高压直流输电(HVDC)以其在远距离、大容量输电中所独具的优越性受到电力工程界的重视,但随着换流器这一大功率、非线性电力电子元件的引入而在系统中产生了大量的谐波。电力系统中对谐波的抑制多采用单调谐和高通滤波器,而在HVDC系统中,采用双调谐滤波器是较好的选择。本文从双调谐滤波器的结构和保护两方面出发,在传统双调谐滤波器基础上,提出了另外两种结构的双调谐滤波器,即双电感并联型双调谐滤波器和双电容并联型双调谐滤波器。这两种双调谐滤波器有两个谐振频率,同时可以吸收两个频率的谐波,所以越来越多地被实际工程所采用。文中对双调谐滤波器的特性和参数进行了分析计算,用等效设计法和参数法设计了该两种结构双调谐滤波器的参数,用PSCAD软件对其滤波效果进行了仿真,并分析了滤波器元件的暂态性能。在此基础上,研究了该两种双调谐滤波器的直流保护方案,其中高压电容器不平衡保护和电抗器匝间短路保护是滤波器保护研究的重点。本文用C8051F005单片机对直流双调谐滤波器的故障进行检测,并对故障状态发出警告信息。C8051F005单片机的CIP-51核采用流水线结构,与标准的8051结构相比,指令执行速度有很大的提高。滤波器保护程序主要有信号采样、故障计算程序和液晶显示三个部分,其中显示部分的作用是将直流滤波器的运行情况反映于人机交互界面,提醒工作人员进行相应的处理。