我国水电行业发展极为迅速,水电站一般建在地势险要的深山峡谷,输电系统经常遭受到雷击的危害,给输送电能带来很大的困难。输电线路故障的准确定位有利于故障的迅速解决,有效识别雷击干扰和故障类型是用行波法进行输电线路故障定位的前提。行波测距法被广泛应用到输电线路故障定位中,但其测距结果的准确性有待提高。本文主要对输电线路雷击识别的方法,行波检测方法和行波测距算法几方面进行了如下研究:为了解决雷击输电系统发生雷击干扰和雷击故障时无法快速、准确的识别雷击类型,并相应的做出有效防御措施等问题,本文提出一种基于改进的综合雷击类型识别方法。首先,根据雷击暂态电压信号波形的单调性和对称性构造积分判据的方法来识别非故障和故障性雷击;然后,结合暂态电压信号能量特征值的分布特点构造高低频能量比值判据,识别非雷击,雷击和短路故障。为了解决希尔伯特一黄变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)中经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)对原始信号分层时存在的边际效应,模态混叠等问题。本文将变分模态分解(Variational Mode decomposition,VMD)与希尔伯特黄变换相结合提出了改进的HHT算法。最后,通过电磁暂态仿真软件PSCAD仿真验证了改进HHT算法的有效性。为了解决变分模态分解过程中人为设定分量个数k值对故障行波信号分解不足或过剩造成的故障定位不精确的问题,本文提出一种参数交替优化VMD的行波故障定位方法。首先,采用参数交替优化VMD的方法,得出更加合理的k值和α值;其次,根据Teager能量算子(Teager Energy Operator,TEO)对单分量信号解调速度快、精度高的优点,将改进VMD与TEO相结合应用到输电线路故障行波检测,仿真验证该检测方法的有效性。为了解决故障定位时输电线路受行波波速,弧垂等因素的影响,本文推导出一种不受波速和线路弧垂影响的输电线路双端故障行波测距的新算法并进行故障定位。PSCAD仿真表明,该定位方法正确,计算简单,定位精度较高。