CN104993500A - 一种无功补偿装置及其参数确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无功补偿装置及其参数确定方法，装置包括第一并联电容器组、第二并联电容器组、第一放电线圈、第二放电线圈、旁路开关、涌流限制电抗器和四极接地隔离开关，所述第一并联电容器组和第二并联电容器组串联后通过高压断路器与电力系统母线连接，所述第一放电线圈与第一并联电容器组并联连接，所述第二放电线圈与第二并联电容器组并联连接，所述旁路开关和涌流限制电抗器串联后与第二并联电容器组并联连接，所述四极接地隔离开关中的三极与第一并联电容器组的进线侧连接，四极接地隔离开关中的另一极与第二并联电容器组的中性点连接。本发明通过控制旁路开关即可实现对并联电容器组输出容量的调整，便可输出两个等级的无功补偿容量。

Description

一种无功补偿装置及其参数确定方法

技术领域

本发明涉及一种无功补偿装置及其参数确定方法，属于电力系统无功控制技术领域。

背景技术

目前电力系统的无功补偿多采用在变电站低压侧设置无功补偿电容器组来实现，由于电力系统的负荷随时间具有波动性，对无功的需求也呈现波动变化。目前变电站内无功补偿电容器配置方案为小容量、多分组，当负荷波动导致电力系统的无功需求变化时，根据无功需求逐组投入或退出无功补偿电容器装置。这种配置方案是目前变电站无功配置的主要方案，但是，在实际运行中具有以下不足之处：

(1)电容器分组多，需要更多的开关柜及其他相关设备，尤其是220kV变电站低压侧无功补偿装置可达20多组，需要20多面低压开关柜以及配套的二次设备、电缆、串联电抗器装置，设备投资很大，安装、维护工作量也随之增加；

(2)大量的无功补偿电容器占用很大的空间，尤其是对于必须户内布置的电容器，需要很大建筑面积，占用了宝贵的土地资源，也提高了变电站的建设成本。

(3)为满足负荷波动对无功的需求，小容量、多分组的电容器投切需要操作多台断路器实现，操作复杂；此外，断路器操作频繁，更容易造成设备故障，对电网的安全可靠运行是一个很大的隐患。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种无功补偿装置及其参数确定方法,其能够解决目前无功补偿装置中电容器分组多、空间大和操作复杂的问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种无功补偿装置，其特征是，包括第一并联电容器组、第二并联电容器组、第一放电线圈、第二放电线圈、旁路开关、涌流限制电抗器和四极接地隔离开关，所述第一并联电容器组和第二并联电容器组串联后通过高压断路器与电力系统母线连接，所述第一放电线圈与第一并联电容器组并联连接，所述第二放电线圈与第二并联电容器组并联连接，所述旁路开关和涌流限制电抗器串联后与第二并联电容器组并联连接，所述四极接地隔离开关中的三极与第一并联电容器组的进线侧连接，四极接地隔离开关中的另一极与第二并联电容器组的中性点连接。

进一步地，该无功补偿装置还包括串联电抗器，所述串联电抗器设置在高压断路器与第一放电线圈之间。

进一步地，该无功补偿装置还包括金属氧化物避雷器，所述金属氧化物避雷器与第一并联电容器组的进线侧连接。

优选地，所述旁路开关包括真空断路器。

优选地，所述第一并联电容器组包括并联连接的N1组第一串联电容器组，每一组第一串联电容器组包括M1个串联连接的电容器；所述第二并联电容器组包括并联连接的N2组第二串联电容器组，每一组第二串联电容器组包括M2个串联连接的电容器；N1、N2、M1、M2均为大于等于2的整数。

优选地，当第一并联电容器组的电容值与第二并联电容器组的电容值不相等时，无功补偿装置具有两级无功容量输出等级。

优选地，当第一并联电容器组的电容值与第二并联电容器组的电容值相等时，无功补偿装置输出的高容量值是低容量值的2倍，具有整容量、半容量两级无功容量输出等级。

本发明还提了一种无功补偿装置的参数确定方法，其特征是，包括以下步骤：

一、无功补偿装置的原理分析

设电力系统电压为U，如果忽略串联电抗器的容升效应，则认为第一并联电容器组与第二并联电容器组的串联电压与电力系统电压相同，设系统角频率为ω，第一并联电容器组、第二并联电容器组的电容值分别为C₁、C₂；

