我国交直流混联电网已经初步形成,这也使得系统故障特征发生显著变化,故障电流中非周期分量衰减缓慢,故障电流向更宽频带扩展,现有工频量保护适应性亟待提高。另外,电网电压等级的进一步提升也对保护的速动性提出了更高的要求,工频量保护因为傅里叶滤波时间窗的限制越来越不能满足需要。因此,基于宽频带暂态量的保护是未来继电保护技术发展的重要方向。本课题基于光学电流互感器优良的暂态测量特性,提出了一种基于故障电流全波形的宽频带母线保护原理。新型保护的特征量取自全面的故障信息,仿真和实验表明其具有优良的速动性和灵敏性。电流互感器的传变能力对保护的动作特性具有重要影响,研究了电磁式电流互感器的传变原理和饱和过程,重点分析了光学电流互感器的传变过程,并对其进行建模仿真。仿真结果表明光学电流互感器能够测量包括非周期分量在内的故障电流全波形,且不存在磁饱和现象,将光学电流互感器用于继电保护将使得保护的动作性能大大提升。分析了传统母线保护原理,在了解母线故障电流全波形特征后,提出了全波形母线保护判据。新型保护判据借鉴传统比例式差动保护原理,为提升保护速动性增加了积分时间窗这一参数,消除了傅里叶滤波时间窗的限制,是一种基于故障电流全波形采样瞬时值的保护。结合母线系统结构对保护判据中的参数进行了合理整定和校验,基于Simulink平台和动模实验对保护的动作特性进行了分析。仿真和实验结果均表明,新型保护判据在速动性和灵敏性方面均明显优于传统工频量保护。针对电网一次系统和二次系统中可能引入的各种影响因素,分析了电力系统谐波、噪声和振动的影响,并提出了相应的改进措施。研究表明振动输出是影响保护正确动作的关键因素,需要结合实际对光学电流互感器进行减振设计并合理延长保护时间窗。对电力系统中影响保护正确动作因素的分析进一步完善了全波形母线保护原理,为保护的应用奠定了基础。