近年来,随着我国经济持续快速发展,对电力的刚性需求也日益增大。传统交流输电已难以满足国内电力发展现状,同时由于我国能源和负荷地理分布极不均匀,促进了高压直流输电技术的快速发展。在直流系统中,由于线路较长,在工程实际中直流线路故障占总故障比例的50%,开展直流线路保护相关研究有着极高的研究意义。随着高压直流输电的电压等级不断提高,相关的保护问题也日益显现,而目前直流输电线路保护还不够成熟,保护形式较为单一和固定,有必要对现有保护及新型保护应用进行更加深入细致的研究。首先建立了三华电网中向家坝(复龙)-上海(奉贤)±800kV高压直流(以下简称“向上”直流)的详细模型。模型中包含直流系统的各环节参数并考虑了直流线路整流、逆变侧交流系统的实际线路参数,对交流系统进行了等值,从而搭建完整直流系统模型,同时利用模型模拟了换相失败故障,验证了模型控制系统的准确性,为下一步各类保护的研究奠定基础。结合数字仿真对现有的高压线路行波保护进行了分析讨论。目前直流线路的主保护为行波保护和欠微分电压保护,利用现有ABB公司提供的行波保护算法及保护判据,在各类故障情况下验证了行波保护的有效性,同时对实验结果进行分析与总结,指出了行波保护存在的问题及发展方向。探讨了输电线路等传变距离保护在高压直流线路的应用,结合数字仿真分析了保护的性能和存在的问题。距离保护在高压交流系统中应用广泛且算法稳定性好。但在直流系统中,由于直流线路较长,常规距离保护不适用于直流系统。提出一种等传变理论的新型距离保护算法,并在搭建好的“向上”直流中进行算法验证,讨论了各种故障类型下算法的表现性能,为直流线路保护提供一种新的研究方向及思路。