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超高压输电线路故障行波通过母线杂散电容前后的波头形状有很大的差异，据此特征，文章提出了一种新的超高压输电线路单端行波保护方案。通过比较区内、区外故障反向行波与其低频分量的初始波头上升（下降）时间比值的大小构成保护判据，能可靠识别区内、区外故障，巧妙地利用2层多分辨形态梯度提取波头上升（下降）时间。理论分析与仿真结果证明了所提出的保护方案具有很高的灵敏度和可靠性。