压配合而把10.5kV(或11kV)的电容器接成三角形接线，用于10kV系统。电容器 虽然可以在1.1倍额定电压下长期运行，但在考虑接线方式时，尽可能不利用这 个裕度，只对采用熔断器保护的电容器组，在故障电容器退出运行(缺台运行)时， 按1.1倍过电压整定保护时才使用此裕度。
第2.1.2条 变电所装设无功补偿的电容器总容量确定以后，根据补偿无功和 调节电压的需要把总容量分成若干组时，确定分组容量应满足本条所列的三个要 求：
一、分组电容器投切时，不得发生谐振。
当母线上接有m组电容器时，从投入第1组，第2组直到m组的全部投入， 都应避开谐振，这是电容器组安全运行的必要条件。
分组投切的大容量电容器组，其容抗的变化范围较大，若其容抗与系统的感 抗符合某种匹配条件，即会发生谐振。在工频情况下，系统的感抗一般比容抗小 得多，所以不会发生谐振。当系统中产生了高次谐波时，系统的谐波感抗可能与 系统的谐波容抗匹配，从而发生高次谐波谐振。谐振时产生的过电压和过电流将 使电气设备受到冲击，严重危及系统的安全运行，因而这是必须加以避免的。
一般电网的高次谐波分量主要以3、5、7次为主。大容量电容器组各分组 一般装有感抗值为5%～6%Xc(Xc为电容器组每相容抗，下同)的串联电抗器，它 能有效地抑制5次及5次以上的高次谐波，但对3次谐波有放大作用，3次谐波 的谐振点也往往落在电容器的调节范围内，因而很有可能在一定的参数匹配条件 下发生3次谐波谐振。
据调查，北京南苑变电所的62000kvar大容量电容器装置，是等分成8组按 电压自动投切。华北电力试验研究所的试验表明，当投入第2组时，电容器回路 的电压、电流的3次谐波分量分别达到11%和24.6%，电流波形严重畸变，电流 表指针摆动，出现谐振现象。后来把分组容量的配置予以改变，将其中一组容量 由8016kvar减为7014kvar固定投入，其他各组容量和投切方式不变，从而破坏了 参数谐振条件，保证了运行的稳定。张家口的侯家庙变电所，保定的高碑店变电 所、天津的陈塘庄变电所安装的三个大型电容器组，也出现过类似的现象，虽未 发生谐振，但已在不同程度上接近谐振点，后来都分别采取了必要的措施，避开 了谐振。
图2.1.2 n次谐波电流的等值电路图?
In—谐波源的n次谐波电流；Icn—流入电容器回路的n次谐波电流；
??Isn—流入系统的n次谐波电流；R—电容器回路电阻；nXL—电容器回路n
次谐波感抗；Xc/n—电容器回路n次谐波容抗；nXs—系统n次谐波感抗 电网在低次数谐波下发生的谐振最为严重，若谐波源容量较大，而电容器组 容量较小，则谐振电流会导致电容器组严重过载，致使电容器产生异常声响和振 动，外壳变形膨胀，甚至因外壳爆裂而损坏。当电容器装置装设感抗值为6%Xc 的串联电抗器后，5次及5次以上的高次谐波被抑制，至于发生3次谐波谐振的 电容器容量，可按《规程》中(附1.1)式计算。 采取必要的分组方式，可避免分组电容器投到谐振点上，同时，也可避免出 现过大的谐波电流放大倍数。根据保定供电局的经验，推荐按以下方法考虑分组 容量，以避开不利于设备安全运行的谐波放大范围，现简略介绍如下，供参考。 n次谐波电流的等值电路如图2.1.2所示。 从n次谐波电流的等值电路图可得出：
(1)当nXL＜Xc /n时，电容器回路综合谐波阻抗呈容性，此时将产生对n次谐波 的放大作用。设放大倍数为K，则K的表达式如下：
?jnXs??ICn? (2.1.2-1) K?InjnXs?(R?jnXL?jXC/n)? 式中符号代表的意义如图注。这时Icn=KIn。
(2)当nXL>Xc /n时，电容器回路综合谐波阻抗呈感性，此时不会产生谐波 放大作用。
(3)当nXL=Xc/n时，电容器回路处于n次谐波滤波器的理想工作状态。
设 F???pr (2.1.2-2) SeXL (2.1.2-2) XCA?上二式中F——串联电抗器的损耗与其容量之比；
Pr——串联电抗器的总损耗； Se——串联电抗器的额定容量；
A——电容器装置的感抗与容抗之比； XL——电容器装置的每相感抗； Xc——电容器装置的每相容抗。
则 R=FXL=FAXC (2.1.2-4) 因为Qcx?Sd??A??,即《规程》中(附1.1)式，于是
?n2???
