控制棒驱动机构电源系统是核电厂的重要系统之一,其任务是确保稳定地给控制棒驱动机构的线圈供电,它的运行状况将直接影响核电厂的安全、经济运行。福清核电商运机组的棒电源系统发生多起抽屉越级跳闸事件,导致380V母线失电引起机组瞬态失稳,同时危及关键敏感设备可靠运行。为提高棒电源系统保护装置的可靠性和降低经济损失,对其保护原理、算法和定值进行研究,具有十分重要的意义。本文对保护原理、算法和保护装置两个部分进行研究。对于保护原理和算法而言。仔细分析越级跳闸的原因,本文指出原有的保护配置不足、保护定值不合理,以及保护算法无法去除衰减直流（Decaying Direct Current,DDC）分量引起的计算误差是主要原因。首先优化、调整了各保护原理和定值,然后基于Matlab仿真分析了传统保护算法的优缺点,最后基于半周波延迟采样对全波傅式算法进行改进。优化后的原理和定值更加符合棒电源系统的运行方式;改进后的算法不仅可以完全滤除DDC分量,提高基波幅值、相位计算的准确度,还在滤除过程中避开了衰减参数的计算,易于微机实现。对于保护装置而言。本文利用DSP的高速数字信号处理能力,设计了以TMS320F28335为核心的微机保护装置,首先介绍了核心微处理器的选取原则并设计了相关硬件电路,包括互感器电路、调理电路、AD转换电路、开关量输入输出电路、电源等,然后在Matlab/Simulink中搭建了基于模型设计的软件控制系统,自动生成代码并下载,有效地简化了软件控制系统的开发流程。最后,本文在Matlab/Simulink中搭建了棒电源系统的定值仿真系统,结合半实物测试平台,通过设置相间短路、接地短路、励磁失效、失电等故障,对微机保护装置的保护原理、定值以及全波傅式改进算法进行了验证,结果表明,各保护均能正确可靠动作,配合合理,验证了微机保护装置的可靠性及改进算法的可行性。