现代电力行业的成长速度日益加快,电力网络的电压等级也在逐步升高,其规模也越来越大。相应地,大量的感性电力设备广泛的应用于电网之中,这必然会提高电力系统对无功功率的需求程度。随着电网内部的无功需求不断增加,将会引起电流和视在功率相应地变大,从而使一些感性装置以及线路的容量变大,并且还会导致输配电线和电力设备的压降升高,引起电压波动,影响电网可靠稳定的供电。针对上述问题,最经常使用的处理方式就是在电力系统中合适的位置通过无功补偿设备补偿电力系统的无功功率。传统无功补偿设备的投切开关无非就两种:交流接触器和电子式无触点开关,这些投切开关在单独使用时都具有一定的缺陷。交流接触器在电容器投切时刻,容易引起浪涌电流,触点处易出现过电压,损坏触点;电子式无触点开关在导通时,存在功耗过大、发热严重、易受干扰等问题。为解决这两种开关自身缺陷所带来的问题,本文设计了一种使用可控硅与继电器并联形式的复合开关,将其作为无功补偿设备的电容器投切开关,利用可控硅的电压过零导通特点完成电容器投切的瞬态过程,利用继电器导通功耗低的优势承担电容器投入后的稳态过程。整个设备具有投切浪涌小、导通功耗低、抗干扰能力强以及动作可靠等优势。本文首先介绍了无功补偿的补偿基理以及补偿容量的计算方式,接着通过比较几种电容器投切开关各自的优缺点,最终选用可控硅与继电器相并联形式的复合开关作为投切开关元件。另外,分析探讨了无功补偿的投切策略以及补偿方式,结合实际应用场合,确定了一种通过检测可控硅两端电压零点来找到投入过零点的投切策略。在硬件上,选用AVR单片微控制器中高性价比的ATmega8 A为控制器,并辅以过零检测模块、开关驱动模块、电源模块以及逻辑电路模块等不同功能模块共同构成硬件总体设计方案。在软件上,采用分块设计的方式,详细介绍每个的子程序所实现的具体功能,主程序与各个子程序相互配合共同实现本文设计的复合开关装置的整体功能。最后通过装置样机进行功能测试,实验结果表明本装置的功能与性能满足项目所提出的设计要求。