在现代社会中,传统交流配电网正面临着供电走廊紧张、供电能力不足和设备开断能力不能满足大容量需求等一系列问题。而含有直流的交直流配电网在输送容量、可控性以及提高供电可靠性等方面具有更好的性能,可有效缓解目前传统交流配电网所面临的问题。目前直流配电系统的研究尚处于初步阶段,在保护技术、结构设计、故障诊断等方面还有大量工作要做。因此,研究交直流配电网的故障情况及保护问题有利于促进交直流配电网的可靠稳定性运行,对城市配电网的建设具有重要意义。本文以典型双端交直流配电系统为研究对象,首先针对以单极大地回线方式运行的背靠背系统,分析了其直流侧单极接地故障特征,将故障过程分为电容放电阶段、自然换向至稳态阶段,并讨论了电容大小对放电电流的影响。其次,针对双极运行的背靠背系统,分析了其换流器交流出口单相接地故障特征,并讨论了直流侧接线方式、电容及电抗器参数对故障特征的影响。进一步研究了系统参数对继电保护的影响,总结出线路越长、滤波电抗器越大、电源内阻越大,越容易引起保护误动的规律,并基于DIgSILENT/PowerFactory仿真软件对以上分析进行了仿真验证。最后,基于交直流侧故障特征研究了电容电流变化率保护、直流母线低压保护及采用超导限流器的保护方案。