当前我国电网朝着高电压、远距离、大功率的方向发展,而土地资源匮乏限制了输电走廊,使得同塔线路日益增多,交直流同塔线路作为一种新型同塔形式,也必将得到应用。目前,关于交直流同塔线路运行特别是交直流同塔跨线故障的研究很少。交直流电气特征差异较大,交直流跨线故障下故障特征更加复杂,将对直流保护和交流保护构成严重挑战,关系到电网系统安全稳定运行。而目前的交直流保护系统均未考虑过交直流同塔线路运行的情况。针对上述情况,本文以交直流保护系统为研究对象,基于PSCAD/EMTDC软件搭建交直流同塔运行仿真模型,对交直流跨线故障时直流行波保护、交直流跨线保护以及交流电流差动保护、零序电流保护的动作特性以及交直流保护间时序配合等问题开展研究。交直流跨线故障时,直流系统电气暂态特征与直流线路故障的暂态特征相似。仿真发现,行波保护在交直流跨线故障时仍能及时动作。但与直流线路故障不同,交流电压作用下,行波保护受交直流跨线时刻影响,同时不同故障位置下直流两站检测的特征量不同,因此还受故障位置的影响。对于交直流跨线故障,行波保护动作率偏低。交直流跨线故障后,交流电流进入直流系统,将在直流两端检测到交流电压电流分量,利用这一故障特征构造交直流跨线保护。通过仿真不同直流功率、不同交流电压不同故障位置、不同故障类型下的跨线故障,总结交直流跨线保护特点,并指出现有交直流跨线保护判据、定值、延时设置不合理,提出优化措施。结合交流保护动作情况,对其保护出口进行修改,使跨线故障后,直流系统能够及时线路重启,恢复正常运行。通过仿真,梳理了交流系统电流差动保护、零序电流保护在不同的交直流跨线故障下的动作情况,指出不考虑CT直流饱和现有交流保护能在跨线后及时动作。同时,根据交流电网和直流电网的特点,提出交直流保护时序协调思路,优先保证直流系统正常运行,再利用交直流跨线的故障特征对其加以识别,优化交流断路器重合闸系统投退逻辑,在保证直流稳定运行的情况下尽可能的缩短交流线路停运时间。本文研究成果为设计人员和现场运行人员对于交直流同塔线路运行情况,直流保护故障分析的思路、方法提供了参考,同时为交直流系统继电保护设计、运行、时序配合提供了参考建议,对于区域电网安全稳定有着重大意义。