由于架空线具有突出的经济优势,在未来的柔性直流电网中具有广阔的应用前景。然而,相比于直流电缆,架空线发生故障的概率更高。大量运行实践表明,架空线路的大多数故障是瞬时性的,为了提高系统供电的可靠性,必须为直流断路器配置有效的重合闸方案。现有的自动重合闸策略采用直接完全闭合直流断路器的方式,若重合于永久性故障,会使得直流电网遭受严重的二次过流冲击。本文重点分析了永久性和瞬时性故障下的机械式直流断路器残余电压特性。在此基础上,提出了一种适用于柔性直流电网的机械式直流断路器的自适应重合闸方案。理论分析表明,所提出的重合闸策略不仅可以可靠地识别故障性质,而且可以将永久故障下的二次冲击电流限制在可接受的范围内。提高了直流电网供电可靠性的同时大大降低了直流断路器连续断流能力的要求。基于PSCAD/EMTDC的仿真测试验证了理论分析的正确性以及所提方案的可行性和优越性。基于残余电压的自适应重合闸策略实现了瞬时性故障下故障线路的快速供电恢复。对于永久性故障,实现精确的故障测距则是确保电力系统故障快速排查并清除的关键技术。为此,基于行波固有频率的故障测距方法在常规直流输电系统中具有突出的技术优势,但是通过分析发现,柔性直流电网故障行波固有主频率低、可利用数据窗短,导致基于固有频率主成分的测距算法存在较大误差。针对上述问题,提出在故障断流并经过延时后通过重合残余电流开关产生足够长数据窗的暂态电压。在此基础上,提出了主/次频迭代计算/校验式测距算法。与传统利用故障初期固有主频实现故障测距的方法相比,所提出的测距方法能够显著提升故障测距精度。