电力系统的规模不断扩大，用户负荷持续增长。为了保证配网的稳定运行和改善系统的电能质量，并联无功补偿电容器被大量接入配网，用于补偿无功、改善功率因数以及提供电压支撑。然而，并联电容器投入经常会产生过电压和涌流，给电网负荷和设备的运行带来不利影响。因此，实时监测电容器的投入状态，有利于明确暂态扰动来源，并采取针对性的扰动抑制措施。此外，电容器的投切状态与配网的母线电压和无功分布息息相关，监测配网每个电容器的投切状态也有利于掌握电压和无功的变化规律，为配网的规划和优化运行提供帮助。再者，为了提高运行寿命，并联电容器通常采用内熔丝式设计。随着运行过程中绝缘介质的老化、劣化，在过电压作用下，电容元件将被逐个击穿，击穿到一定数量后保护动作切除电容器，导致电容器无法为配网继续提供电压支撑和无功补偿。若保护未能及时动作，电容器的故障电流可导致箱壳膨胀、破裂，甚至引发群爆等严重事故。因此，实时监测电容器健康状态，可为电容器运行与维护的智能化提供有效支撑，并有助于保证配网运行的经济性和安全性。
　　电容器的投切操作和元件击穿故障均会引起配网电压和电流的明显暂态扰动，通过对这两种诱因引起的暂态扰动进行检测、辨识以及数据挖掘，可实现电容器运行状态(投切状态和健康状态)的在线监测。由于配网电容器具有数量大、分布零散的特点，为所有电容器安装传统的监测和通讯装置获得与其运行状态相关的暂态扰动难以实现，因此，本文提出利用配网关键节点所监测到的实时波形数据，通过检测、辨识其中的暂态扰动并加以分析，获得与电容器运行状态相关的信息，最终实现对电容器运行状态的在线监测。
　　对于电容器投入的暂态分析，考虑到电容器三相开关在实际运行中难以实现三相完全同期合闸的现状，建立了电容器投入三相简化电路，分析了中性点运行方式影响下电容器非同期投入的暂态特征及其变化规律，并对比了其与同期投入暂态特征的差异，同时，还分析了电路三相不对称对电容器投入暂态特征的影响。提出了相应的时域、频域以及时频域相结合的特征提取方法，研究了基于SimpleMKL-SVM的扰动辨识算法，并提出了电容器的定位方法，以实现电容器投入状态实时监测。通过仿真分析和模拟实验，验证了电容器非同期投入暂态特征，三相不对称程度对电容器投入暂态特征的影响，以及电容器投入状态监测方法的可行性。
　　对于电容器投切状态监测，为了解决波形监测装置安装数量与电容器定位精度间的矛盾，并满足同时监测投入状态和切除状态的需求，提出了利用电容器非同期投切所产生的独特三相无功暂态变化监测电容器投切状态的技术方案，给出了不同中性点运行方式配网中的不同类型电容器三相投切顺序和时间间隔的组合编码方法，以及包含基于阈值和误检概率的无功暂态检测方法和电容器三相投切操作、顺序和时间间隔确定方法在内的无功暂态变化解码方法。给出了该监测方法在实际中的具体实施，并分析了该方法的适用性。通过仿真分析和模拟实验，验证了该监测方法仅需要主变出口处的单个波形监测装置，即可对监测点下游各电容器的投切状态进行在线监测，且不受其他无功补偿设备投切以及互感器测量误差和背景噪声的影响，满足系统三相电压不平衡度的要求。
　　对于电容器健康状态监测，考虑到电容器元件击穿故障所引起的微弱稳态电压、电流变化容易受干扰而难以准确测量，提出了利用元件击穿故障所引起的暂态扰动监测电容器健康状态。搭建元件击穿故障的三相简化电路，从时域和频域两个方面分析了元件击穿故障的暂态响应，建立元件击穿故障的暂态扰动特征。研究了合适的时域、频域以及时频域相结合的特征提取方法，采用基于迹.间距的多核SVM算法辨识元件击穿故障的暂态扰动。基于监测装置的安装位置，提出了故障电容器单元的判定方法。基于最坏情况分析法，提出了故障单元健康状态的评估方法。通过仿真分析和模拟实验，验证了元件击穿故障的暂态特征，以及电容器健康状态监测方法的可行性。
　　本文利用配网关键节点所监测到的扰动波形数据，通过检测和辨识与电容器运行状态相关的暂态扰动，实现了电容器运行状态的在线监测，可为电力设备运行状态在线监测的相关研究提供合理且有效的研究思路和方法。