直流输电线路距离长,跨越地区的环境较为复杂,发生故障的机率大,然而,实际工程表明直流线路保护正确动作的正确率仅50%,而近一半的直流线路故障是由控制系统动作完成的。与传统交流继电保护不同,直流线路保护必须计及控制系统动态响应时间约束。对于直流线路新型保护方法的研究,有两条主线：第1条主线是仍然采用解析法来构造直流线路区内、区外故障识别的方法。但该保护算法有别于现行的直流保护,即采用电气量的相对变化量来构造保护判据。第2条主线是基于数理统方法,在计及多种故障条件下,提取故障特征,并利用其构建保护判据。该保护算法最大的特点就是可以不断复用历史数据来完善保护的性能。对于接地线路的故障测距问题是采用已有的故障录波数据,开展故障测距算法的研究。本文的主要工作如下：滤波器支路量测端获取到的电流是由故障引起的,不含有正常运行时的负荷电流,能更好反映故障特征,故利用其构成的保护判据的可靠性和灵敏性更高。采用分形盒维数和多重分形谱定量的描述区内、区外故障下滤波器支路量测端获取到的电流波形,构成的保护判据可以耐受高阻。在现行的直流保护采样率下,采用PCA算法定量的描述和刻画故障位于不同位置下于量测端观测到的一段时间内的时域电压波形,并构造无需定值的保护判据。该保护方法可以改善由于采样的离散性或者线路发生了过渡电阻稍高的高阻故障时,现行行波保护拒动的情况。同时,该保护方法可以复用历史故障数据,用以不断的完善保护元件,提高保护的可靠性。正向短路与反向短路故障的瞬时电流曲线本身能够刻画短路故障的方向,采用PCA聚类分析方法来定量的刻画故障发生方向,并构成PCA方向元件。分别于整流侧和逆变侧各配置一个PCA方向元件构建新型的纵联差动。该纵联差动保护所需的时间较短,故控制系统不会先于纵联保护之前响应,且线路发生高阻故障时,可以可靠的动作,很好地完善现有的后备保护。当直流一极线路遭受故障时,故障极量测端检测到的故障电压于一段时窗内总体趋势是跌落的；而当该线路未故障,另一极线路故障,其故障电压分量总体上是围绕时间轴变化的。现将“该线路故障”和“该线路未故障”于该线路量测端观测到的时域电压波形特征采用PCA聚类分析来描述和刻画,并构建了基于极线电压PCA聚类分析的直流输电线路故障选极元件。同时可以结合PCA聚类分析的故障识别元件,成为一种新型的直流线路主保护。若将其与现行的直流线路行波保护配合,配置于直流线路中,可以提高直流线路保护的品质。在目前现场实际故障录波装置6.4kHz采样率下,分析了接地极线路故障时,量测端获取到的电压、电流所含的主要频率成分,并选取600Hz的电压和电流量用于故障测距。采用故障前的数据,得到极址电阻的阻值。在此基础上,采用单侧数据,推导了基于双端原理的接地线路故障测距算法,并讨论在全线长范围内该测距算法的精度。