电力系统的无功补偿可以有效提高供电效率,降低线路损耗。并联电容器是一种最为经济的无功补偿方式。随着配电网结构的日益复杂,系统电压的波动性逐渐增大,而并联电容器的投切愈加频繁,对投切开关的要求逐渐变高。尤其近几年,电容器爆炸、串联电抗器烧毁和用于投切的断路器损坏的事故频发。究其原因,大多是由投切所产生的涌流与暂态过电压造成。为有效解决并联电容器投切过程中的暂态冲击问题,保护补偿设备,本文主要从以下方面开展研究:首先,根据断路器的不同操作工况,开展对并联电容器投切暂态过程的机理分析。针对三相同期合闸工况,研究了合闸初相角对暂态电压、电流的影响,进一步考虑开关分散性,分析了有无分布电容对暂态电气分量的影响;针对断路器的分闸过程,综合考虑断路器截流与母线侧运行状态的变化,研究了影响分闸回路电流的主要因素。基于某变电站无功补偿回路的工程参数,搭建并联电容器回路仿真模型。仿真验证了本文分析的投切过程暂态电压、电流特征规律及其影响因素。其次,针对分合闸产生的过电压,提出计及断路器动作时间的并联电容器选相投切策略。选相投切策略通过控制断路器分别在电压和电流过零点投入和切除电容器回路,实现对分合闸暂态过电压的有效抑制。考虑到断路器控制电压及环境温度变化的影响,利用粒子群优化-反向传播神经网络（PSO-BP）算法对断路器动作时间进行预测。通过数据训练显示,PSO-BP算法能快速准确的预测真空断路器操动机构的动作时间。考虑到电网电压畸变对选相投切精度的影响,设计了基于窄带滤波器的动态过零点算法,实现了对电压过零点的快速精准跟踪。为进一步降低分闸时串联电抗器产生的过电压,提出在补偿装置增设阻容（R-C）辅助回路,通过优化电阻和电容的参数,极大加快了暂态电压的衰减速度,显著降低了暂态过电压的冲击幅值。最后,通过搭建低压实验系统验证所提方法的有效性。通过直流回路分合闸实验测试选相开关动作精度,校验选相投切算法的有效性。进一步地,通过并联电容器投切实验,对比分析了有无过压抑制措施时暂态分量的特征,验证综合过压抑制方法的有效性和实用性。实验结果表明本文所提综合过压抑制方法可有效抑制投切过程的涌流及暂态过电压,保证了并联电容器回路在频繁投切时的安全、可靠运行。