(1)当旁路开关断开时：

第一并联电容器组、第二并联电容器组串联接入系统，串联后总的容抗：

${\mathrm{Xc}}_1=\frac{1}{w}\·\frac{c_1+c_2}{c_1{c}_2}---\left(1\right)$

此时无功补偿装置输出的无功容量为：

${\mathrm{Sc}}_1=\frac{U^2}{{\mathrm{Xc}}_1}=\frac{U^2\·w}{\frac{1}{c_1}+\frac{1}{c_2}}---\left(2\right)$

(2)当旁路开关合上时：

第二并联电容器组被旁路，只有第一并联电容器组接入回路，此时无功补偿装置输出的无功容量为：

${\mathrm{Sc}}_2=\frac{U^2}{{\mathrm{Xc}}_2}=U^2{\mathrm{wc}}_1=\frac{U^2\·w}{\frac{1}{c_1}}---\left(3\right)$

(3)比较旁路开关开合前后无功补偿装置输入容量的变化为：

$\mathrm{\Δ}Sc={\mathrm{Sc}}_2-{\mathrm{Sc}}_1=\frac{U^2{\mathrm{wc}}_1^2}{c_1+c_2}=\frac{U^2{\mathrm{wc}}_1}{1+\frac{c_2}{c_1}}---\left(4\right)$

由式(3)和式(4)得出，旁路开关闭合前后，无功补偿装置容量的变化取决于第二并联电容器组与第一并联电容器组的电容值之比，即：当合上旁路开关时无功补偿装置输出高值无功功率Sc₂，当断开旁路开关时无功补偿装置输出低值无功功率Sc₁；

二、无功补偿装置的设备参数计算

(1)第一并联电容器组的参数计算

设无功补偿装置输出的低值无功功率为Sc₁，无功补偿装置输出的高值无功功率为Sc₂，电力系统电压为U，当旁路开关合上时，第一并联电容器组上的电压即为电力系统电压，无功补偿装置输出无功功率为Sc₂，则第一并联电容器组的电容值为：

$C_1=\frac{1}{w\·{\mathrm{Xc}}_2}=\frac{1}{w}\frac{{\mathrm{Sc}}_2}{U_2}---\left(5\right)$

故第一并联电容器组的额定电压为U，电容值C₁为额定容量为Sc₂；

(2)第二并联电容器组的参数计算

当旁路开关断开时，第一并联电容器组与第二并联电容器组串联，此时无功补偿装置输出低值无功功率Sc₁，设此时第一并联电容器组上的电压为U₁、第二并联电容器组上的电压为U₂，则：

${\mathrm{Sc}}_1={\mathrm{wC}}_1{U}_1^2+{\mathrm{wC}}_2{U}_2^2---\left(6\right)$

又根据基尔霍夫电压、电流定律，对于整个电路有如下关系：

U＝U₁+U₂    (7)

wC₁U₁＝wC₂U₂    (8)

联立式(6)、式(7)和式(8)，解之得：

$C_2=\frac{C_1{\mathrm{Sc}}_1}{U^2{\mathrm{wc}}_1\·{\mathrm{sc}}_1}---\left(9\right)$

$U_1=\frac{{\mathrm{Sc}}_1}{{\mathrm{Uwc}}_1}---\left(10\right)$

$U_2=U-\frac{{\mathrm{Sc}}_1}{{\mathrm{Uwc}}_1}---\left(11\right)$

将式(5)分别带入式(9)和式(11)可得：

$C_2=\frac{{\mathrm{Sc}}_1{\mathrm{Sc}}_2}{U^{2}w({\mathrm{Sc}}_2-{\mathrm{Sc}}_1)}=C_1\frac{{\mathrm{Sc}}_1}{{\mathrm{Sc}}_2-{\mathrm{Sc}}_1}---\left(12\right)$

$U_2=\frac{U({\mathrm{Sc}}_2-{\mathrm{Sc}}_1)}{{\mathrm{Sc}}_2}---\left(13\right)$

故第二并联电容器组的额定电压为电容值C₂为 $\frac{{\mathrm{Sc}}_1{\mathrm{Sc}}_2}{U^{2}w({\mathrm{Sc}}_2-{\mathrm{Sc}}_1)},$ 额定容量为 ${\mathrm{Sc}}_1(1-\frac{{\mathrm{Sc}}_1}{{\mathrm{Sc}}_2});$

