近年来,基于暂态分量的超高速保护方法蓬勃发展,其中波形唯一暂态保护原理以其综合时域和频域的的特征信息,受故障条件影响小等优点成为研究热点。但利用波形唯一原理综合时频特征信息进行输电线路故障保护时,需将故障波形逐个与样本库波形进行匹配,计算繁琐,所需时间较长,大大影响了保护的速动性。为促进基于波形唯一性暂态保护原理的实用化,论文提出了一种结合经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)-维格纳威尔分布(wigner ville disturbution,WVD)和布谷鸟算法的输电线路暂态保护方法。论文首先详细介绍了暂态信号的产生机理;对暂态信号在输电线路上进行了传输分析:建立了暂态波形依频变化模型,分析了输电线路的相模变换;对暂态信号在线路边界传变特性进行了分析:研究了暂态信号的折返射过程,深入研究了阻波器、母线结构对暂态信号的影响,对线路边界折返射系数的频率特性进行了分析;对输电线路故障暂态信号进行特征分析,指出在发生故障时,暂态信号在同一线路和相邻线路波形特征的差异性,引出了波形唯一保护原理。然后,基于波形唯一保护原理提出了结合EMD-WVD和布谷鸟算法的输电线路故障暂态保护方法:该方法利用EMD分解故障暂态信号,得到不同频段的单分量信号;采用波形相关性系数对各单分量信号分别与原暂态信号进行相似度计算,筛选真实暂态信号分量;然后对真分量分别求WVD,并将所有真分量的WVD进行线性叠加获将能量谱密度图;利用布谷鸟算法对故障暂态信号能量谱密度图与故障样本库中能量谱密度图不断迭代匹配计算相似度,依据相似度判别区内外故障,实现输电线路故障快速可靠保护。最后,对论文所提方法进行仿真分析验证:分别验证了 EMD-WVD的暂态信号时-频分析;分析了区内外暂态信号能量谱密度图的相似性和差异性;分析了布谷鸟算法的速动性;对不同故障位置、不同初相角和不同过渡电阻、不同故障类型、不同强度高斯白噪声、不同采样频率和不同时间窗等情况下进行仿真。仿真结果表明,该方法利用暂态信号的时-频域综合的全景故障信息,可有效克服单一使用暂态信号时域或频域的局部故障特征信息而引发的缺陷,EMD-WVD方法能有效提高故障暂态波形分析的准确度,布谷鸟搜索算法能有效提高波形匹配速度,在各种故障条件下都能快速可靠动作,有望促进暂态保护的实用化。