牵引供电系统作为电气化铁路的重要组成部分,其稳定可靠性直接影响列车的安全运行。一旦牵引供电系统发生故障,需要停电进行检修作业,不仅造成所供区段电源切断影响所供线路列车的运行,而且可能造成多条线路阻塞,为乘客的安全出行带来不便与威胁,给国家的经济收入造成损失。因此,研究能够快速、准确地对牵引供电系统的故障作出诊断并能提前预警的课题具有重要意义。本文重点研究了牵引供电系统的关键设备牵引变压器和接触网的故障诊断算法,包括牵引变压器内部元件的故障诊断和接触网的故障定位。首先研究了基于模型诊断方法和故障树分析法的基本思想和诊断原理,剖析了各自的优缺点,揭示了两者之间存在的联系,在此基础上提出了基于模型的故障树故障诊断算法,阐述了该算法的基本思想和实现流程。然后,研究了牵引变压器和接触网的故障机理,建立了牵引变压器和接触网的故障树知识表示库,将所提算法应用于牵引变压器的故障诊断,并在理论上分析了其优越性,结合行波法实现了接触网故障快速定位。最后,基于Labwindows软件设计以牵引变压器和接触网为核心的故障诊断与预警软件系统,通过设计数据输入模块、故障诊断模块、故障定位模块及预警分析模块,实现了牵引变压器内部元件的故障诊断和接触网的故障定位功能。通过实例数据验证了该软件系统的有效性,并证明了所提算法的可行性。