随着我国新型电力系统的建设和大容量远距离输电的发展,串联电容补偿技术得到了广泛应用,串联电容补偿技术可以有效补偿线路电感从而大大提升线路输送容量。但串联补偿电容的接入可能引起电流反向、电压反向、低频暂态分量等区别于普通线路的故障特征,给串补线路的应用和保护带来了不利的影响;另一方面串补线路保护需要在线路投运启动过程中对电流极性进行校验,然而存在无负荷极性校验的难题。上述问题均严重影响保护的灵敏度和可靠性。本文基于串联电容补偿装置的工频等值模型和集总参数的线路模型。通过理论分析和仿真测试对串补线路故障时电压电流特征和传统保护的适应性进行了研究,分析了串补度、过渡电阻等因素对保护的影响,指出分相电流差动保护和零序差动保护均存在高阻故障下电流反向时灵敏度不足的问题;传统单端保护测距算法存在精度降低的问题。针对串补带来的差动保护灵敏度降低的问题,提出了一种基于模型参数辨识的串补线路纵联保护原理:将串补等值阻抗作为辨识参数（称为辨识阻抗）,采用线路两端电压电流基于串补设备工频等值模型和分布参数线路模型构造参数辨识方程,利用辨识阻抗在区外故障时与串补等值阻抗相等、区内故障时与串补等值阻抗有显著差异的特征实现高灵敏度串补线路纵联保护。该保护原理不受串补本体保护的影响,对系统运行方式变化的适应能力强,有效解决了差动保护因高阻故障下电流反向而灵敏度不足的问题。新型纵联保护与传统电流差动保护相配合,可构成完善的串补线路主保护方案。针对串补使得传统单端保护测距算法精度降低的问题,提出了一种基于故障暂态量的串补线路单端保护精确测距算法:以故障分量网络为基础,线路采用贝瑞龙模型,将线路末端的串补和系统等值为电容、电阻和电感的串联,以故障位置、过渡电阻以及对侧系统阻抗作为待求变量,考虑了对侧系统注入电流,并利用非故障相电气量避免MOV非线性的影响,基于暂态电流丰富的频率量可准确求解故障距离。该测距算法不受过渡电阻、系统运行方式、串补的影响,有效解决了串补线路的测距问题。基于芯片化保护高性能优势,该算法有望作为测距元件应用于距离保护中。为防止电流互感器极性接线错误,针对串补线路投运启动过程中电流极性校验困难的问题,首先分析了有负荷和无负荷下利用线路稳态电流进行极性校验的边界限制条件;进而针对不满足限制条件下无负荷极性校验困难的问题,提出了一种基于线路空充暂态电流的保护极性校验方法。该方法先利用幅值较大的本端暂态电流对保护极性相序的正确性进行初判,再通过线路本端暂态电流和测量电压基于线路结构计算对端暂态电流来实现本端保护电流极性错误相识别。保护极性正确时对端计算电流理论上为零,保护极性错误时会呈现较大的幅值。该方法有效解决了传统极性校验方法在负荷不足时无法校验的问题。仿真和录波验证了该方法的有效性,并已纳入工程应用方案。