近年来,电力设备的检修模式日益由“定期检修”向“状态检修”转变,针对电网设备的在线监测与故障诊断研究方兴未艾。作为重要的无功补偿装置,并联电容器组由于缺乏行之有效的带电检测或在线监测手段,非计划停运率始终居高不下,成为新兴的研究热点。为了解决这一难题,2008年以来,国内外先后提出了基于不同状态量的多种在线监测与故障预警方法,不少装置甚至已投入生产运行,但多年来却鲜有发现电容器早期故障,并在保护动作前及时告警的案例。本文在调查太仓地区2007-2016近十年来并联电容器组发展趋势和运行情况的基础上,指出10k V单星型并联电容器组是当前以及未来应重点关注的研究对象。通过对外熔断器和继电保护装置的保护协同机制进行梳理,指出并联电容器组的早期故障预警尽管在理想条件下是可行的,但受初始偏差、运行条件、动作特性和保护整定等多种因素的影响,工程实际中的保护协同时机发生了重大改变,如不解决与“国网反措”的冲突,基于突变量的早期故障预警方法对于无内熔丝并联电容器组并不适用,而对于有内熔丝并联电容器组,继电保护装置的动作时机被大幅延后,存在故障率“虚低”的可能。通过分析并联电容器组不同程度故障时的状态量变化情况,本文提出了基于差流、离散度和突变率的三类新判据,并从灵敏度、可靠性和经济性三个方面对现有的各类判据进行了综合比较,提出了针对“有内熔丝”和“无内熔丝”两种不同结构电容器组的差异化预警配置方案,开发了基于多参量的并联电容器组在线监测与早期故障预警系统,针对直塘1K2和新毛162两种不同结构的并联电容器组开展了模拟测试,并在新毛变162#2并联电容器组挂网试运行。模拟测试结果表明,该系统能够有效预警两种不同结构的电容器早期故障:对于有内熔丝电容器组,通过监测差流的绝对值和部分状态量的突变率(如台电流、台电容等)能够发现电容器内部切除1个元件的早期故障;对于无内熔丝电容器组,如能适当提高保护定值,允许装有在线监测装置的电容器组在内部击穿1个串段的情况下短时带病运行,基于突变量的多数预警方法仍然可用,且通过开口三角电压绝对值、电容量初值差等简单判据即可达到预警目的。在试运行过程中,系统在线监测功能正常,电压、电流等直接特征量采样数据无异常中断,电容、差流、离散度等间接特征量计算结果未出现大的波动,由于投运时间尚短,尚未监测到电容器组早期故障,该系统在真实电网工况下的故障预警表现仍有待跟踪验证。