半波长交流输电技术(half-wavelength alternating current transmission,HWACT)是指输电距离接近一个工频半波,即3000km(50Hz)或2500km(60Hz)的超远距离三相交流输电技术。由于具有无需无功补偿、无需中间开关站、经济性和可靠性好等优点,半波长输电技术受到了国内外的广泛重视。作为一种高效的远距离洲际输电方式,半波长输电技术在倡导国际互联、洲际互联的全球能源互联网中必将起到重要作用。作为一种新型的超远距离输电方式,半波长输电线路仍有若干技术问题亟待解决。半波长线路保护是实现半波长线路安全稳定运行的重要条件,也是建设半波长线路过程中所必须考虑的问题。本文主要针对半波长输电线路继电保护方面的关键问题进行了深入的研究。首先,研究了半波长输电线路的功率极限和沿线电气量特征,阐明了半波长线路保护需要解决的关键问题,对贝瑞隆方程在半波长线路暂态过程中的计算效果进行了验证,还介绍了半波长线路的物理模拟方法。半波长线路的输电距离远,电气特征与现有特高压线路存在较大差异,常规过电压保护无法满足半波长线路的要求。针对这一问题,本文深入分析了半波长线路稳态运行过电压的影响因素,并提出了一种适用于半波长线路的过电压保护方法。该方法可准确计算出半波长线路的沿线电压最大值,具有良好的动作性能。由于半波长线路缺乏可靠的主保护方法,本文分析了基于贝瑞隆模型的分相电流差动保护应用在半波长线路中存在的问题,并提出了基于多参考点的分相电流差动保护改进算法。另外,在充分利用半波长线路反向故障特征的基础上,本文提出了一种适用于半波长线路的新型故障分量方向保护方法。理论分析与仿真证明,所提出的保护原理均能满足半波长线路在速动性、选择性等方面的要求,可作为半波长线路的保护方法。