對城軌牽引供電系統進行故障診斷和保護的主要目的,是在最大程度上保障其供電的可靠性和連續性,縮短系統的停電維修時間。能饋式牽引供電系統作為一種新型的城軌牽引供電系統在國內外尚無應用先例,因而其故障診斷和保護方法上的研究成果較少。本文深入分析了能饋式牽引供電系統的故障診斷和保護方法與現有方法之間的區別,在此基礎上對下列三個方面進行了研究:在能饋式牽引供電裝置的主回路故障診斷方面,本文研究了大功率PWM整流器主回路故障的電流特征和電壓特征,分析了二者的成因,并給出了電流故障特征存在的臨界條件及其影響因素的作用規律。文中基于大功率PWM整流器在故障特征上的特殊性,使用標幺化均值分別對其電流故障特征和電壓故障特征進行辨識,在城軌牽引供電的復雜工況下實現了對大功率PWM整流器主回路故障器件的準確診斷。在牽引供電系統電網故障元件的定位方面,本文將面向對象的有色Petri網理論(OOCPN)應用于城軌牽引供電系統的結線分析過程,建立了城軌牽引供電系統結線分析的OOCPN模型,并在模型的各令牌中引入了成員屬性和成員方法的概念以全面描述結線分析和故障域產生的整個過程。文中結合保護信息對OOCPN模型得到的