的国家标准或IEC标准中有规定的标准条文，库柏公司按相标准的条文进行设备设计、制造、实验和安装。

对国家有关平安、环保等强制性标准，知足其要求（如压力容器、高电压设备等）。

若是库柏公司没有以书面形式对本答标书的条文提出异议, 那么意味着库柏公司提供的设备完全符合本答标书的要求。

如有异议, 不管是何等微小, 都在报价书中以“对答标书的意见和同答标书的不同”为题目的专门章节中加以详细描述。

本设备技术答标书所利用的标准如遇与库柏公司所执行的标准不一致时, 按较高标准执行。

本设备技术答标书经买、卖两边确认后作为定货合同的技术附件, 与合同正文具有一样的法律效劳。

本设备技术答标书未尽事宜, 由买、卖两边协商确信。

2. 工作范围供货范围本设备技术答标书要采购的10kV并联电容器成套装置标准和数量见附表1“10kV并联电容器成套装置供货标准和数量”效劳界限从生产厂家至变电站的运输由库柏公司完成。

泉城1000kV变电站并联电容器组断路器选相控制器配置及二次接线摘要：交流特高压变电站三次侧无功补偿专用断路器动作次数多、关合涌流高、开断电流大，若断路器投切时刻选择不当将产生较大的涌流冲击、重击穿现象破坏设备绝缘，导致事故发生。

选相控制器是一种智能型控制设备，能够选择在暂态冲击最小时刻投切断路器。

本文通过分析并联电容器组投切的暂态过程，得出断路器最佳合分闸时刻，再结合泉城1000kV变电站扩建工程，对其电容器组保护屏中采用的ABB公司Switchsync PWC600选相控制器控制策略、功能配置及二次接线进行分析，为后续工程起到示范性的作用。

关键词：选相控制器；交流特高压；并联电容器；合闸涌流；过电压1. 引言由于特高压线路的充电功率大，随着系统运行方式的改变，线路潮流在较大范围内发生改变，因而特高压输电系统中的无功盈亏有较大幅度的变化，需要足够的无功调节手段，当前通过特高压变电站三次侧自动投切的电容器和电抗器加以调节是无功调节中的一种常用手段。

通常特高压变电站电容器组电压较高、容量较大且投切频繁，若电容器组专用断路器投切时刻选择不当将产生较大暂态涌流冲击及过电压，将危及电力设备安全，并且大大降低专用断路器的使用寿命。

大量研究表明，电容器组投切的暂态特性与断路器合分闸时系统的电压、电流初相角有关，通过控制断路器合分闸时参考电压或电流的初相角，不仅能够有效地削弱相关电磁效应，而且可以省掉合闸电阻等辅助设备，降低系统成本。

针对这类情况，选相合闸控制器，一种用于断路器合分闸相位控制的智能型开关装置已逐渐走向实用化，在特高压变电站中得到了广泛的应用。

选相控制器是一种实现断路器在分、合闸操作时定相位控制的智能型控制设备。

相较于传统断路器测控装置采用随机分合闸命令的不同，选相控制器在断路器合闸操作时，可以选择暂态冲击最小的相位，以抑制合闸过程中的涌流冲击和暂态过电压；在断路器分闸操作时，能减少分闸过程中断路器的重燃电弧、重击穿过电压次数，延长断路器设备的维护周期和使用寿命。

电容器的串并联与等效电容电容器是一种常见的电子元件，用于存储电荷和电能，广泛应用于各个领域。

在电路中，电容器的串并联以及等效电容是非常重要的概念。

本文将深入探讨电容器的串并联以及等效电容的相关知识。

一、电容器的串联电容器的串联是指将两个或多个电容器按照一定顺序连接起来，使它们的正极与负极相连。

串联后的电容器与电源之间仍然是一个电路。

假设有两个电容器C1和C2，其电容分别为C1和C2。

串联后的电容器总电容C为：1/C = 1/C1 + 1/C2或者 C = (C1 * C2) / (C1 + C2)这个公式很容易记忆，也十分有用。

当电容器串联时，总电容小于每个电容器的电容。

二、电容器的并联电容器的并联是指将两个或多个电容器的正极相连，负极相连，形成一个并联电路。

假设有两个电容器C1和C2，其电容分别为C1和C2。

并联后的电容器总电容C为：C = C1 + C2当电容器并联时，总电容等于每个电容器的电容之和。

串并联是电容器在电路中常见的连接方式，通过灵活组合，可以满足不同电路对电容的需求。

三、等效电容等效电容是指将一个复杂的电容器网络转化为一个简单的等效电容。

通过等效电容的计算，可以简化电路分析的过程。

对于串联的电容器网络，可以将其等效为一个等效电容Ceq。

等效电容的计算公式为：1/Ceq = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ...对于并联的电容器网络，可以将其等效为一个等效电容Ceq。

等效电容的计算公式为：Ceq = C1 + C2 + C3 + ...通过等效电容的计算，可以将复杂的电容器网络简化为一个单一的电容器，方便电路分析和设计。

四、应用举例下面通过一个具体的例子来说明电容器串并联和等效电容的应用。

假设有三个电容器C1、C2和C3，并联连接在一起，串联连接到一个电源。

已知C1=2μF，C2=3μF，C3=4μF，电源电压为10V。

首先计算并联后的总电容Ceq：Ceq = C1 + C2 + C3 = 2μF + 3μF + 4μF = 9μF然后计算串联后的等效电容C：1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 = 1/2μF + 1/3μF + 1/4μF计算得到C ≈ 1.3333μF通过以上计算，我们可以得到并联后的总电容为9μF，而串联后的等效电容为约1.3333μF。

电容并联的作用电容并联是指将两个或多个电容器的正极相连，负极相连，形成一个等效电容器。

电容并联的作用主要有以下几个方面：1.增大总等效电容量：电容器并联时，总等效电容量等于各电容器的电容量之和。

因为电容器具有存储电荷的能力，所以并联多个电容器可以增加电荷存储量，从而增加了电路的电容量。

这在某些需要较大电容容量的电路中非常有用，例如电子设备的滤波电路和电源电路。

2.降低等效电容器的电压：电容并联可以降低等效电容器的电压。

等效电容器的电压等于各电容器电压的平均值。

当电容器并联时，电压分布在各电容器之间，这样可以减小每个电容器的电压，避免因为电压过高导致电容器击穿或者损坏。

3.提高功率因数：电容并联可以改善电路的功率因数，尤其在交流电路中具有重要的作用。

在交流电路中，电流会因为电容器的不同充电和放电过程而产生相位差，导致电路的功率因数下降。

通过并联电容器，可以补偿电流的相位差，提高功率因数，从而提高电路的效率。

4.提高电路的稳定性：电容并联可以提供电路的稳定性。

在电源电路中，电容并联可以减小电源的内阻，提供更稳定的电压输出。

在滤波电路中，电容并联可以平滑电源的输出波形，降低噪声和干扰。

5.调节电路的频率：电容并联可以调节电路的频率响应。

根据电容器的电容值不同，电容并联可以改变电路的共振频率。

这在调节放大器和滤波电路的频率响应时非常有用。

总之，电容并联可以通过增大总等效电容量、降低等效电容器的电压、提高功率因数、提高电路的稳定性和调节电路的频率等方式，对电路的工作特性进行调节和优化。

在不同的电路应用中，电容并联可以发挥不同的作用，提高电路的性能和可靠性。