在复杂电磁暂态情况下,换流变压器(换流变)零序差动保护动作性能受到一定的影响,严重时存在误动风险。然而,目前对于换流变零序差动保护误动的研究只是现场事故报道和相对简单的分析,复杂电磁暂态下的扰动对其动作性能的影响机理并不完全明确,更缺乏针对性的解决方案。本文从高压直流输电工程中换流变零序差动保护误动的案例入手,对空载合闸励磁涌流和外部故障切除恢复性涌流工况,以及直流输电工程长时间单极-大地运行模式伴随交流系统弱故障工况下,换流变零序差动保护误动机理开展研究,挖掘复杂电磁暂态下零序差动保护用电气量的变化特征及规律,并据此提出针对性的解决方案,提升换流变零序差动保护动作的可靠性。从理论分析和仿真分析两个角度,对换流变空载合闸励磁涌流以及外部故障切除恢复性涌流导致中性线零序电流幅值较大且衰减缓慢的现象进行研究,揭示该类工况下换流变零序差动保护误动原因。通过识别在涌流工况和区内故障时中性线零序电流与自产零序电流波形呈现出的相似性特征差异,提出基于零序电流动态时间弯曲距离的换流变零序差动保护新判据;借助基于工程实际参数建立的高压直流输电仿真模型,对判据有效性进行验证。通过理论计算和推导,研究换流变中性线电流互感器(CT)在直流输电工程长时间单极-大地运行伴随交流系统弱故障工况下的饱和机理,分析该类复杂直流偏磁情况下换流变零序差动保护误动作的风险。根据区内、区外故障时换流变零序差动保护用两侧自产零序电流和中性线零序电流极性差异,提出一种基于S变换相位差的换流变零序差动保护闭锁新判据;借助仿真模型对判据有效性进行验证。