多端混合直流输电系统可以提供更大容量、更加经济和灵活的输电方式,同时结合了常规直流和柔性直流的技术优势,在未来电力系统发展将占据重要地位。直流线路保护是直流系统安全稳定运行的重要保障。然而,与传统两端高压直流系统相比,多端混合直流采用不同原理的换流站对直流侧故障的控制策略不同,并且直流线路的拓扑结构更加复杂,存在多个T接汇流母线,因此,研究多端混合直流输电线路故障特征及保护原理具有重要的理论和工程指导意义。本文以多端合直流输电线路保护为研究对象,进行了以下研究工作:(1)对LCC和MMC暂态行波等值特性进行了研究,在此基础上对线路上、线路末端以及T接汇流母线处的行波折反射规律进行推导,利用仿真与理论计算值对比验证了推导的正确性。然后对T接汇流母线折射传递函数进行频域分析,得到结论:T接汇流母线对故障暂态行波中低频分量有大幅削减,对高频分量无明显影响,呈现带阻特性。最后分析了T接母线等值参数对T接汇流母线处折射传递函数的影响。(2)结合多端混合直流输电线路在T接汇流母线处行波折射特点,利用PSCAD/EMTDC所搭建的仿真模型,比较了多端混合直流线路故障时与双端系统的差异性,分别对基于极线电气量的行波保护和基于极波模量的行波保护动作特征量的影响展开研究。仿真结果表明:T接母线接入不会对基于电气量变化率的保护动作特征量造成明显影响,单端量行波保护能够适用于多端混合直流线路,但是会削减基于电气量幅值的保护动作特征量,可能会导致行波保护拒动。(3)分别分析了多端混合直流线路在不同区域故障时的暂态电流极性特征和中低频能量特征,在此基础上提出了利用暂态电流小波变换模极大值极性比较和利用小波变换暂态电流能量差两种不同的故障区域识别方法,利用PSCAD/EMTDC所搭建的多端混合直流输电线路模型验证了所提方法的正确性和有效性。最后,给出了线路故障后故障区域识别与保护逻辑配合实现故障线路隔离的策略。