高压并联电容器安装在电网中，用于提高功率因数、维持工作电压、增加输变电设备的输送能力、降低线路损耗。 但如果工作电压过高，则会危及设备和安全运行。 引起稳态电压升高的因素有很多，下面将进行分析。
1 稳态电压增加
(1)当电容器装置接入电网时，电网电压升高。 假设上升系数为K1，其值计算如下：
ΔU≈UZM.Qc/Sd
K1=(UCG+ΔU)/UCG
ΔU为电压上升值(kV)； Uzm为电容器装置未投入使用时的母线电压（kV）； Qc为连接到母线的电容器的总容量（Mvar）； Sd为电容器装置安装处的母线短路容量（MVA）； UCG是电容器的正常工作电压。
例如，某220kV变电站，10kV母线短路容量为，每组串联，装1个6%电抗器，装4组电容器，每组7个星形和三角形接法的特点，则：
(2)电容器组接入电抗器后，电容器端电压升高。 假设上升系数为K2，其值计算如下：
三相电容器电路中一般不存在偶次谐波。 由于电源变压器的一侧有一个三角形结，三次谐波在这个低阻抗线圈中循环，不会流入电网。 只要电容母线上没有谐波源，谐波就很少。 对于三次谐波，电容器组投入运行后应进行试验验证。
电容器组与电抗器串联可以消除谐振，改善谐波电压，减少合闸涌流。电容器的选择主要根据所占比例最大的5次谐波。 假设可以通过串联电抗器来消除谐波，即
5ωL-1/(5ωC)=0
解决办法是电感和电容与阻抗之比为
XL=ωL=1/(52ωC)=0.04Xc。
当所有高次谐波出现时，为了消除谐波，串联电抗器应足以使感抗值大于容抗值。 可引用信度系数1.5，则XL=1.5×0.04XC=0.06Xc。
电容器端子上的电压：
即K2=UC/U=1.064U/U=1.064，电容端子上的电压比母线电压高*%。
(3) 若电容器组不装串联电抗器，则谐波引起的电容器端电压升高系数为K3。 计算公式可由傅里叶级数得出。 非正弦电压的有效值计算如下：
式中，U1为基波电压分量的有效值； UM是M次谐波电压分量的有效值。
假设U1的值为额定电压UN，则五次谐波电压U5的值为2*5%UN。
(4) 由电容器组间电容差异引起的过电压系数K4可按如下分析计算。
对于中性点不接地的星形连接电容器组，三相电容不平衡导致中性点偏移，导致电压升高。 为此，应尽量减少差异。 安装前应对每个电容器的电容量进行抄录并编号，并分为三组英语作文，电容量相差不大于5%。 对于单星形或双星形电容器组，如果每组有两个臂，则相应臂的电容应几乎相等。 仔细操作后，三相电容差可小于2%。此时
K4=1+ΔC/(3C+ΔC)=0.05C/(3C+0.05C)+1=1+0.05/(3+0.05)=1.016
式中，C为各相电容值； ΔC是相位电容差。
(5)并联电容器组运行过程中，电容器内部故障熔断后，故障段剩余健康电容器端子所承受的电压也会升高。 假设上升系数为K5，则可以如下分析计算。
无论电容器组采用三角形接法还是星形接法，每一相都可以由一段或多段电容器串联到相应的电压等级，每段由若干个电容器并联组成。具有所需容量的电容器组。 例如，35 kV系统可以使用两段10.5 kV电容器串联形成星形； 66 kV系统可以使用两节19 kV电容器或三节12.7 kV电容器串联形成星形。
使用的电容器数量应大于允许使用的最小并联电容器数量。 电容器最小并联台数计算公式如表1所示。当安全系数K不同时，应小于最大并联台数。 每部分并联电容器的最大数量 Mmax 如表 2 所示。
故障区段健康电容器端子所承受的工频过电压计算公式如表1所示。以220 kV变电站每组4组为例
表1 升压系数K5及最小并联台数计算公式
注：UGD 为故障段正常电容器端子上的电压； M为各串联段并联电容的数量； P为串联部分移除的故障电容器的数量； UCG为电容器的正常工作电压； N为系列节数； K 为安全系数，取值0.5~0.75。
