电力系统中的无功补偿与无功平衡,可以改善输电系统的稳定性,提高输电能力,抑制系统过电压。可控电抗器作为一种常见的交流柔性输电设备,在无功调节、电压稳定以及电力负载特性改善等各方面有着广泛的用途。本文详细分析了高压交流输电系统的过电压原理、系统参数对于高压输电线路工频过电压的影响、高压输电线路的无功补偿容量以及可控电抗器的无功调节范围,并介绍了分级式可控并联电抗器的基本结构和工作原理。在此基础上,利用PSCAD/EMTDC软件建立了分级式可控并联电抗器的仿真模型。通过仿真,分析了分级式可控电抗器的稳态电气特性、暂态电气特性,仿真结果说明分级式可控电抗器各容量调节准确,容量切换过程未出现直流分量及容量重合状态,建立的仿真模型是可信有效的；在对可控电抗器可能发生的故障类型进行全面分析的基础上,确定了电抗器的一次保护、二次保护以及中性点电抗器保护配置,确定了装置的保护方案并分析了保护原理；针对可控电抗器二次侧匝间保护灵敏度低的问题,提出零序功率方向保护与负序功率方向保护同时采用的方案,对于零序功率和负序功率方向保护在电抗器匝间短路、电抗器内部接地故障的灵敏度进行了仿真分析,仿真结果说明此种方案可以提高匝间保护的灵敏度和可靠性。