随着我国超、特高压输电技术以及统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller,UPFC)等新一代FACTS设备投入运行,在电力电子化电力系统中,当交流系统故障时,逆变器型电源和FACTS等设备的动态特性将给传统工频量保护带来较大不确定性,同时工频量保护的滤波环节大大限制了动作速度的提高。充分挖掘输电线路的故障暂态特征可以有效提升线路保护性能,对现实电力系统的安全稳定运行具有重要意义。本论文围绕含FACTS元件线路的故障暂态特征及保护新原理的研究展开工作,首先分析了不同种类FACTS元件的工作原理和暂态等值模型,基于PSCAD/EMTDC仿真平台,搭建了含STATCOM、SSSC、UPFC元件输电线路系统,详细探究了新型FACTS元件对线路故障暂态电气量特征的影响。针对含UPFC元件线路的暂态量保护问题进行了研究。经分析母线关联出线的故障暂态特征得:由于母线等边界元件的影响,同一母线的故障侧线路与非故障侧线路的电流频谱分布存在明显差异。由此提出一种纵联保护新方案。通过采用小波能量熵提取站内母线各出线暂态特征,并进行相对值比较可识别故障方向。通过比较线路两侧故障信号,可进一步识别区内、外和母线故障。仿真结果表明所提方案避免了 FACTS元件的不利影响,对保护定值的依赖性不高。针对暂态量保护易受雷击干扰影响的问题进行了研究。在非雷击故障、雷击干扰和雷击故障下,分析各相暂态电流附加分量,得出故障与雷击干扰的本质差异为:故障暂态波形的整体变化趋势中具有明显的工频正弦特征。据此,采用平均值滑动去噪的方法可消除雷电流高频部分影响,获得暂态电流的主波形。提出采用50Hz正弦函数对主波形进行拟合,基于拟合决定系数的大小可识别各相线雷击干扰与故障。仿真结果验证了所提方案的有效性。针对暂态量保护依赖高采样率的问题进行了研究。通过对故障分量暂态差动电流的研究得:区内故障的故障相线呈工频变化规律;区内故障的非故障相以及区外故障的各相线均呈高频变化规律,且存在理论最小振荡频率。据此提出一种基于暂态电流波形的纵联保护新原理,采用最小二乘拟合提取暂态波形主频率并构造了相应保护判据。仿真验证了所提暂态量保护对采样频率要求较低,提高了保护动作速度和耐过渡电阻的能力。