超高压大机组电力系统要求数字保护动作可靠、快速，一般的全波傅里叶算法由于固有的数据窗延时难以满足要求。文中通过对故障信号采样值相量的物理概念分析，提出了基于解矩阵方程的短数据窗正交滤波器组的统一设计理论，该方法可按要求滤除任意整次或非整次谐波，并能保证余弦和正弦滤波器幅频特性一致，可作为自适应变数据窗保护中的基本算法；同时初步分析了滤波器幅频特性与数据窗暂态性能之间的关系，提出了考虑数据窗暂态性能的一般设计原则，仿真结果验证了所提方法的正确性和可行性。