电力电容器是电力系统中广泛应用的无功补偿设备,具有成本低,易操作等优点,在改善功率因数、保障电压质量、减少电能损耗、提高系统输送电能力和增强系统稳定性等方面具有重要作用。电容器相对复杂的工作环境可能会导致各种早期故障,若故障发展到一定程度将威胁电容器的安全和电力系统的正常运行。因此,为了及时发现电容器早期故障,保障电力系统的正常运行,有必要对电容器的在线监测和健康状态评估进行研究。在电容器的各项关键参数中,电容值和介损角可以反映电容器的多种早期故障,通过在线测量这两项关键参数即可实时反映电容器健康状态。现有方法主要通过稳态波形测量电容值和介损角,测量精度受非同步采样影响,而且由于稳态波形中信息有限,在测量时难以将互感器的误差考虑在内,不利于现场实际应用。相比于现有方法中使用的稳态波形,暂态波形中的频率信息更加丰富,本文通过参数辨识方法对暂态波形进行分析,在考虑互感器误差的前提下测量电容值和介损角。在电容器健康状态评估方面,相关研究在量化电容器的健康状态时面临困难,本文通过条件数为电容器健康状态评估提供量化依据。为充分利用暂态波形中频率信息的丰富性,减小互感器误差和非同步采样对测量精度的影响,论文研究了基于电力电子扰动信号的测量算法。在PT二次侧安装晶闸管制造扰动信号,通过正则化算法求解系统谐波阻抗,然后将系统谐波阻抗代入到考虑互感器误差的等效电路中,建立电容值和介损角测量方程,通过遗传算法与L-M法相结合进行求解。研究表明,此算法精度较高,对迭代初始值要求较低,基本不受频率波动和谐波影响,但是对采样频率的要求较高,与两种代表性方法进行对比,测量精度不受互感器误差限制。针对基于电力电子扰动信号算法需要安装晶闸管而且测量过程较为复杂的问题,论文研究了基于电容器投入暂态的电容值和介损角测量算法。根据电容器投入暂态建立方程,利用内点法求解电容值和介损角,通过加入小波去噪环节减小噪声的影响,并提出了基于灵敏度分析的测量频率选择方法,进一步提高测量精度。研究表明,此算法的测量精度基本不受频率波动和谐波的影响,与基于电力电子扰动信号算法相比,受迭代初始值影响较大,但是降低了对采样频率的要求,增加了抗噪声能力,与两种基于稳态的现有方法进行对比,此算法不仅受互感器误差影响较小,还可以通过选择测量频率提高精度。为建立评估电容器健康状态的量化依据,论文研究了一种基于条件数的评估方法。利用矩阵提出了电容器串联、并联和复杂接线下各种击穿状况的描述方法,分析了条件数与电容器健康状态之间的关系,并建立了基于条件数的评估依据,对不同击穿情况的威胁程度进行排序,然后对电容器健康状态打分。研究表明,通过对比电容值的理论值和测量值可以有效确定当前电容器的击穿状况,基于条件数的电容器健康状态评估结果符合现场运行经验。论文利用暂态波形丰富的频率信息,在线测量电容值和介损角,测量精度基本不受非同步采样影响,与其他代表性方法相比,受互感器误差的影响程度显著减小。在得到电容值测量结果后,即可确定电容器击穿状况,论文利用基于条件数的评估依据对不同击穿情况下的电容器健康状态进行评估,评估结果符合运行经验。本文研究工作可以为电容器在线监测和健康状态评估研究工作提供参考,对保障电容器的正常运行,提高电力系统可靠性等方面具有积极意义。