配电网发生故障会影响系统的安全运行,给电力用户带来不便和经济损失。配电网故障大多是由线路发生接地情况而引起,迅速找出故障接地原因,定位故障点具有重要意义。基于行波理论的故障定位方法可靠性较高,成为研究的热门课题。论文首先分析了行波的线模分量和零模分量特性,研究了线路分布模型中频率以及传播距离对行波波头的线模分量和零模分量的影响,介绍了现有故障行波波头分析的一些算法,对比分析了它们的优缺点。其次,针对现有故障行波波头分析算法的一些不足,提出了基于固有时间尺度分解方法(ITD)的行波波头分析方法,提高电网故障行波特征检测的准确度。该方法将故障行波波头的线模分量分解成若干固有旋转分量和趋势余量,提取故障分析所需高频分量,计算各个分量的瞬时相位和频率,精确确定初始行波线模分量到达的时间。最后,论文在分析树形配电网络中故障行波零模与线模分量传输特性的基础上,提出一种基于行波零线模时间差的配电网故障定位方法。该方法根据配电网线路结构参数和故障行波历史数据拟合出零线模时间差与故障距离、零线模时间差与零模波速的对应关系曲线,然后据此关系曲线提出了基于零线模传输时差的故障区段判别方法,再根据零模分量进行故障精确定位。算例仿真结果表明基于ITD的波头分析方法能有效减少故障行波信号到达各采集点的准确时间的记录误差,用于电网故障定位具有较高的精度和效率,所提定位方法可在各种接地故障情况下准确判别故障区段并精确计算故障点位置。