(3)旁路开关的参数计算

旁路开关合上时仅充当中性点连接作用，无工作电流通过，其持续工作电流仅为第一并联电容器组的不平衡电流；旁路开关并接在第二并联电容器组上，故额定电压与第二并联电容器组的额定电压相同，即旁路开关的额定电压为 $\frac{U({\mathrm{Sc}}_2-{\mathrm{Sc}}_1)}{{\mathrm{Sc}}_2}.$

优选地，当第一并联电容器组的电容值与第二并联电容器组的电容值相等(即C₂＝C₁)时，即该无功补偿装置具有整容量、半容量两级无功容量输出等级。

本发明的有益效果如下：

本发明的无功补偿装置由两个并联电容器组构成，靠近中性点的并联电容器组并联一个用于旁路的旁路开关以及限制开合瞬间暂态过程的涌流限制电抗器，当旁路开关断开时，两个并联电容器组串联接入母线，整个回路容抗值的，因而，该无功补偿装置输出较低无功容量；反之，当旁路开关闭合时，仅有一个并联电容器组接入母线，容抗较串联时低，因而，该无功补偿装置输出高无功补偿容量，这样，本发明通过控制旁路开关即可实现对并联电容器组输出容量的调整，该无功补偿装置便可输出两个等级的无功补偿容量。

本发明解决了目前电容器分组容量多的问题，提出了一种两级容量无功补偿并联电容器组装置，具有两个等级的无功补偿容量，可根据补偿的需要选择大的补偿容量或小补偿容量，实现了1台电容器组输出2种不同容量无功的功能，从而减少了无功补偿的分组数量，减少了设备投资和变电站占地面积。另外本发明无需对断路器操作，仅通过开合旁路开关便能够实现电容器容量的切换，操作简单，安全可靠。

本发明将三相接地隔离开关和中性点侧的单相接地隔离开关这两个接地设备合并成一个四极接地隔离开关设备，节约了设备制造资源，大大提高了运行人员日常巡视和检修的方便性，降低了运行成本。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明：

图1是本发明的结构示意图；

图中，CB1为第一并联电容器组、CB2为第二并联电容器组、L1为第一放电线圈、L2为第二放电线圈、KM为真空接触器、L3为涌流限制电抗器、QE为四极接地隔离开关、QF为高压断路器、BUS为电力系统母线、L为串联电抗器、FV为金属氧化物避雷器。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

如图1所示，本发明的一种无功补偿装置，它包括第一并联电容器组、第二并联电容器组、第一放电线圈、第二放电线圈、真空断路器、涌流限制电抗器、四极接地隔离开关、串联电抗器和金属氧化物避雷器，所述第一并联电容器组和第二并联电容器组串联后通过高压断路器与电力系统母线连接，所述第一放电线圈与第一并联电容器组并联连接，所述第二放电线圈与第二并联电容器组并联连接，所述真空断路器和涌流限制电抗器串联后与第二并联电容器组并联连接，所述四极接地隔离开关中的三极与第一并联电容器组的进线侧连接，四极接地隔离开关中的另一极与第二并联电容器组的中性点连接，所述串联电抗器设置在高压断路器与第一放电线圈之间，所述金属氧化物避雷器与第一并联电容器组的进线侧连接。

所述第一并联电容器组包括并联连接的N1组第一串联电容器组，每一组第一串联电容器组包括M1个串联连接的电容器；所述第二并联电容器组包括并联连接的N2组第二串联电容器组，每一组第二串联电容器组包括M2个串联连接的电容器；N1、N2、M1、M2均为大于等于2的整数。这样便于调整第一并联电容器组和第二并联电容器组的电容值。

当第一并联电容器组的电容值与第二并联电容器组的电容值不相等时，无功补偿装置具有两级无功容量输出等级。

当第一并联电容器组的电容值与第二并联电容器组的电容值相等时，无功补偿装置输出的高容量值是低容量值的2倍，具有整容量、半容量两级无功容量输出等级。

本发明的一种无功补偿装置的参数确定方法，它包括以下步骤：

一、无功补偿装置的原理分析

设电力系统电压为U，如果忽略串联电抗器的容升效应，则认为第一并联电容器组CB1与第二并联电容器组CB2的串联电压与电力系统电压相同，设系统角频率为ω，第一并联电容器组CB1、第二并联电容器组CB2的电容值分别为C₁、C₂；

(1)当真空断路器KM断开时：

第一并联电容器组CB1、第二并联电容器组CB2串联接入系统，串联后总的容抗：

${\mathrm{Xc}}_1=\frac{1}{w}\·\frac{c_1+c_2}{c_1{c}_2}---\left(1\right)$

此时无功补偿装置输出的无功容量为：

${\mathrm{Sc}}_1=\frac{U^2}{{\mathrm{Xc}}_1}=\frac{U^2\·w}{\frac{1}{c_1}+\frac{1}{c_2}}---\left(2\right)$

