输电线路承担着输送电能的重任,是电网中分布最为辽阔的组成部分。对于输电线路故障点的精确定位可以减小故障后巡线工作所耗费的人力、物力,提高供电可靠性。针对传统行波故障定位方法精度较低、受影响因素多的问题,本文依托输电线路上布置的分布式行波监测点,研究提高输电线路行波故障定位精度的方法。针对传统行波故障定位方法定位精度受故障行波波速及架空线长度不确定性影响较大的问题,本文研究了设置分布式监测点的必要性及优势。通过分布式监测点对行波波速进行在线实时测量,可以在减小波速误差的同时极大程度地消去由于架空线长度误差所带来的故障定位误差,提高输电线路行波故障定位方法的精度。对于故障后的选区、选相问题,本文利用基于故障分量的分相电流相位差动原理判断输电线路中的故障区间与故障相,并将此原理与上述行波故障定位方法相结合,提出基于分布式监测的输电线路故障定位流程。针对目前行波波头检测算法精度不高、不具有自适应性的问题,本文提出将基于变分模态分解的波头检测算法与分布式监测相结合的总体定位方法,仿真结果显示出良好的定位精度。同时,本文量化分析了行波离散采样过程产生的波头检测误差,研究了故障定位精度与行波信号采样频率之间的关系。针对传统行波波头检测算法结果受噪声影响较大的问题,本文提出了基于多次变分模态分解的带噪行波波头检测算法。仿真结果表明,即使在噪声干扰严重情况下,该算法仍能较为准确地检测得到故障行波到达监测点时刻,故障定位效果较好。同时本文分析了可能影响行波幅值的多种因素,研究了噪声对于不同幅值大小的故障行波信号定位精度的影响规律。针对常引起跳闸事故的雷击故障,本文讨论了直击雷过电压可能造成的雷击故障类型,对各种雷击故障类型的行波传播规律进行分析,提出了绕击闪络故障时闪络点、绕击点相对位置的判断方法。并且运用基于分布式监测的故障定位方法对各种雷击故障进行定位。仿真结果显示,不论对于哪种雷击故障类型,基于分布式监测的故障定位方法都可以对故障点进行准确定位。