随着我国国民经济的发展和城镇化进程的推进，城市用电负荷快速增长，由此对电缆线路的传输容量提出了更高要求。为了充分发挥原有电缆的作用，降低扩容成本，采用新增电缆与原有电缆并联运行的增容方式已逐步在工程实际中得到推广应用。由于并联运行的多回电缆相距较近，不同回路电缆间的电磁耦合较强，特别是共相并联的特殊结构，给并联电缆的运行和继电保护带来了许多新的问题和挑战。本文结合工程应用需求，重点围绕并联电缆运行特性分析与优化以及继电保护性能评估与改进等方面开展了系统的研究工作。本项研究对提升并联电缆的运行效率，保证电缆运行安全，提高电网供电可靠性具有重要的理论和现实意义。
　　电缆并联运行时，不同电缆回路之间耦合影响的差异，可能导致负荷电流在并联电缆间出现不均匀分配，进而降低负载容量利用率。本文根据并联电缆的结构特点，从通用性角度，提出了一种并联电缆负载容量利用率计算方法。以此为基础，通过所构建的均流矩阵，从理论上确定了不同布置形式下实现负载容量利用率最高的相序排列方式，并进行了仿真验证。分析结论对提升并联电缆的输电效率具有重要指导作用。
　　电缆芯线流经负荷电流时，会在自身和其他电缆金属护套中感生电压，并联运行下，不同回路感生电压相互叠加，可能超出工程规范要求。本文针对现有研究的不足，综合考虑不同布置形式下负荷传输容量差异性和电流分配不均衡性，提出了一种多回路并联电缆护套感应电压改进计算方法，并对不同金属护套接地方式和布置形式下的并联电缆护套感应电压进行了计算分析，总结了影响感应电压的主要因素，给出了降低护套感应电压的工程应用建议。
　　电缆线路换位困难，参数不对称度本身相对较高，并联运行下，排列方式的不合理将进一步加剧参数不对称程度，影响电网供电质量和设备运行安全。本文采用负/零序电流与正序电流的比值表征并联电缆参数不对称度，并根据负/零序电流对电网运行可能带来的危害，进行权重分配，据此提出了一种并联电缆参数不对称度计算方法。基于该方法，研究了不同布置形式、相序排列方式、金属护套接地方式及电缆回间距和相间距对并联电缆参数不对称度的影响，提出了改善并联电缆参数不对称度的措施。
　　并联电缆运行特性涉及负载容量利用率、护套感应电压和参数不对称度等诸多方面，且均受电缆布置形式的影响。本文利用层次分析法，根据各运行特性参数对并联电缆和电力系统的影响程度构造判断矩阵和重要性权值，据此建立综合评判指标。在此基础上，结合工程实际，以双回电缆并联运行为背景，系统分析了不同布置形式和相序排列方式下并联电缆的整体运行性能。分析结论可为并联电缆优化设计提供重要参考。
　　在工程实际中，为降低扩容成本，并联电缆常采用共相并联的结构形式。由于电流互感器可测量的是并联电缆的合流，当电缆内部发生故障时，健全回路的助增或分流作用将直接影响继电保护的动作性能。本文根据并联电缆保护的典型配置方案，从理论研究和数字仿真等不同角度，系统分析了共相并联电缆特殊结构对距离保护和纵联差动保护的影响，针对存在的主要问题，提出了改进方案，有效提升保护整体性能，更好保证并联电缆运行安全。