近几年,我国电力需求迅速增长,超特高压、远距离输电是电网发展的大方向。为了实现远距离输电,越来越多的高压直流输电网建成和投产,交直流互联电网已经形成,这使得电力系统的运行方式以及故障状态变得更加复杂。另外,随着电力电子技术不断发展,电网的电源和传输路径不再是恒定的,所以传统的工频量保护已经不能确保快速、可靠的对线路进行保护。这就需要一种新的继电保护原理,在交直流互联系统中可以更加快速、可靠的判别故障并将故障切除。高压线路在发生故障的时候,故障的暂态分量中含有大量的故障信息,而且暂态量的产生不受工频现象的影响,这弥补了传统保护的不足。因此,深入探讨交直流互联系统在发生故障时的暂态特征,并根据此特征提出新的继电保护方案,对确保交直流互联系统的安全稳定运行有着非常重要的意义。首先,本文阐述了对本课题进行深入研究的原因和意义,比较全面的总结了当前国内外在相关方面的研究现状,对本论文主要完成的工作进行了概述。其次,讨论了电力系统中暂态信号的来源,从理论上分析了故障暂态分量的频谱特征以及母线各出线的行波高频特征,分别作为研究系统暂态分量时频域特征以及第四章中综合考虑母线各出线信息的方向暂态保护的理论支撑。分析了母线对地电容对暂态分量的影响。介绍了小波变换,并定义了小波奇异熵。讨论了小波奇异熵应用在电力系统暂态信号分析中的可行性。然后,在PSCAD/EMTDC中搭建交流系统仿真模型,在输电线路发生故障时,将故障电流进行离散小波分解,分析区内、外故障时的时频域特征。利用小波奇异熵分析线路分别在区内、区外发生不同类型故障时,故障暂态信号复杂度的特征,对该特征做定性与定量的分析,提出基于信号复杂度的暂态保护原理。接着,搭建母线具有多条出线的较为复杂的交流系统模型,分析系统在不同位置发生不同类型故障时母线上各出线保护安装处的信号复杂度综合特征,据此构成线路方向保护判据,提出基于母线各出线信息的方向暂态保护原理,并通过仿真探究不同故障情况对该保护方案的影响。最后,在PSCAD/EMTDC上搭建交直流互联系统仿真模型,分析交直流互联系统中交流线路发生区内、外故障时电气量的变化,与纯交流系统故障时电气量的变化进行对比。探究纯交流系统中的暂态量保护方法在交直流互联系统中的适用性,总结出适用于交直流互联系统的暂态量保护新原理。