随着新能源发电技术在电力系统中的广泛应用以及电网的大规模互联,输电线路的输送容量不断增加,电压等级越来越高,因此,对继电保护的故障切除时间提出了更高的要求。传统的工频量保护是通过延时环节滤掉故障后的电磁暂态谐波,从而利用工频量进行故障识别的,但超高压输电线路的电磁暂态过程较长,使得工频量保护无法做到快速切除故障。另一方面,大量的电力电子器件以及逆变器型电源接入电网,它们在故障发生后会进行快速的响应调节,导致反映故障的电源电动势参数和传输路径参数均发生变化,使得工频量保护的正确动作性能降低。超高压输电线路在故障发生后除工频分量外还含有大量的暂态分量,这些暂态分量中蕴含着丰富的故障信息,若利用这些暂态分量的特征进行线路保护,可以大大提高保护的准确性和速动性。本文在PSCAD/EMTDC中搭建了 500kV交流输电系统的仿真模型,分析初始的波形特征以及母线边界条件对故障暂态分量的影响。本文先从理论上分析了不同母线的折、反射系数表达式以及故障行波在输电线路上的传播过程,总结出了母线边界条件对故障暂态分量的影响,母线对较高频率的分量有很强的衰减作用,而频率较低的分量在透射过母线时几乎不发生衰减。在PSCAD中对输电线路的暂态过程进行多时间尺度分析,大量仿真结果证明故障后3ms内的数据暂态特征最明显。由于线路边界对高频分量有较强的衰减作用,当输电线路的区内、区外发生故障时,保护安装处检测到的故障暂态分量有很大差异,基于此特征提出了区内外故障识别新方案。本文提出利用同步挤压小波变换对故障信息进行处理分析,可以得到任意所需频段的信号,与现有的离散小波变换相比大大提高了频率划分的精度,避免了频谱混叠现象,并且无需进行小波基的选择。仿真结果表明,该保护方案不受故障情况的影响,能够有效判别区内外故障。对于多出线的交流输电系统,本文提出利用双端量进行故障判别。对于非故障线路其保护安装处检测到的故障暂态分量是经过母线的衰减透射进来的,其中高频段的能量值大幅降低,远低于故障线路。利用此特征构成故障判别的保护方案,在同一母线上对各出线的高频能量值进行比较,选出故障线路。由仿真结果可以看出,本文所提的基于故障暂态分量的故障判别方案具有较强的适用性,在不同故障类型、不同故障位置、不同过渡电阻以及不同的故障初相角等情况下均能快速、准确的识别出故障线路。