(2)当真空断路器KM合上时：

第二并联电容器组CB2被旁路，只有第一并联电容器组CB1接入回路，此时无功补偿装置输出的无功容量为：

${\mathrm{Sc}}_2=\frac{U^2}{{\mathrm{Xc}}_2}=U^2{\mathrm{wc}}_1=\frac{U^2\·w}{\frac{1}{c_1}}---\left(3\right)$

(3)比较真空断路器开合前后无功补偿装置输入容量的变化为：

$\mathrm{\Δ}Sc={\mathrm{Sc}}_2-{\mathrm{Sc}}_1=\frac{U^2{\mathrm{wc}}_1^2}{c_1+c_2}=\frac{U^2{\mathrm{wc}}_1}{1+\frac{c_2}{c_1}}---\left(4\right)$

由式(3)和式(4)得出，真空断路器闭合前后，无功补偿装置容量的变化取决于第二并联电容器组CB2与第一并联电容器组CB1的电容值之比，即：当合上真空断路器KM时无功补偿装置输出高值无功功率Sc₂，当断开真空断路器KM时无功补偿装置输出低值无功功率Sc₁；

当第一并联电容器组的电容值与第二并联电容器组的电容值相等时，即该无功补偿装置具有整容量、半容量两级无功容量输出等级。

二、无功补偿装置的设备参数计算

(1)第一并联电容器组CB1的参数计算

设无功补偿装置输出的低值无功功率为Sc₁，无功补偿装置输出的高值无功功率为Sc₂，电力系统电压为U，当真空断路器合上时，第一并联电容器组CB1上的电压即为电力系统电压，无功补偿装置输出无功功率为Sc₂，则第一并联电容器组CB1的电容值为：

$C_1=\frac{1}{w\·{\mathrm{Xc}}_2}=\frac{1}{w}\frac{{\mathrm{Sc}}_2}{U_2}---\left(5\right)$

故第一并联电容器组CB1的额定电压为U，电容值C₁为额定容量为Sc₂；

(2)第二并联电容器组CB2的参数计算

当真空断路器断开时，第一并联电容器组CB1与第二并联电容器组CB2串联，此时无功补偿装置输出低值无功功率Sc₁，设此时第一并联电容器组CB1上的电压为U₁、第二并联电容器组CB2上的电压为U₂，则：

${\mathrm{Sc}}_1={\mathrm{wC}}_1{U}_1^2+{\mathrm{wC}}_2{U}_2^2---\left(6\right)$

又根据基尔霍夫电压、电流定律，对于整个电路有如下关系：

U＝U₁+U₂    (7)

wC₁U₁＝wC₂U₂   (8)

联立式(6)、式(7)和式(8)，解之得：

$C_2=\frac{C_1{\mathrm{Sc}}_1}{U^2{\mathrm{wc}}_1\·{\mathrm{sc}}_1}---\left(9\right)$

$U_1=\frac{{\mathrm{Sc}}_1}{{\mathrm{Uwc}}_1}---\left(10\right)$

$U_2=U-\frac{{\mathrm{Sc}}_1}{{\mathrm{Uwc}}_1}---\left(11\right)$

将式(5)分别带入式(9)和式(11)可得：

$C_2=\frac{{\mathrm{Sc}}_1{\mathrm{Sc}}_2}{U^{2}w({\mathrm{Sc}}_2-{\mathrm{Sc}}_1)}=C_1\frac{{\mathrm{Sc}}_1}{{\mathrm{Sc}}_2-{\mathrm{Sc}}_1}---\left(12\right)$

$U_2=\frac{U({\mathrm{Sc}}_2-{\mathrm{Sc}}_1)}{{\mathrm{Sc}}_2}---\left(13\right)$

故第二并联电容器组CB2的额定电压为电容值C₂为 $\frac{{\mathrm{Sc}}_1{\mathrm{Sc}}_2}{U^{2}w\left({\mathrm{Sc}}_2-{\mathrm{Sc}}_1\right)},$ 额定容量为 ${\mathrm{Sc}}_1(1-\frac{{\mathrm{Sc}}_1}{{\mathrm{Sc}}_2});$

