基于脉宽调制技术的直流配电系统具有电能质量高、传输容量大、可靠性高、系统结构简单、经济性好和电能损耗低等优点,尤其适应分布式电源多点接入,能大力促进直流家用电器和直流智能生态住宅的发展,是配电领域新的发展方向。继电保护技术是直流配电系统发展的关键技术之一,起着保障直流配电系统安全可靠运行的重要作用,但现阶段直流保护技术尚处于起步阶段,还没有一个通过实践验证并被广泛接受的系统保护方案。因此,对直流配电系统继电保护技术进行深入的研究有着重大的理论意义和使用价值。首先,本文系统地介绍国内外直流配电系统保护技术的研究状况。总结了直流配电领域保护的研究现状,包括地铁、舰船直流配电的保护和直流配电系统的保护;重点介绍了直流配电系统故障定位和隔离,以及典型直流配电系统的整体保护配置方案;指出了目前直流配电系统保护亟需解决的关键问题和未来的发展方向。其次,概述了直流保护系统的构成,包括直流测量设备、保护继电器和直流保护设备。介绍了直流配电系统的基本拓扑结构类型,并搭建了直流配电系统模型。该模型的搭建为下文的故障特征机理分析和保护原理的验证奠定了技术基础。然后,针对直流配电系统的故障特征机理进行了分析。重点研究了电压源型整流器在发生直流故障后,直流配电系统历经的四大暂态阶段,结合理论分析和故障仿真,验证了故障机理分析的正确性。最后,按照研究历程,重点研究了应用于直流配电系统的三大保护原理,即两段式电流保护、基于R-L模型的距离保护以及纵联差动保护,并结合仿真算例,验证保护原理和保护方案的可行性。研究表明,两段式电流保护适用于末端线路;基于R-L模型的距离保护适用于单线状直流配电系统以及直流配电系统分支节点下游线路;纵联差动保护适用于直流配电系统分支节点上游线路。