直流输电具有传输容量大、输电距离远、能量损耗小、易于功率调节等技术优势，近年来在我国得到了大规模应用，传统交流电网已逐渐转化成交直流并重的混联电网。由于交直流系统运行深度耦合，故障特性的交互影响给交流和直流系统保护带来了许多问题和挑战。本文结合国家重大专项研究需求，重点围绕交直流混联电网耦合故障特性对继电保护影响以及保护原理改进等方面开展了深化研究工作。
　　论文根据交直流混联电网的基本结构和保护配置，分析了电网发生故障时，交直流复杂耦合故障特性对直流系统保护和交流电网保护的影响，总结了当前保护系统中有待进一步深化研究的主要问题，为保护原理的改进和完善提供指导。
　　交流电网短路是导致直流输电系统逆变侧换流器发生换相失败故障的主要原因之一。针对现有换相失败检测方法存在的不足，根据换相失败的产生机理以及直流电流和阀侧电流在换相失败时的变化趋势，提出了基于直流电流和阀侧电流波形特征比较的换相失败检测方法。该方法可直接利用直流电流和阀侧电流进行检测判断，无需提取控制系统中的关断角信息，易于工程应用。数字仿真结果验证了所提方法的良好性能。
　　换流变压器是连接交、直流系统的关键电气设备。当换流变内外部发生短路故障时，交流电压跌落可能导致直流系统换相失败，其馈出的直流电流易造成换流变铁芯饱和，影响换流变差动保护动作性能。本文分析了换流变阀侧和网侧故障时，换流变铁芯发生饱和的主要原因和影响因素。根据换流变差动保护基本原理，并结合数字仿真，对换流变差动保护的动作行为和可能存在的问题进行了评估和总结。分析结论有助于弥补现有研究的不足，进一步深化对换流变差动保护动作性能的认识。
　　交流电网短路故障会引起直流线路电容放电，造成直流线路电流纵差保护的差流增大。为防止保护误动，工程应用中需延长差动保护动作时间，严重影响保护的速动性。本文根据直流线路内外部故障时，线路两侧电流的波形变化特征，提出了基于开–闭滤波和多分辨形态梯度的纵联电流差动保护新原理。该保护原理动作速度快，无需电容电流补偿，反映接地电阻能力强，且具有良好的抗噪能力。同时，只需通过纵联通道传送逻辑量信号，有助于提高保护动作的可靠性，易于工程实现。
　　论文最后对本文所做工作和取得的研究成果进行了总结，并对后续拟开展的研究工作进行了展望。