输电线路的故障测距对及时修复线路、保证供电可靠性和整个电力系统的安全稳定及经济运行都有非常重要的作用。特高压输电线路具有传输容量大、输送距离长、波阻抗小、分布电容大等特点，现有的故障测距算法在准确性、可靠性等方面未能满足特高压交流和直流输电线路的要求。针对目前输电线路故障测距算法存在的主要问题，本文对特高压交流和直流输电线路的故障测距进行研究，对故障测距的频域法、时域法和行波法进行深入探讨，提出了一种新型相量滤波算法和一些适用于特高压输电线路的故障测距新算法。 为了消除衰减直流分量对频域法故障测距在故障暂态过程中的影响，通过对含有衰减直流分量信号的离散化傅氏算法误差特性的分析，构建离散化傅氏算法误差的非线性方程，并利用叠加方法将其转化为线性方程，避免非线性方程的求解，保证方程解的精度，从而实现一种能够完全滤除衰减直流分量并能准确提取基频和倍频分量的线性化相量滤波算法。通过原理性验证，并在幅频特性响应和抗干扰能力方面与现有几种相量滤波算法进行了分析比较，论证了所提算法的优良滤波性能和对非整次谐波的抑制能力。利用ATP-EMTP建立1000kV特高压输电系统模型进行仿真验证，结果表明所提滤波算法能有效解决频域法故障测距在故障暂态过程中受衰减直流分量的影响。 为了解决多维参数自适应故障测距观测方程求解难的问题，提高线路参数自适应的双端非同步频域法故障测距的精度，采用所提相量滤波算法，利用输电线路长线方程构建参数自适应双端非同步频域故障测距观测方程，结合粒子群优化算法的全局搜索能力与最小二乘迭代的精确快速收敛能力，提出一种基于粒子群-最小二乘混合算法的参数自适应故障测距方法。并针对具有并联电抗器的输电线路等问题进行了研究。利用ATP-EMTP建立1000kV特高压输电系统模型进行全面的仿真验证，结果表明所提算法解决了多维参数自适应故障测距观测方程求解难的问题，保证了优化求解的全局性和快速收敛性，避免了优化求解过程中出现因局部收敛而导致测距失败的情况。 时域法故障测距所需数据时窗短，能弥补频域法的不足，为了实现线路参数自适应的时域法故障测距，在双端同步的情况下，采用故障前两端正常瞬时电气信息，建立参数自适应时域观测方程，构造粒子群求解模型求取线路参数。若双端不同步，则通过提取故障前两端正常稳态工频相量，建立含双端不同步时间差和线路工频参数的频域观测方程，并利用粒子群-最小二乘混合算法求解。然后，采用故障后暂态电气信息，建立故障测距时域观测方程。另外，还提出了消除线路两侧并联电抗器影响的时域修正方法，并对Butterworth低通滤波进行了讨论。利用500kV和1000kV交流输电系统模型进行全面仿真验证，结果表明，所提的同步与菲同步算法可在较短数据时窗内实现精确可靠的故障测距。 超长距离的矗流输电线路由于受行波色散和衰减及两端数据不同步等因素的影响，其双端行波测距法存在局限；而基于故障暂态的故障时域分析法受线路参数不确定性和双端数据同步的限制，在直流线路应用上准确性较低。为此，以故障初始行波到达线路两端的时刻分别作为各端数据的参考时刻，将行波特性方程代入故障时域观测方程，消去两端数据不同步的影响；同时，利用小波多尺度分解选取故障信号的最优分析频带，实时自适应设计Butterworth数字带通滤波器滤取频带信号；并引入波速修正系数，减少时域分析与行波检测所涉及波速的差异，从而提出一种结合行波特性的可实现无需同步时钟和线路参数自适应的直流线路故障测距时域新方法。利用PSCAD/EMTDC建立±500kV和±800kV直流输电系统模型，通过全面的仿真验证，证明所提方法在无GPS情况下依然具有很高的准确性和稳定性。