表2：K不同时每节并联电容器的最大数量
7 800 kvar电容器，不接地双星形接法，带中性点不平衡电流保护。此时M=13，N=1，P=1，过电压系数为K5。 查看表格即可了解
K5=6MN/［6MN-P。 (6N-5)]=6×13×1/[6×13×1-1×(6×1-5)]=1.013(每组)。
另外，还可根据需要投切电容器或用计算机控制有载调压变压器的分段开关来调节系统电压。 由于运行时间短，法规规定为1.15Ue。 法规还规定轻载时电压升高，即不应超过1.2~1.3Ue。 如果该值超过过流保护整定值，部分或全部电容器可自动切断。 因此，轻载电压的增加不包括在计算的稳态过电压值中。
以上各项综合过电压系数为K=K1。 K2。 K3。 K4。 K5，若电容器组有串联电抗，则K3=1。
由上式计算得出
K=K1。 K2。 K3。 K4。 K5=1.089×1.064×1×1.016×1.013=1.19>1.1
稍微超出标准。 为了减小三相电容差并保证符合规定，尽量选择11kV或12kV代替10.5kV，选择6.6kV代替6.3kV。
2 电容器组过电压及避雷器
2.1 电弧重燃过电压
在开关分闸过程中星形和三角形接法的特点，会形成电弧重燃过电压。 假设开关处于最大电压，当电流过零时电弧熄灭，电容器处于充电状态，其电压维持在系统电压的最大值。 此时开关触点间的电压一侧为电容电压，另一侧为电源电压。 当电源达到负最大值时，触点间电压为电源电压的两倍。 如果开关弹跳或分闸缓慢且灭弧性能不好，则开关弧隙绝缘恢复速度低于恢复电压增长速度，开关弧隙将被击穿，然后电弧将重新点燃，其过电压可达额定值的4.5～5倍。
2.2 避雷器的选择
只要电源不是由架空线引入，最好采用氧化锌避雷器作为避雷器来保护电容器。 因为当普通阀式避雷器的过电压值低于避雷器的放电电压时，电容器受到冲击过电压的充电。 当过电压值达到避雷器放电电压时，阀式避雷器间隙被击穿，电容器对避雷器放电。 由于电容器和避雷器之间的阻抗很低，雷电流和电容器放电电流的合成值很大，可能损坏电容器和避雷器，所以一般避雷器不能满足电容器的要求。 目前多采用残压低、电流大、时间响应快、连续运行、寿命长的氧化锌避雷器。
2.3 电容器组断开时的过电压及避雷器的配置
输入电容器组产生的合闸过电压一般不大于额定电压的2倍，也不像开通时那么大。 后者可以满足通用要求。 下面分析避雷器的几种接线情况。
(1)避雷器接在相与地之间，如图1所示。其接法简单，利用率高，但在某些情况下不能满足绝缘配合要求。 例如，电弧重燃产生高频电流，假设A相重燃，A相电源通过A相电容和中性点电容CN连接，形成振荡电路，出现过电压。 由于中性点电容远小于主电容C，因此CN阻抗也会有很大的分压。 中性点电容CN上会出现过电压，其值可达固定值的4.5倍。 为此，需要在中性点配置氧化锌避雷器。 如果一相接地，接地相电容将承受2/3的对地过电压。 音相电容器的过电压远高于音相电容器的过电压，且过电压倍数不超过2倍的要求。 此外，两相保护元件的残压之和不能限制相间过电压。
图1 避雷器相地连接图
(2)避雷器接在相-中地之间，如图2所示。其特点是保护元件直接并联在电容器极之间，各相电容器的过电压受其并联限制。保护避雷器。 保护协调是直接的，不受其他因素的影响。 它还可以限制串联电抗器上的过电压。 这种接线方式的两个中性点的连接线必须与地绝缘，否则电容器组将成为中性点接地系统。 串联电抗连接在电容器和避雷器之间。
图2 避雷器相-中心-地接线图
(3)三角形接法电容器组的避雷器接法采用4个避雷器(如图3所示)。
图3 三角形接法电容器组避雷器连接方法