高压直流输电是远距离大容量电能输送的一种重要方式，然而受换流器结构的限制，传统高压直流系统存在换相失败等固有缺陷。整流侧采用电网换相换流器（LCC）、逆变侧采用电压源型换流器（VSC）的LCC-VSC混合直流输电系统既能够避免换相失败的发生，同时相较于纯柔性直流输电系统可降低成本，是未来高压直流输电的重要发展方向之一。由于LCC-VSC混合高压直流输电系统两端结构不对称，故障后的特征与传统的直流输电系统相差较大，传统的直流输电线路保护方案在混合直流输电系统中不再适用，因而必须研究适用于LCC-VSC混合高压直流系统的线路保护方案。本项目针对LCC-VSC混合高压直流输电系统，通过对线路边界的频率特性、线路区内外故障的特征进行深入分析，研究了适用于混合直流输电系统的线路保护原理并构建了完整的保护方案。具体工作如下：在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台建立了详细的LCC-VSC混合直流输电系统电磁暂态仿真模型，并提出了一种模块化多电平换流器的快速仿真模型。分析了现有高压直流输电系统线路保护在混合直流输电系统中的适应性，指出传统直流输电线路保护应用于LCC-VSC混合直流输电系统中的最大问题在于：当VSC一侧线路限流平波电抗器较小时，整流侧单端量主保护难以区分对端线路区外故障和线路区内末端故障及高阻故障情况。通过理论推导和仿真实验，对线路两端边界的折反射频率特性、区内外故障特征、线路极间耦合特性进行了深入分析。在此基础上提出了多种利用单极单端信息的故障选极原理和利用双极单端信息的故障选极原理，提出了基于反行波变化量的单端量主保护新原理、基于线模首行波电压回升比的超高速单端量主保护新原理，并提出了基于电流故障分量极性特征的纵联保护和基于混合方向元件的纵联保护作为线路后备保护。仿真测试表明所提的保护原理在速动性、选择性、耐受过渡电阻等方面具有良好的性能，所提超高速单端量主保护新原理的故障选区速度理论上最快仅需数十微秒、且保护性能受过渡电阻影响较小，很好的解决了现有保护存在的问题。 2100433B