变电站母线是电力系统中最重要的元件之一,一旦母线保护装置发生拒动或误动可能会产生严重的后果,甚至会造成区域电力系统的瓦解。目前广泛采用的母线保护是基于工频量的电流差动保护,但此类方法要求各出线的电流采样值严格同步且保护性能易受电流互感器饱和与比例失调等因素的影响。同时,智能变电站的建设对继电保护的性能提出了更高的要求,因此,无论是在理论研究上还是在实际工程应用上,研究适应于智能变电站的技术要求且性能可靠的母线保护都具有重要的意义和价值。基于分析母线区内外故障时电气量的暂态特征,论文提出了两种新型快速母线保护方法。其一,根据行波传输理论,提出了一种方向行波波形积分式快速母线保护方法。理论分析表明：当母线故障时,在与故障母线相连的所有出线上检测到的初始行波均来自于线路的背后,是正向行波；而某条出线发生故障时,在所有非故障线路上检测到的初始行波是正向行波,而故障线路上检测到的初始行波是反向行波。为提高可靠性,构造了一种积分判据。综合分析故障后各条出线上正、反向行波波形积分的比值关系,可以快速地识别出是母线故障还是线路故障。此外,针对传统相模变换存在单一线模量不能反映所有故障类型的缺陷,根据相模变换的数学原理构建了一种新型相模变换矩阵。其二,基于故障分量电流积分值的极性特征,提出了一种新型母线保护方法。理论分析表明：当母线故障时,与故障母线相连的所有出线上出口处的故障分量电流积分值的极性相同；而某条出线故障时,该出线出口处的故障分量电流的积分值的极性与其它出线的相反,据此可以构造母线保护判据。为提高可靠性和抗干扰能力,对故障分量电流在一定时间段内进行积分。此外,结合智能变电站的网络和系统结构,设计了分布式母线保护方案。然后,参照某地区超高压变电站的500kV侧一个半断路器母线接线方式,利用PSCAD/EMTDC搭建了母线仿真模型。利用该平台,对所提出的两种母线保护方法进行了大量仿真,仿真结果表明所提方法鲁棒性强、动作快速、可靠性高,其性能基本不受故障初始条件、串联补偿、开关操作、雷击、电流互感器饱和等因素的影响。最后,在电力系统动态模拟仿真实验室中模拟一简单500kV变电站母线,并对这两种保护原理的性能进行了动模测试,测试结果表明两种保护方法能够准确识别母线各种区内外故障情形。仿真和测试结果都验证了所提的新相模变换的单一线模量就可以反应所有的故障类型。因此,所提两种方法有望应用于实际的电力工程中。