随着我国现代电力系统规模的日益扩大，输电线路的传输功率以及电压等级的不断提高，超高压输电线路已经逐渐成为电力系统的骨干网络。输电线路发生故障后，需要迅速准确地判别出故障类型以及测定故障点位置，以防止故障范围的扩大，保证整个电力系统能够安全运行。本文针对电力系统中输电线路最为常见的短路故障进行研究，并对国内外各种故障选相和故障定位的方法进行了深入的比较和分析。根据信号的故障特征信息，通过对小波能量熵和支持向量机理论的综合应用，实现了输电线路的故障选相，以及利用信号奇异性检测原理结合输电线路电流行波的传播特性，确定了一种不受行波波速影响的输电线路故障定位的方法。输电线路发生故障后，其暂态过程中包含了大量的故障特征信息，而故障选相的主要内容就是将这些信息提取出来，并且进行有效的模式识别。小波能量熵理论结合了小波时频分析的独特优势和信息熵对复杂程度的统计特性，能够对故障特征信息进行深入的分析。同时，利用支持向量机对故障特征信息进行处理，能够得出其内在的规律，准确地判别出各种故障类型。输电线路发生故障后，将会在故障点产生向母线两端传播的电压、电流行波信号，而行波在传播过程中遇到波阻抗不连续点时，将会发生反射和折射现象。单端法就是根据母线检测端对检测到的一系列行波波头的时间关系进行分析，准确计算出输电线路故障点的距离位置。利用Matlab仿真软件建立具体的超高压输电线路模型，采用上述的方法对输电线路的各种短路故障进行仿真实验。仿真结果表明，本文所采用的故障选相以及故障定位方法是有效的和可行的，且可以不受运行方式、过渡电阻、故障初始角、行波波速的影响，具有较高的可靠性和精确性。