高压直流输电由于输送容量大,输电距离远,近年来发展迅速,已经成为我国电力系统重要的组成部分。其主要的传输导体为架空线,线路距离长,走廊环境复杂,容易受到天气影响,是直流输电系统故障率最高的元件。行波保护,作为现有直流输电线路主保护,虽然动作速度快,但灵敏度低,耐受过渡电阻能力较差。提高直流输电线路行波保护的灵敏性对于直流输电系统安全运行具有重要意义,故本文针对该问题进行了深入研究。首先,基于PSCAD/EMTDC离线电磁暂态仿真平台,建立了双端高压直流输电系统仿真模型,进行了多组接地故障仿真,对传统极波变化率保护效果进行了系统分析。其次,针对直流输电线路行波保护整定中,采样点选取不同带来的故障指标值的波动问题,以小波变换保护算法为例进行了系统分析。对于同一个连续的故障行波,对应无数组不同的离散采样序列。研究发现,不同的采样序列,故障指标值的波动范围可达到数倍之多,因此需要在保护整定阶段避免采样序列选取造成的故障指标波动问题。论文提出通过小步长仿真,利用多重采样法可对故障指标值的波动范围进行准确的估算,这对实际工程的保护整定工作具有一定的参考意义。最后,针对传统极波变化率方法灵敏度低,而小波变换方法计算复杂的问题,论文提出了一种新型行波保护方法。新方法在数学原理上,对传统极波变化率方法进行了扩展,称为广义极波变化率方法。仿真算例表明,广义极波变化率方法,灵敏度远高于传统极波变化率方法。存在过渡电阻时,其灵敏度也略高于小波变换方法。新方法在线运行时每次计算量仅仅比传统极波变化率方法多数次乘法和加法运算,计算代价增加极小,远小于小波变换方法。新方法对于实际的直流输电工程的保护整定,具有重要的参考价值。