随着国内的超大规模电网的逐步形成以及特高压线路的不断试建,电网对继电保护装置的快速性,可靠性,和灵敏性等性能指标提出了更高的要求。基于工频量的继电保护,需要较长时间的数据窗滤除各种暂态分量,从而在理论上决定了传统保护不可能具有超高速的动作性能,因此传统的基于工频量的继电保护已经无法满足超高压线路上超高速的动作性能。基于故障行波理论的行波方向保护原理简单清晰,动作速度极快,并且不受过渡电阻,系统振荡,电流互感器饱和的影响。因此,研究基于暂态量的超高压输电线路行波方向保护具有重要的实际意义和现实需求。　　本文通过分析和研究行波保护的研究现状,深入分析了行波传播过程和故障暂态行波特征,本文设计了基于数学形态学的数字滤波器,能够很好地滤除随机噪声,并结合小波变换模极大值对应行波信号奇异点的理论,提出了基于数学形态-小波变换的综合算法的行波方向保护。重点研究了行波电流极性比较式保护,并详细进行了仿真实现与分析,并对影响该保护的因素如母线结构、过渡电阻等进行了相对应的分析,对于选择单一模量进行相模变换时故障失灵的特殊情况找到了的解决办法,同时,也对行波方向比较式纵联保护进行了仿真实现,并找到了一种能反映各种故障类型的新相模变换矩阵运用于行波方向保护,并对行波方向保护的整体构成方案进行了展望。　　大量的Matlab仿真结果表明,行波方向保护动作速度极快,可作为超高压输电线路的主保护,具有重要的研究前景。