输电线路在传输电能的过程中肩负着重要责任,是组成电力系统的命脉。对输电线路进行快速准确的故障定位,是电力系统稳定运行的重要保障。随着信号处理技术的不断发展,行波法在输电线路故障测距方面取得了进步,然而在实际故障定位中仍存在一些不足,影响其定位精度。本文以行波理论为基础,对行波波头的检测及相关故障定位方法进行研究,旨在提高行波故障定位的准确性。本文引入一种能够通过单模分量反映不同故障类型的相模变换矩阵,在分析行波故障定位主要影响因素的基础上,考虑行波的实际传播路径提出不受行波波速及导线悬垂影响的优化算法,该算法只需根据故障初始行波到达线路两端测点的时刻以及给定的线路长度,就可计算出故障点位置,适用于工程实际应用。由于现有行波测距装置的硬件因素限制了采样频率的提高,影响了行波定位结果的精度,为此本文提出了一种基于采样率转换(SRC)与局域均值分解(LMD)相结合的行波故障定位方法,首先采用LMD方法对经采用率转换后的线模分量进行分解,利用Teager能量算子提取首个PF(乘积函数)分量的瞬时频率,标定故障初始行波到达线路两端测点的时刻,再结合双端行波定位优化算法计算故障距离。又针对传统LMD方法存在的问题,本文提出了基于波形匹配法与线性插值法的改进LMD方法,减小端点效应与过度平滑问题带来的影响,将波形匹配法用于对电流线模分量的端点延拓,并采用线性插值法求取均值函数与包络函数,再与Teager能量算子相结合进行故障定位。针对局域均值法计算量较大以及存在端点效应问题,利用差分熵(DE)在信号奇异值检测方面的优势,本文提出了一种基于变分模态分解(VMD)与DE相结合的输电线路行波故障定位法。首先利用VMD分解经相模变换解耦后的线模分量,然后利用差分熵检测首个固有模态分量的突变点,记录行波波头到达输电线路两端测点的时刻。在不同故障条件下对几种定位方法进行仿真分析,结果表明,本文提出的方法在定位精度方面有所提高。