I=Ie+I二(2.16)
由向量图2.lb可知，并联电容后电压U和I的相位差变小了，即供电回路的 功率因数提高了，这时I滞后U，称为欠补偿。
如果电容过大，使线路电流超前电压，这种情况称为过补偿，如果2.Ic所示。 通常不希望出现过补偿的情况，因为这样会引起变压器二次侧电压的升高，
且容性无功功率在线路上传输同样会增加电能损耗，还会增加电容器自身的损耗， 影响电容器的寿命。
2.2.2并联电容器补偿无功功率的方式
按照电容器安装的位置不同，通常分为集中、分组、就地三种补偿方式。
1、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6一IOkV母线上， 用于提高整体的功率因数，是该变电所的供电范围内无功功率基本平衡。
2、分组补偿:将电容器组装设在功率因数较低的车间或村镇终端变配电所高压或 低压母线上。这种补偿方式的补偿范围和容量相对较小但效果更加明显。
3、就地补偿:将电容器组装设在电感性用电设备附近，既能提高线路的功率因数， 又能改善用电设备的电压质量。
如果能够将三种补偿方式统筹考虑、合理布局，可以取得比较好的技术经济 效益。
2.3无功功率动态补偿基本原理
静止动态无功补偿装置(SVC)是一种可以控制无功功率的补偿装置。它与一
般并联电容器补偿装置的区别是能够跟踪电网或负载的无功波动，进行无功的及 时补偿，从而维持电压的稳定。从实用的观点来看，SVC主要用于冲击性负荷的就 地补偿和用于电力系统的无功集中补偿。
对电力系统进行无功补偿的主要目的是提高电力系统的功率因数、保持系统 电压的稳定，下面对无功功率动态补偿的原理作以简要介绍。
(a)(b)
图2.2无功功率动态补偿的原理 (a)单相电路(b)动态补偿原理
Fig.2.2PrinciPleofreactivePowerdynamiceomPensation
(a)single一Phaseeireuit’(b)PrineiPleofdynamieeompensation
图2.Za为系统、负载和补偿器的单相等效电路图。其中，U为系统线电压;
和X为系统电阻和电抗。设负载变化很小，故有△U《U，假定R《X时，反映 统电压与无功功率关系的特性曲线如图2.2b所示，由于系统电压变化不大，其 坐标也可以换成无功电流。可以看出，该特性曲线是向下倾斜的，即随着系统 给的无功功率Q的增加，供电电压下降。实际上，由电力系统中的分析可知， 统的特性曲线可近似用下列表示: u一u。(1一其)百义(2.17) 或者记为: Q一犷△一5. 一 一一 一酬U0
式中:U一无功功率为零时的系统电压; SSC一系统短路容量。
由此可见，无功功率的变化将引起系统电压成比例地变化。
投入补偿器后，系统供给的无功功率为负载和补偿器无功功率之和，即 Q=么+Qr(2.18)
因此，当负载无功功率q变化时，如果补偿器的无功功率g总能够弥补QL的
变化，从而使Q维持不变，及△Q=O，则△U也将为0，供电电压保持恒定。这就 是对无功功率进行动态补偿的原理。图2.2b给出了进行动态无功补偿，并使系统 工作点保持在Q=Q，二常数的示意图。当使系统工作点保持在Q=0除，即图中的 C点时，就实现了功率因数的完全补偿。可见，补偿功率因数的功能可以看做是改 善电压调整功能的特例。
在工程实际中，为了分析方便，常常把负载也包括在系统之内考虑，总体等 效为一个串联一定内阻的电压源，即将图2.Za中点划线框内的部分等效为2.3a 中点划线框内的部分，并忽略内部阻抗中的电阻，而电抗记为X、。等效后系统电 源电压为等效前连接点处未接补偿器的电压。另外，由于补偿器具有维持连接点 电压恒定的作用，故可以将其视为恒定电压源，电压值取为系统未接补偿器(即 补偿器吸收的无功电流为零)时连接点处的正常工作电压，也就是图2.2中补偿 器未接且负载无功不变时的供电电压，记为U可。其电压一电流特性如图2.3b所 示，为一水平直线，由于电流为无功电流，电压又维持一定，因此也可以看做电 压一无功功率特性曲线。。这样，整个等效电路即如图2.3a所示。 ??? Ie01:I
(么)(么)(Q)
图2.3等效电路及特性
(a)等效电路(b)电压一电流(无功功率)特性 Fig.2.3Equivalenteircuitanditseh别旧cteristie
(a)equivalenieircuit(b)theeh刽门比teristieofvoltslge一un℃nt(reactivepower 当图2.3a中未接补偿器而由于某种原因(例如负载无功的变化)使连接点处
电压变化△U、时，也就是图2.3a中系统电源电压变化△U、时，接入补偿器后，连 接点电压即可以回到正常值。由图2.3a可得，此时补偿器所吸收的无功功率应为: Qr=
△UsU呵 Xs (2.19)
换句话说，一台可吸收无功功率为Qr的补偿器，可以补偿的系统电压变化为: △Us=(2.20)Q一.ef戈一u
按照电力系统中的常规做法，这里才用的是标么制，各量均为标么值，故三 相电路与单相电路的公式是一样的，且与三相的连接方式无关。
以上所讨论的补偿器具有水平的电压一电流特性曲线，能维持连接点电压恒 定不变，被称为完全补偿器或理想补偿器。实际的静止无功补偿装置一般不设计 成具有水平的电压一电流特性，而是设计成具有如图2.4b所示的倾斜特性，倾斜 的方向是电压随吸收的感性电流的增加而升高。在下述中将看到，这种倾斜的特 性可以兼顾补偿器容量和电压稳定的要求。另外，这种倾斜特性可以改善并联的 补偿器之间的电流分配，并有利于预留稳定要求的无功备用〔刃。
因此其等效电路可以看作在恒定电压源的基础上还串联了一个等效电抗X，，如图 2.4a所示。由该等效电路可得，当未接补偿器时，由于负载无功的变化所引起连 接点电压的变化为△U、时，也即等效电路中若系统电源电压便变化为△U、时，则 投入补偿器后补偿器吸收的无功功率为: Qr=
△UsU可 Xs+Xr (2.21)
可见，与理想补偿器相比，所需吸收的无功功率减小了。而连接点电压并不 像理想补偿时那样保持原正常值不变，而是变化了△U。 △u一△u。一兰=一“Xs+X，(2.22)
从图2.3a和2.4a可以看出，系统和补偿器之间是串联而构成回路的关系，
所以工程实际中还常常应用求系统的负载特性与补偿器电压一电流特性交点的方 法来分析静止无功补偿器的工作点〔’0]。 2.4自动投切电容器
2.4.1自动投切电容器的分类
自动投切电容器装置根据控制开关的不同，分为机械投切电容器(MSC)和晶
闸管投切电容器(TSC)。MSC的控制开关主要是断路器和接触器，TSC的控制开关 主要是晶闸管和可控硅。
机械投切电容器装置具有结构简单、控制方便、性能稳定和成本低廉等优点 但是响应速度慢、不能频繁投切，主要应用于性能要求不高的场合。晶闸管投切 电容器装置具有无机械磨损、响应速度快、平滑投切以及良好的综合补偿效果等 优点;但相对于机械投切电容器装置而言，控制系统较复杂、可靠性低、投资费 用较高(需增设降压变压器、晶闸管机组等)，并且对设计制造、运行管理的技术 要求较高〔!!〕。
2.4.2晶闸管投切电容器(TSc) 单相TSC的原理结构如图2. 的原理
sa所示，它由电容器、两个反并联晶闸管和阻抗