(3)真空断路器KM的参数计算

真空断路器KM合上时仅充当中性点连接作用，无工作电流通过，其持续工作电流仅为第一并联电容器组的不平衡电流，一般第一并联电容器组的不平衡电流很低，真空断路器KM的持续工作电流可按并联电容器组额定电流的10％考虑；真空断路器并接在第二并联电容器组CB2上，故额定电压与第二并联电容器组CB2的额定电压相同，即真空断路器KM的额定电压为 $\frac{U({\mathrm{Sc}}_2-{\mathrm{Sc}}_1)}{{\mathrm{Sc}}_2}.$

本发明通过一套电容器装置便可以输出两种容量，从而减少了无功补偿的分组数量。以10kV无功补偿为例，若按常规方式需要配置3.6Mvar和4.8Mvar两种分组容量的电容器，同时需要两套开关柜及串联电抗器、接地开关、避雷器设备，而本发明仅需要通过真空断路器的操作，便能实现一组设备可输出3.6Mvar和4.8Mvar无功补偿容量，减少了设备投资和变电站占地面积。

常规方式配置2组不同容量的成套无功补偿时，需要切换电容器组时，需要先断开电容器组1开关，再投入电容器组2开关，操作过程复杂，负荷波动剧烈时需要频繁操作断路器也可能导致设备故障。本发明实现了无需对断路器操作，仅通过开合真空断路器就能实现电容器容量的切换，操作简单，安全可靠。

本发明为并联电容器组装设一组四极接地隔离开关，即把原来的三相接地隔离开关加单相接地隔离开关直接合并为四极接地隔离开关，所述四极接地隔离开关中的三极与所述并联电容器组进线侧连接，另一极与所述并联电容器组中性点连接。由于四极接地隔离开关只有一个操作机构，当其操作时，接地隔离开关的四极同步动作，使电容器组的进线侧和中性点侧实现同步接地操作。采用一个操作机构来完成电容器组的可靠接地，确保了电容器组接地的可靠性，提高了设备检修的安全性以及方便性。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种无功补偿装置，其特征是，包括第一并联电容器组、第二并联电容器组、第一放电线圈、第二放电线圈、旁路开关、涌流限制电抗器和四极接地隔离开关，所述第一并联电容器组和第二并联电容器组串联后通过高压断路器与电力系统母线连接，所述第一放电线圈与第一并联电容器组并联连接，所述第二放电线圈与第二并联电容器组并联连接，所述旁路开关和涌流限制电抗器串联后与第二并联电容器组并联连接，所述四极接地隔离开关中的三极与第一并联电容器组的进线侧连接，四极接地隔离开关中的另一极与第二并联电容器组的中性点连接。

2.根据权利要求1所述的一种无功补偿装置，其特征是，还包括串联电抗器，所述串联电抗器设置在高压断路器与第一放电线圈之间。

3.根据权利要求1所述的一种无功补偿装置，其特征是，还包括金属氧化物避雷器，所述金属氧化物避雷器与第一并联电容器组的进线侧连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种无功补偿装置，其特征是，所述旁路开关包括真空断路器。

5.根据权利要求1至3任一项所述的一种无功补偿装置，其特征是，所述第一并联电容器组包括并联连接的N1组第一串联电容器组，每一组第一串联电容器组包括M1个串联连接的电容器；所述第二并联电容器组包括并联连接的N2组第二串联电容器组，每一组第二串联电容器组包括M2个串联连接的电容器；N1、N2、M1、M2均为大于等于2的整数。

6.根据权利要求5所述的一种无功补偿装置，其特征是，当第一并联电容器组的电容值与第二并联电容器组的电容值不相等时，无功补偿装置具有两级无功容量输出等级。

7.根据权利要求5所述的一种无功补偿装置，其特征是，当第一并联电容器组的电容值与第二并联电容器组的电容值相等时，无功补偿装置输出的高容量值是低容量值的2倍，具有整容量、半容量两级无功容量输出等级。

8.上述权利要求所述一种无功补偿装置的参数确定方法，其特征是，包括以下步骤：

一、无功补偿装置的原理分析

设电力系统电压为U，如果忽略串联电抗器的容升效应，则认为第一并联电容器组与第二并联电容器组的串联电压与电力系统电压相同，设系统角频率为ω，第一并联电容器组、第二并联电容器组的电容值分别为C₁、C₂；

