随着我国经济的发展,对电能的需求越来越大。为了解决电能由能源基地向负荷中心的输送,我国的电网建设已经步入了长距离、大容量输电的特高压电网时代。些在中低压电网中可以忽略的问题在超特高压电网中更为突出,已经不能忽略了,如果不解决就会危及电网的安全,因而对继电保护提出了更高的要求。继电保护作为电力系统安全稳定运行的第一道防线,必须要适应这些要求,才能快速切除短路故障,保护电气设备,防止大面积停电事故的发生。超特高电压长距离输电线路电容充电电流对电流差动保护的影响是一个不容忽视的问题,会引起保护装置频繁启动,甚至误动作。线路上常采用装设串补电容的方法,来改善电力系统的稳定性、减少系统的线路损耗、提高线路输电容量,然而随着电网规模的发展系统阻抗不断减小,而串补电容在一段时间内维持不变,当系统阻抗小于串补容抗时,会出现“电流反相”问题,常规电流差动保护灵敏度下降可能导致保护拒动。变压器充电时励磁涌流常常造成纵联电流差动保护的误动作,一直以来都是困扰保护的难题。此外,西电东送的超特高压输电线路在四川境内大多运行在环境恶劣(如险峻山区,严寒气候,不良地质,交通困难等)的地区,对故障点的查找带来极大的困难。因此,本论文主要针对超特高电压输电线路充电电容电流、串补电容、变压器励磁涌流等对常规电流差动保护的影响,以及输电线路精确故障测距等方面开展研究,主要工作如下：(1)针对输电线路分布电容电流对纵联电流差动保护的影响,首先定义了计算功率,提出了基于计算功率的差动保护判据；然后根据输电线路的二端口网络模型,理论上分析了正常运行(含区外故障)、区内各种类型短路故障时的计算功率差动量和制动量；对启动门槛值给出了不需要线路具体参数的简单的整定原则；为了简化算法的工程应用,并不丢失故障初期的暂态电气量,提出了利用虚拟电流和虚拟电压计算有功功率的方法来得到计算功率差动量和制动量的工程实用算法；最后,用PSCAD/ EMTDC仿真软件对荆门1000kV特高压输电线路进行了仿真试验,验证了所提算法的正确性和有效性。(2)针对系统阻抗小于串补容抗导致电流反相,影响稳态量电流差动保护灵敏度的问题,首先对现场保护装置使用的两种稳态量电流差动保护判据的灵敏度进行了分析,表明会由于灵敏度不足而导致保护拒动；然后提出了电流差动保护的改进判据,并分析了其差动电流和制动电流；最后用PSCAD/EMTDC仿真软件对四川电网500kV榄普一线在串补电容出口时各种故障、不同故障位置、串补电容侧不同系统阻抗、不同串补度等情况下相间故障的灵敏度进行了仿真试验,验证了所提算法的正确性和有效性。(3)提出采用输电线路的Ⅱ型分布线路参数模型的精确故障测距算法。在正常运行时实时在线计算线路的参数,避免了线路参数因各种因素变化导致的测距不准确；还考虑到两侧保护装置采样不同步,通过计算非同步采样系数对同步采样进行补偿,使故障计算结果不受非同步采样影响；提出了保护装置中实现此算法的流程；最后,用PSCAD/EMTDC仿真软件对某500kV线路不同非同步采样角下实时计算的线路参数、不同位置和不同接地过渡电阻的测距结果进行了仿真试验,从而验证了本算法的精确度和实用性。(4)利用计算功率差动保护算法不受对地并联电抗支路的影响的特点,将计算功率差动保护应用于变压器纵联差动保护。从变压器充电时的电磁特性和等效电路两方面分析了励磁涌流下的计算功率差动量和制动量,得到了启动门槛值的简单整定原则；利用等效电路分析了充电时,发生匝间短路故障的计算功率差动量和制动量。并用PSCAD/EMTDC仿真软件对某大型变压器的仿真试验验证本算法的正确性。