作为一种典型无源元件,电容器是一种重要的无功补偿设备,并被广泛应用于电力系统中。传统的电容器继电器保护方式存在很多的缺陷和不足,在线运行的电容器各种故障频发。目前,研制新一代集保护、测量、控制、通信等多功能于一体的微机测控保护装置是确保电容器得到良好的监测保护和有效运行有力手段。本文在分析和总结当前电容器保护的研究现状和发展趋势的基础上,针对中小型发电厂、110kV及以下电压等级变电站的工程现场供配电的要求,提出了一套能满足测量、控制、保护功能要求的新型测控保护装置的总体设计方案,并对电容器测控保护装置的开发、关键技术的分析和改进工作进行了论述。本文主要完成了如下工作。首先,论文阐述了电容器测控保护装置的保护原理、主要设计原则和功能要求。在此基础上,针对电容器可能出现的不同故障提出了相应的保护功能配置方案。例如,电容器与断路器之间的连线上出现短路时,采取瞬时或短延时过流保护；当电容器组出现内部故障或电容器引线上短路时,装设横差保护；当电容器遇到低电压或过电压时的低/过电压保护；当电容器组单相接地时的零序电流保护等。然后,论文还详细介绍了装置的硬件设计和软件设计。本文综合考虑了硬件平台的高性能、通用性、经济性、抗干扰性及可扩展性等因素,选用高性能DSP芯片和ARM芯片作为系统控制处理单元。围绕双处理器单元,本文详细介绍了硬件中的各个模块,如数据采集转换模块、开入开出量回路模块、通信模块、电源模块等。DSP和ARM之间的数据传输则选择CPLD芯片,CPLD的应用大大简化了硬件的设计。为进一步简化软件设计,提高程序可扩展性和设计的灵活性,文中相关软件采用了模块化设计方法,将各种功能软件独立编写,最后联调。在实现微机保护算法时,考虑到电容器保护的自身特点,采用全周傅氏算法和差分滤波方法相结合的改良性傅氏算法,有效地解决了衰减直流分量造成的影响。