随着我国高速电气化铁路高新技术快速可靠发展,在未来几年,高速铁路将逐步建成“八横八纵”高速铁路网。而作为高铁运营线路动力设施的牵引供电系统,其安全可靠的供应电能,以保障电力机车稳定运行十分重要。现阶段,在实际工程应用中铁路相关部门仍利用计算简单、投资低的阻抗法完成牵引网线路故障定位工作,但其定位效果很不理想。因此,本文试图采用一种组合式行波故障定位的方法,以实现高速铁路牵引网线路故障精准定位。主要的工作内容如下:首先,本文分析了牵引网的结构与常见的四种供电方式,对AT牵引网多导线电气参数数值计算以及等值合并进行了分析计算,并在传统相模变换理论基础上,推导出适合于牵引网不平衡线路的相模变换矩阵的求解过程,对AT供电单行线路进行相模解耦,计算出各模波速度。其次,结合行波测距的研究现状和AT接触网故障特点,通过对比A型、C型和D型行波测距法的优缺点,综合考虑本文构想一种组合式行波故障测距法对AT接触网进行故障测距研究。并选用UM220-III北斗/GPS双系统模块对两端时钟同步精度进行改进。之后研究了小波变换奇异点检测理论与模极大值理论,对暂态行波波头到达时刻进行检测提取。最后,基于ATP软件仿真平台搭建了单线AT、复线AT以及全并联AT供电方式下的三种牵引网仿真模型,重点研究了AT牵引网输电线路架构,利用J.Marti线路模型搭建了更接近真实线路结构的AT线路仿真模块。利用组合式行波测距法对AT供电方式下的不同种可能发生的情况以及三种线路结构模型进行仿真验证,结果表明该测距算法的测距误差小,可靠性高,并且几乎不受过渡电阻、故障相位角、故障位置、故障类型、电力机车以及线路结构等因素的影响。利用实验室现有装置搭建简易的模拟实验系统,验证了组合式行波测距法是有效可行的,为后续相关研究提供一定的参考。