XsQC (2.1.2-5) ?XCSd?1?上二式中Qcx——电容器装置的谐振容量；
Sd——电容器装置安装处的母线短路容量； n——谐波次数；
Qc——电容器装置的安装容量； A、Xe、Xc所代表的意义同前。
所以
Xs1?B(2?A) (2.1.2-6) XCn式中 B——电容器安装容量与谐振容量之比，即QC/Qx；Xs、Xc、n、A代表 的意义同前。
将(2.1.2-1)式变换为
K?B(1?n2A)n2F2A2??B?1?(1?n2A)??2 (2.1.2-7)
因为 nFA??1?nA
故 K?2B (2.1.2-8) B?1 B=1时为谐振点；
B≠1时可确定一个谐波电流放大范围。 B与K值的关系如表2.1.2所示。
表2.1.2?B与K值关系表
从表2.1.2可见，如要求谐波放大倍数K≤5，则电容器组投入时应避开的容 量范围为Qc≤0.83Qcx或Qc≥1.25Qcx；如要求K≤6，则Qc≤0.85Qcx或Qc ≥
1.2Qcx。还可发现，若要实现较小的谐波放大倍数，则电容器组投入时被限制 的容量范围就要增大，这往往给分组容量的确定带来困难，甚至无法满足要求。 究竟确定多大的K值合适，尚需进一步总结经验。
还应说明，为满足系统需要而确定的电容器总容量，也应同分组容量作适当 配合；在分组容量的确定出现困难时，可适当改变串联电抗器的感抗值，以改变 A值，从而改变Qcx值。
例：某变电站计划安装电容器22.5Mvar，电容器装置母线电压为10kV，母 线短路容量为350MVA，装感抗值为6%Xc的串联电抗器限制5次及5次以上高 次谐波，要求电容器对3次谐波的放大不超过6倍，试确定各分组的容量。
?1??0.06??17.9(Mvar) 解：?Qcx?350???32? 电容器组投入时应避开的容量范围为：
当K＜6时Qc＞1.2317.9，即Qc＞21.5(Mvar) 或 Qc＜0.85317.9，即Qc＜15.2(Mvar)
可分3组投切，每个分组7.5Mvar，投切容量组合为7.5、15、22.5Mvar， 这样可以满足要求。
为了躲开谐振点及避开过大的谐波放大，在电容器装置作安装设计之前，最 好能测量系统原有的谐波含量。各分组电容器容量的确定应躲开参数谐振点及不 利的谐波放大区。初次投运时应逐组测量系统谐波分量的变化，如有谐振情况， 应采取对策消除。除此之外，在运行管理上还要加强对谐波的监视。 二、对电压调节的要求
当需要用电容器组的投切来调节母线电压时，其调压范围宜限制在额定电压 的2.5%以内，这对限制母线电压变动及分组容量的确定都比较合适，各地区基本 上都是这样规定的。无载调压分接开关的调压范围通常是额定电压的2.5%或 5%，而有载调压开关的调压范围通常是额定电压的1.5%或2.5%。经常投运而很 少切除的电容器装置，以及在选择设备时考虑到经济性的某些电容器装置，允许 不受2.5%调压范围的限制。故本条第二款采用“不宜超过2.5%”这一不严格用语。
三、考虑国产设备的制造现状 据调查，目前电容器装置配套设备的制造情况是，10kV电压等级，按断路器 的开断电流和串联电抗器的允许配置容量为10000kvar,按氧化锌避雷器的通流容 量，其允许的电容器组配置容量为8000kvar及以下；35kV电压等级，断路器允 许的配置容量是30000kvar，按氧化锌避雷器的通流容量，其允许的电容器组配 置容量为28000kvar，串联电抗器的配套能力为20000kvar。所以10kV电容器装 置的分组容量应在8000kvar以内，35kV电容器装置的分组容量应不超过 20000kvar。但是，防止电容器爆炸的最大允许电容器并联容量，也应满足要求。 还应指出，不应为了获得较小的调压阶梯而增加分组数，组数多了将引起涌 流倍数增加，因为每组电容器的电容量越小，涌流倍数就越大，对电容器的冲击 也就越大。电容器经常受到高幅值、高频率电流的冲击，对电容器的绝缘是不利 的。所以在满足分组容量要求的情况下，为了节约设备费、方便操作，宜减少分 组，加大分组容量。
