多端直流输电系统能够连接多个交流系统,可以有效地解决输电通道日益紧张等问题,同时当系统采用混合直流输电技术时可以减小换相失败风险,提高受端交流系统的稳定性,因此多端混合直流输电技术是高压直流输电的重要发展方向。多端直流输电系统具有多种运行方式,其中较为特别的一种是双极/单极大地回线并存运行方式,该方式下直流输电系统可以在单站单极停运的情况下保证其余线路输送功率的不减少,因此是极其重要的运行方式。但是由于部分线路的停运,线路拓扑结构将发生变化,直流输电线路中将形成一个不对称T区折射界面,造成线路上原本相互独立传播的模量发生交叉折射,影响以故障暂态行波特性为基础的行波保护的性能。考虑到行波保护一般作为直流输电线路的主保护,其性能直接关系到系统和设备的安全,因此,研究双极/单极大地回线并存运行方式下的行波保护具有重要意义,能够为实际工程提供理论基础。本文以多端混合直流线路双极/单极大地回线共存运行方式(简称双极/单极运行方式)为对象,进行了以下研究工作:(1)根据双极/单极大地回线共存运行方式下直流输电线路的结构特点,结合不对称T区折射界面各侧线路的相模变换,得到电压模量行波从不同线路入射不对称T区折射界面的交叉折射系数矩阵。(2)根据交叉折射系数矩阵,对双极/单极大地回线共存运行方式和常规双极运行方式的故障行波传播特性进行对比分析,结果表明:电压模量行波经T区折射后存在较大差异,且入射线路的运行方式不同将带来不同的影响。此外,结合具体的模量行波保护原理,分别对各站行波保护判据响应情况进行分析:线模量判据受T区折射影响较大,对于双极运行换流站行波保护,经过T区折射,双极运行线路故障判据响应将增大,单极运行线路故障判据响应将减小;对于单极运行换流站行波保护,双极运行线路故障判据响应将减小,单极运行线路故障判据响应将增大,该现象产生原因为单极运行线路末端停运极线路断开形成的不对称折射界面折反射。(3)多端混合直流输电线路具有多段输电线路,将带来输电线路对地模量衰减和线路末端设备对地模量衰减的矛盾,导致行波保护存在拒动风险。因此,本文对以判据功能为基础的整定原则进行修改,并验证其适用性。此外,讨论了双极/单极大地回线共存运行方式和其它常规运行方式共用行波保护定值存在的问题,并对双极/单极运行方式的行波保护进行整定计算。