串聯電容器組
Series Capacitor Bank
別名：SC bank、串補電容器組、Series compensation bank
串聯電容器組（series capacitor bank）為三相電容器組合配合保護裝置與絕緣平台，串聯接入輸電線路以補償電感性電抗（IEC 60143-1:2023 §3.31）。與並聯電容器組之根本差異：(1) 串聯接線經受全線路電流、(2) 補償 X_L 而非功率因數、(3) 需絕緣平台支撐。結構階層：bank → module → segment → sub-segment → unit → element。典型用於 EHV/UHV 長距離輸電（220 kV+）、再生能源 weak grid 接入、HVDC/FACTS 輔助補償。
白話說明
串聯電容器組是「把電容器直接串在輸電線裡」——讓線路的電感被電容抵消一部分，等於把線「縮短」了，提升了系統的傳輸能力與穩定性。這跟常見的「並聯電容器組」（掛在變電所匯流排上做功率因數補償）是完全不同的設備——後者補功率因數，前者補電抗。構造上需要絕緣平台把整組電容器架高到線路電壓，成本高但效益大，通常只用於 220 kV 以上超高壓長距離輸電。
完整定義
三相電容器組合，包含相關保護裝置與絕緣支撐結構，以串聯方式接入輸電線路以補償線路電感性電抗。電容器組可包含一個或多個模組（見 IEC 60143-1 Figure 1）。
標準原文 (Original Text)
series capacitor bank (or bank): three-phase assembly of capacitors with the associated protection and insulated support structure. Note 1 to entry: The bank may include one or more modules (see Figure 1).
與並聯電容器組（CP-002 shunt capacitor bank）之根本差異： （1）接線方式：串聯 in-line with transmission line，經受全線路電流；並聯 shunt to bus，經受無功電流； （2）目的：補償線路電感性電抗（降低 X_L 佔比）；並聯補償功率因數； （3）安裝位置：通常於輸電線路中段（或近線路端），需絕緣平台（insulated platform）支撐； （4）電壓等級：主要用於 220 kV 以上 EHV/UHV 長距離輸電，近年再生能源整合擴展至 132 kV； （5）保護需求：需配置 overvoltage protector（CP-011，MOV 或 spark gap）保護短路故障時之過電壓； （6）運轉模式：平時 in-service、故障時 bypass（CP-010 旁路開關動作）、維修時 isolated（隔離開關打開）。 系統結構階層（IEC 60143-1 Figure 1）： （1）bank（本術語）：三相整體； （2）module（CP-008）：可切換之「三相同時動作」步階； （3）segment（CP-007）：單相 capacitor + 本地保護組件； （4）sub-segment：單相局部冗餘設計； （5）capacitor unit（CP-001）：製造商出廠基本元件； （6）(capacitor) element：unit 內部最基本並聯元件（§3.5）。 典型 series capacitor installation 組件（涵蓋 CP-006 installation）： （1）bank 本體 + 絕緣支撐平台； （2）bypass switch（CP-010）：故障或維修時短路 bank； （3）isolating disconnector（§3.17 line terminal 相關）：與系統完全隔離； （4）bypass disconnector：bypass switch 之備援； （5）earth switch：維修時接地安全； （6）overvoltage protector（CP-011）：故障過電壓保護； （7）discharge current limiting + damping equipment：限制放電電流（MOV 或 bypass switch 動作瞬間）。 應用場景： （1）長距離輸電線路：降低 X_L、增加穩定極限（IEEE 補償原則 k < 70%）； （2）再生能源整合（風場、太陽能）：補償 weak grid 接入點； （3）HVDC/FACTS 輔助補償； （4）同步穩定性改善：提升 First-swing 穩定極限（依 P = (E₁E₂/X) sinδ 關係）。 歷史發展： （1）首台商業串聯電容器：1928 年美國； （2）大規模應用：1950~1970 年代，北美、瑞典、巴西等長距離輸電需求； （3）現代趨勢：可控串聯電容器（TCSC, Thyristor-Controlled Series Capacitor）——主動調整 k 值； （4）標準體系：IEC 60143-1（通則）、60143-2（保護設備）、60143-3（內部熔絲）、60143-4（可控串聯電容器）。
生活比喻
並聯電容器像「在家裡裝中央空調」——整戶用的東西掛在總電盤旁；串聯電容器像「在自來水管上加個抽水馬達」——直接串在水管中間，整條水管的水都會流過它，讓水流得更快到達遠處。前者解決區域性問題、後者解決長距離傳輸問題。
為何重要
串聯電容器是現代電網傳輸能力的關鍵槓桿：(1) 穩定性提升：P = (E₁E₂/X)sinδ，降低 X 可同時提升靜態穩定極限與暫態穩定極限；(2) 長距離輸電經濟性：同樣輸送功率下可減少輸電線數量或等級；(3) 再生能源整合：風場/太陽能接入點若位於 weak grid，串補可顯著改善電壓支援能力；(4) 次同步振盪（SSR）風險：串補與發電機軸系產生次同步諧振，需嚴格 SSR 研究（IEEE PES Power System Dynamic Performance Committee 提供方法論）；(5) 保護協調：整組保護邏輯含 MOV 動作、bypass switch 自動/手動操作、isolating disconnector 聯鎖——比並聯電容器保護複雜數倍；(6) 運維成本：絕緣平台年度清潔、MOV 電荷累積監測、bypass 機構定期測試——專業團隊才能勝任；(7) 台灣應用現況：台電 345 kV 系統中部、東部主要傳輸通道裝設多組 TSSC（Thyristor Switched Series Capacitor），補償度 30~50%。
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