(1)当旁路开关断开时：

第一并联电容器组、第二并联电容器组串联接入系统，串联后总的容抗：

${\mathrm{Xc}}_1=\frac{1}{w}\·\frac{c_1+c_2}{c_1{c}_2}---\left(1\right)$

此时无功补偿装置输出的无功容量为：

${\mathrm{Sc}}_1=\frac{U^2}{{\mathrm{Xc}}_1}=\frac{U^2\·w}{\frac{1}{c_1}+\frac{1}{c_2}}---\left(2\right)$

(2)当旁路开关合上时：

第二并联电容器组被旁路，只有第一并联电容器组接入回路，此时无功补偿装置输出的无功容量为：

${\mathrm{Sc}}_2=\frac{U^2}{{\mathrm{Xc}}_2}=U^2{\mathrm{wc}}_1=\frac{U^2\·w}{\frac{1}{c_1}}---\left(3\right)$

(3)比较旁路开关开合前后无功补偿装置输入容量的变化为：

$\mathrm{\Δ}Sc={\mathrm{Sc}}_2-{\mathrm{Sc}}_1=\frac{U^2{\mathrm{wc}}_1^2}{c_1+c_2}=\frac{U^2{\mathrm{wc}}_1}{1+\frac{c_2}{c_1}}---\left(4\right)$

由式(3)和式(4)得出，旁路开关闭合前后，无功补偿装置容量的变化取决于第二并联电容器组与第一并联电容器组的电容值之比，即：当合上旁路开关时无功补偿装置输出高值无功功率Sc₂，当断开旁路开关时无功补偿装置输出低值无功功率Sc₁；

二、无功补偿装置的设备参数计算

(1)第一并联电容器组的参数计算

设无功补偿装置输出的低值无功功率为Sc₁，无功补偿装置输出的高值无功功率为Sc₂，电力系统电压为U，当旁路开关合上时，第一并联电容器组上的电压即为电力系统电压，无功补偿装置输出无功功率为Sc₂，则第一并联电容器组的电容值为：

$C_1=\frac{1}{w\·{\mathrm{Xc}}_2}=\frac{1}{w}\frac{{\mathrm{Sc}}_2}{U_2}---\left(5\right)$

故第一并联电容器组的额定电压为U，电容值C₁为额定容量为Sc₂；

(2)第二并联电容器组的参数计算

当旁路开关断开时，第一并联电容器组与第二并联电容器组串联，此时无功补偿装置输出低值无功功率Sc₁，设此时第一并联电容器组上的电压为U₁、第二并联电容器组上的电压为U_2，则：

${\mathrm{Sc}}_1={\mathrm{wC}}_1{U}_1^2+{\mathrm{wC}}_2{U}_2^2---\left(6\right)$

又根据基尔霍夫电压、电流定律，对于整个电路有如下关系：

U＝U₁+U₂   (7)

wC₁U₁＝wC₂U₂   (8)

联立式(6)、式(7)和式(8)，解之得：

$C_2=\frac{C_1{\mathrm{Sc}}_1}{U^2{\mathrm{wc}}_1\·{\mathrm{sc}}_1}---\left(9\right)$

$U_1=\frac{{\mathrm{Sc}}_1}{{\mathrm{Uwc}}_1}---\left(10\right)$

$U_2=U-\frac{{\mathrm{Sc}}_1}{{\mathrm{Uwc}}_1}---\left(11\right)$

将式(5)分别带入式(9)和式(11)可得：

$C_2=\frac{{\mathrm{Sc}}_1{\mathrm{Sc}}_2}{U^{2}w({\mathrm{Sc}}_2-{\mathrm{Sc}}_1)}=C_1\frac{{\mathrm{Sc}}_1}{{\mathrm{Sc}}_2-{\mathrm{Sc}}_1}---\left(12\right)$

$U_2=\frac{U({\mathrm{Sc}}_2-{\mathrm{Sc}}_1)}{{\mathrm{Sc}}_2}---\left(13\right)$

故第二并联电容器组的额定电压为电容值C₂为额定容量为

(3)旁路开关的参数计算

旁路开关合上时仅充当中性点连接作用，无工作电流通过，其持续工作电流仅为第一并联电容器组的不平衡电流；旁路开关并接在第二并联电容器组上，故额定电压与第二并联电容器组的额定电压相同，即旁路开关的额定电压为

$\frac{U({\mathrm{Sc}}_2-{\mathrm{Sc}}_1)}{{\mathrm{Sc}}_2}.$

9.根据权利要求8所述的一种无功补偿装置的参数确定方法，其特征是，当第一并联电容器组的电容值与第二并联电容器组的电容值相等时，即该无功补偿装置具有整容量、半容量两级无功容量输出等级。