东北和华北地区有这样的规定：“为了减少配套设备和安装费用，并为了操 作方便，对于没有特殊调压要求的电容器组，应减少分组，增加单组容量。”即
使对于有调压要求的电容器装置，分组也不宜过细。
东北电力设计院在电容器组分组容量确定的分析报告中建议的分组容量如下：
10kV 2000、 3000、 6000kvar 35、63kV 10000、15000、20000kvar
上述建议的分组容量，与我国目前电容器装置的配套设备制造情况是相适应 的，可以采用。
第2.1.3条 电容器装置设置在主变压器的主要负荷侧(或者大负荷侧)、可以获 得显著的无功补偿效果：降低变压器损耗、得到释放功率(即安装电容器后减少的 负荷容量)和提高母线电压。一般220kV地区变电所的主要负荷在110kV侧，但 由于配套设备的原因，把电容器装在110kV电压等级尚不具备条件，目前只能在 63kV及以下的电压等级上装设电容器，所以当变电所的主要负荷在63kV及以下 电压侧时，应把无功补偿的电容器装在主要负荷侧，以便提高经济效益。目前， 10kV电容器装置的配套设备较为齐全，已逐渐形成了系列化，设备费也比35、 63kV的便宜，因此，大部分电容器组是装在10kV侧，一些220kV变电所的无功 补偿电容器组也装在10kV侧，所以本条规定装在低压侧或主要负荷侧，允许根据 实际设备情况，作适当选择。
第二节 接 线 方 式
第2.2.1条 据调查，我国现在运行的电容器装置，基本接线有两类：三角形 ；不接地的星形(单星形、双星形)。中性点接地的星形接线尚未出现。在五十年代 和六十年代因国产的10kV电容器的额定电压等于电网电压，所以10kV电容器装 置采用了三角形接线。七十年代以后，电力系统发展了，电网容量增大了，新设计 安装的电容器装置开始采用星形接线。因为电容器装置接入的网络为不接地或小电 流接地系统，所以电容器组星形中性点也不接地。 据东北电管局1980年的统计：在114组电容器装置中，采用三角形接线的就 有86组。华北地区的山西、内蒙基本上为三角形接线。西南地区的云南、四川均 为三角形接线。湖南省也是三角形接线。在国外，一般在电压等级低的系统中才 采用三角形接线。例如，美国是2.4kV及以下电压级采用三角形接线，4.16kV及 以上电压级采用星形接线，日本是6.6kV以下电压级采用三角形接线，11kV以上 电压级采用星形接线。由于认识上不完全一致，直至1982年，一些地区的新建 10kV电容器组仍在继续采用三角形接线，这是不妥当的。
三角形接线的主要问题是电容器发生故障时故障电流大。单串联段的电容器 组，电容器直接承受线间电压，当任何一台电容器被击穿时，就形成两相短路， 其故障电流很大。在这种情况下，往往因为故障切除不及时，故障电流和电弧使 绝缘介质分解而产生气体，至使油箱爆裂。此外，故障电弧产生的高电压还可能 导致邻近电容器损坏。从全国各地的运行实践看，电容器事故(爆炸、起火以致烧 毁整个电容器室等)发生在三角形接线的电容器装置的最多。仅1982年全国就发 生了四起大的爆炸失火事故。据武汉供电局的统计，1982年以前发生的6次电容 器爆裂着火事故，也都发生在三角形接线的电容器组，而且都是由一台电容器击 穿而引起的相间短路事故。三角形接线还有其他缺点，如没有适当的保护方式， 对单台保护熔断器性能要求较高，装置的母线引接比双星形复杂等。
不接地星形接线的优点是：(1)单串联段电容器组，当一台电容器发生击穿 时，通过故障点的电流为电容器组额定电流的3倍，而采用每相两段串联的星形 接