随着经济社会的快速发展,区域电力负荷需求日益增长,交流配电网面临输电走廊受限、供电容量不足、分布式能源接入、电能质量降低等问题。对此,中低压直流配电网概念得以提出并逐渐为人们所接受。不过,直流配电网中线路故障及其继电保护又成为其中的一个新问题,不能照搬现有点对点传输模式高压直流输电系统中的线路保护方案,解决不好将制约直流配电网的健康发展。因此,对直流配电线路进行故障分析进而有针对性地研究线路保护,具有十分重要的理论意义和工程应用价值。本文在分析直流配电系统构成及其运行控制方法的基础上,首先研究了单电源多级直流馈线上发生不同类型短路时的故障特征,利用短路故障各个发展阶段下的等效电路分析了馈线电流及其变化情况,提出直流馈线发生各类型故障后流过极线、中性线的电流大小及其变化率构成保护判据,并通过判据的配合确保多级直流馈线继电保护与直流断路器动作的选择性。然后,区别多电源与单电源的直流系统,分析不同控制方式下换流器的故障等效电路,以故障电流大小及其变化率为判据动作于直流断路器,并配合换流器的限流,研究了多电源直流配电网的线路保护方案。最后,在电力系统实时仿真平台RT-LAB上分别搭建了单电源、多电源直流配电系统及其保护模块的Simulink仿真模型,进行了线路上不同类型、不同位置、不同过渡电阻下故障仿真,大量测试了前述以故障电流变化率为核心的直流配电网线路保护算法,结果表明所研保护在各种故障情况下能够准确地判别并快速地切除直流配电网的故障部分。这些研究将为直流线路保护的研发乃至直流配电网的发展提供理论支撑和应用参考。