同塔四回输电线路参数复杂，难以进行故障分析。针对实际同塔四回线路杆塔结构和线路排布特点，采用矩阵变换理论，提出了同塔四回线参数解耦算法，将四回线线路参数矩阵解耦为四回线相关联的一组双回同向序量和三组双回反向序量。该算法计算简单，物理意义明确。以上述解耦算法为前提，提出了同塔四回输电线路复合序网故障分析方法，并给出了一回线内故障的复合序网图。本方法考虑了同塔四回线的序量特点，为其新型保护原理开发和整定计算奠定了理论基础。EMTDC仿真验证了上述算法的正确性。