高压直流输电具有输电线路成本低、线路损耗小的优点,相比交流输电,在长距离、大功率输电时具有显著的经济优势,近年来在国内得到了广泛的应用。直流保护是其重要组成部分,能够动作于各类故障、元件损坏和开关误操作及其他不正常运行方式,而定值整定与定值的合理性是保证保护系统可靠动作的因素。现有直流保护一般按照被保护设备的位置进行分类,无益于定值整定。本文依据保护的原理、性质及其与设备特性和故障特性的关系,重新将其分类,使其条理更加清晰,并分别提出了相应的整定流程。其中线路保护和差动类保护以反映故障为主要目的,其动作特性与故障量数值紧密相关,针对这两类保护,重点提出了基于故障特征量的整定流程。行波保护是直流线路主保护。仿真分析了不同因素对保护判据动作特性的影响、以及行波剧烈变化时保护逻辑的抗干扰性能,结果表明:故障位置越远、接地过渡电阻越大、降压运行以及换流器退出运行等因素均会造成行波幅值降低、变化率减小。结合保护逻辑之间的配合、判据判定方式、保护配置方案等因素,对其进行定值整定,并仿真验证了定值合理性。同塔双回直流输电技术能有效节约土地资源,近年来得到了一定的发展;本文分析了其电磁耦合关系和线路排布对系统运行、故障特性的影响,仿真研究了同塔线路行波保护的特性。微分欠压保护是直流线路主保护之一,与行波保护互为互补。本文仿真分析不同判据的特性以及故障位置、过渡电阻和运行工况等因素对判据的影响;着重分析了电压微分、电流微分、电压幅值等判据与各类区外故障的联系,为该保护的整定提供了理论依据;并根据不同判据各自特点与功能,分别进行了定值整定,并验证了定值的合理性。由于直流输电系统强非线性性的特点,直流保护整定依赖于软件仿真,整定工作繁琐和耗时、耗力。本文编写了定值整定软件,能够调用PSCAD/EMTDC软件,自动仿真、保存并筛选有效的试验数据;结合相应的直流工程及保护模型,能够对线路保护、差动类保护进行自动整定,极大提高了整定的效率。此外还能实现故障仿真、波形展现等功能,并能够筛选并查看现有的直流工程及保护资料。用RTDS仿真试验验证了本文定值的合理性。