并联电容器的分组方式主要有等容分组与不等容分组两大类，我国配电网主要采用等容分组方式。该方式配合自动投切装置可以实现电容器组“先投先切，后投后切”的循环工作方式，延长设备整体使用寿命。其缺点是每组容量相同，组合方式较少，满足不了配电自动化控制对电容器合理分组的要求。当电压偏低的时候，如果单组容量偏大，则投入一组电容器后将使电压偏高越上限，又不得不将其切下，造成断路器的反复动作，严重影响电容器寿命，最终电容器组只能闲置不用，浪费资源；如果单组容量偏小，组数较多，则投资成本会成倍增长，经济性不好。因而，电容器的分组不应完全采取这种粗略的分组方式。

与等容分组方式相对地，不等容分组方式可以用同样的分组数量组合出更多的补偿级数，级差较小，对日负荷变化幅度较大的供电系统具有较好的补偿效果，并且当与动态无功补偿装置配合时，可以减少动态无功补偿容量，以节省投资，经济性好。其缺点是投切次数较为频繁，涌流与过电压冲击较大，尤以最小容量单组的工作条件最为恶劣，从而使设备整体寿命缩短^[9]。

为了达到电容器的经济性优化分组，本书采用不等容分组方式进行分析。将并联电容器补偿容量Q_C1分为M组，各组容量满足：

根据《原则》第十九条，220kV变电站无功补偿装置的分组容量选择，应根据计算确定，最大单组无功补偿装置投切引起所在母线电压变化不宜超过电压额定值的2.5%。一般情况下，无功补偿装置的单组容量，接于66kV电压等级时不宜大于20Mvar，接于35kV电压等级时不宜大于12Mvar，接于10kV电压等级时不宜大于8Mvar。

《原则》中该条规定的意义是保证电容器分组容量不至于偏大，以免单组投切导致母线电压越限而不得不反复动作，影响设备使用寿命。目前国内配电网有载调压变压器有±2×2.5%的5挡调压型、±3×2.5%的7挡调压型、±8×1.25%的17挡调压型等若干规格，规定中的2.5%判据即是推荐单组容量投切导致母线电压的变化量不宜超过有载调压变压器的1挡（或±8×1.25%的2挡）调节范围。110～35kV配电站以及10kV配变关于最大单组电容器投切对母线电压的影响虽没有强制性要求，在分析时仍可以援引2.5%的规定，且单组容量仍受到限制，如《原则》第二十三条，110kV变电站无功补偿装置的单组容量不宜大于6Mvar，35kV变电站无功补偿装置的单组容量不宜大于3Mvar。

因此，只要分组容量中最大单组Q_M满足上述要求，其他单组自然满足。最大单组容量应满足：

式中 S_SC——母线短路容量；

Q_M，lim——《原则》中规定的各电压等级变电站单组电容器容量的上限，从而：

0≤Q_M≤min｛Q_M，lim，2.5%S_SC，Q_C1｝ （8-37）

可先将总补偿容量Q_C按最大单组容量Q_M等容地分成若干大组，在此基础上再将其中一组Q_M拆分成若干小组（可不等容），从而可以通过大组对无功负荷的基荷部分进行基本平衡，再由各小组来跟踪补偿剩余部分。与单纯的等容分组相比，电容器小组的存在增加了电容器的组合级数，减小了级差，提高了优化分组的补偿效果，与动态无功补偿装置配合时也相应减小了动态补偿的容量，减少了动态补偿的投资；而等容大组的存在又减少了总的分组数量，兼顾了电容器分组的经济性。

接下来分析小组的分组方式。设补偿容量为Q_M的大组组数为m₁；电容器小组组数为m₂，从而：

式中 N——自然数集合，包括0和正整数；

Z₊——正整数集合。

电容器小组应能够用较少的分组数组合出足够多的补偿级数，并使各级间的级差相等。从数学角度出发，当小组组数为m₂时，则应至多有：

种组合级数均匀分布在[0，Q_M]区间内，组合级差：

亦为可能取到的最小级差。此时各小组容量满足：

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即各小组容量均不相等，为完全不等容分组。由于Q₁为最小单组，故其是继第一组合级0之后的第二组合级，因此Q₁=0+ΔQ=ΔQ。且因为Q₁＜Q₂＜Q₁+Q₂，因而Q₂为第三组合级，满足Q₂-Q₁=Q₁-0，即Q₂=2Q₁=2ΔQ。继0、Q₁、Q₂后的第四组合级可能是Q₁+Q₂也可能是Q₃，而根据上面推导得知Q₁+Q₂=3ΔQ应为第四组合级，从而Q₃为第五组合级，满足Q₃=（Q₁+Q₂）+ΔQ=4ΔQ。依此类推，电容器小组容量之间满足的比例关系，这便是差比容分组方式，各小组容量：

如果在式（8-38）～式（8-42）的基础上退一步，令各小组容量满足（1∶2∶3∶…∶m₂）的比例关系，则为等比容分组方式，组合级差为

共有：

种组合方式，各小组容量为

如果再退一步，只允许部分小组容量相等，则为混合分组方式。混合分组方式中，各不同规格电容器组的容量之间没有固定的比例关系，为了保证组合级差相等，在给定的分组数下可行的混合分组方式是有限的，其组合级数介于m₂+1与之间。举例来说，当m₂=3时，可按1∶1∶2或1∶2∶2的比例分组，相应单组容量分别为

可以组合出：

的组合方式，级差分别为相应最小单组容量和。

最后，如果令各组容量相等，则退化为等容分组方式，各小组容量均为Q_M/m₂，亦等于组合级差，共可以组合出m₂+1种组合级数。

将上述分组方法归纳总结见表8-2和表8-3。

表8-2 几种分组方式比较（一）

表8-3 几种分组方式比较（二）

可见，在相同分组数下，差比容分组能够组合出最多的补偿级数，各级级差相等，级差最小，对负荷偏差的补偿效果最好。因此，本文采用差比容方式对电容器小组进行分组。