高压直流输电工程在我国得到大范围应用的同时,其复杂多变的电气特性和灵活迅速的控制特性也为电网的安全稳定运行带来了挑战。换相失败作为直流系统最常见的故障之一,将对基于传统交流特性的保护策略造成影响。因此,本文围绕交直流系统中交流线路故障引发换相失败场景,对交直流互联系统中换相失败的识别方法、交流线路保护、自适应重合闸方法进行了研究,此外还对直流输电线路的故障重启策略进行了研究,仿真结果验证了方法的正确性。本文取得成果总结如下:针对换相失败的机理分析及判别问题,提出了一种基于换相期间能量转移特性的换相失败判别方法。通过对晶闸管的关断特性以及换流器换相过程进行分析,揭示了换相过程的本质是电感存储能量的转移过程,进而构建了基于换相能量的换相失败判据。在此基础上,求解了避免引发换相失败的暂态电压幅值和相角范围,为实际运行提供了参考依据。利用PSCAD搭建仿真模型对所提方法进行了验证,本方法能够准确判别换相失败,且不受故障类型影响,测量数据少,计算简单,具有较高的实用性。针对交直流互联系统中交流线路广域保护问题,提出了基于参数识别的交流线路时域距离保护方法以及基于能量的交流线路自适应重合闸方法。利用微分方程对故障距离和过渡电阻进行参数识别,实现交流线路保护。针对故障切除后交流线路重合闸问题,利用线路全相信息、两端信息,建立了不带并联电抗器线路上正常相与故障相间的时域耦合关系,进而构造了区分瞬时/永久性故障的能量判据,并构建了交流线路自适应重合闸策略。基于PSCAD软件的仿真验证表明,提出的保护方法不受换相失败的影响,具有较高的准确性,基于能量的故障性质判别方法能够准确判别故障性质以及熄弧时间,具有原理简单、判别迅速等特点。针对直流线路故障性质判别问题,提出了直流线路的自适应故障重启策略。对系统移相后整流侧电压变化原理进行分析,得出瞬时和永久故障下整流侧直流测量电压的不同变化特征。根据分析所得变化特征,基于最小二乘法对整流侧电压变化曲线进行拟合,利用拟合计算误差构建故障性质判据对故障进行判别。最后利用PSCAD软件搭建了直流系统的仿真模型,验证了所提自适应重启策略的有效性和准确性,该方法不受过渡电阻大小影响,易于实现。