微机继电保护在电力系统中得到了广泛应用,其核心技术是信号处理。微机保护装置普遍采用傅里叶算法提取测量信号的基波分量。但是,傅里叶算法无法反应信号的时域特性,处理具有局部特性的非平稳信号能力较弱,性能受衰减直流分量和分数次谐波分量影响较大等不足之处,大大降低了传统微机保护算法的快速性和准确性。因此,基于信号处理技术研究新的微机保护算法具有十分重要的意义。本文基于卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波、小波变换、数学形态学滤波这几种经典的信号处理方法,研究了输电线路微机保护新算法。首先提出了小波-卡尔曼滤波和形态学-卡尔曼滤波两种微机保护算法。该算法利用小波或数学形态学的多尺度变换功能对采集信号进行分解,得到滤除了部分暂态噪声的平滑信号和包含测量噪声的细节信号。平滑信号用于更新卡尔曼滤波器的测量值,提高了滤波器的收敛速度,细节信号用于计算测量噪声的统计特性,提高了滤波器的收敛精度。再利用卡尔曼对滤除暂态噪声的信号进行处理,实时估计出信号的基波分量。然后,针对基于线性卡尔曼滤波的微机保护算法对信号频率偏移敏感的问题,提出了基于无迹卡尔曼滤波的输电线路微机保护算法。算法考虑故障信号的频率和直流偏移量,建立了非线性的数学模型。采用无迹卡尔曼滤波基于非线性模型估计出信号频率、直流偏移量以及基波分量。最后,将数学形态学滤波和无迹卡尔曼滤波结合提出了形态学-无迹卡尔曼滤波算法。在MATLAB/Simulink环境下进行多个算例的仿真,仿真结果证实了所提出滤波算法的有效性。