内蒙古作为我国的能源基地和“风电三峡”，正面临着国家实施西部大开发战略、西电东送工程和呼唤“绿色能源”等历史机遇，将有着广阔的发展空间。内蒙古“三横四纵”500kV主网网架也已初步建成，但内蒙古电网500kV架空线路运行环境复杂，线路故障率较高，而输电线路故障对整个电力系统的安全运行成较大威胁，且对线路维护人员带来繁重的负担。线路故障后能够快速准确测距、及时修复线和快速恢复供电，不仅对快速修复故障线路，保证供电可靠性及减少停电损失，而且对保证整个系统的安全稳定及经济运行都有十分重要的作用。目前，投入商业运行的高压输电故障测距系统主要依靠行波原理，其中，行波波速的选取和反射波头的识别是影响行波测距精度和可靠性的主要因素。为提高现有行波法测距的准确性和可靠性，本文在研究高压输电线路故障暂态信号时频特征的基础上，提出了两种故障测距方法。方法一为一种行波法和固有频率法相结合的单端故障测距算法：首先利用行波固有频率计算出故障点位置的粗略值，确定故障反射波达到母线测点的时间范围，然后利用集成经验模态分解算法提取的行波高频分量，对反射波头进行有效识别，同时可以解决波速选取的难题；方法二为基于双端行波原理的故障测距算法，该算法无需识别行波反射波头和计算行波波速，不受输电线路弧垂的影响，具有较高的测距精度和可靠性。集成经验模态分解(EEMD)是一种新型的信号分析方法，在处理暂态突变信号或微弱变化信号方面相比小波有明显的优势，EEMD良好的自适应性有助于提高信号分析的精度，可以用于检测故障暂态行波，确定波头到达测量端的时刻。本文将EEMD用于检测行波的频率突变点，从而提取行波波头，实现故障测距。论文对EEMD及用其捕捉行波波头的方法做了介绍，并对算法进行了仿真测试。最后，本文基于内蒙古电网500kV输电工程的主要参数，使用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC搭建了一个输电详细模型，并且采用两种新型测距法分别对不同故障点位置和不同过渡电阻值的高压直流输电系统进行了输电线路故障测距仿真分析，大量仿真试验结果证明：提出的两种故障测距方法的测距准确性比现有的行波法有明显的提高，且其测距的可靠性、准确性不受故障电阻以及故障类型的影响，同时具有较强抗噪能力。本文的研究结果对内蒙古500kV输电线路行波测距系统的设计有着比较重要的实用价值，为工程实践提供了比较详细的理论参考。