现代化大电网的发展对故障诊断和继电保护的要求越来越高,传统继电保护主要使用一些特征量进行判断,具有一定的局限性。随着软硬件的不断升级,一些先进的算法用于故障诊断和继电保护成为可能。本文主要研究将随机森林算法用于故障诊断和继电保护。首先介绍随机森林算法,在油中溶解气体分析的基础上,利用随机森林对油浸式设备故障类型进行诊断。分别采用原始气体浓度和多篇文献提出的特征气体比值共七种组合作为随机森林的输入,寻找其中分类准确率最高的特征参量组合,得出一些结论。研究牵引变压器的差动保护,在Simulink中建立V/X接线牵引变压器模型,对牵引变压器励磁涌流和内部故障等多种运行情况进行仿真。提出基于随机森林的牵引变压器差动保护方案,使用差动电流原始波形数据作为随机森林输入,识别励磁涌流和内部故障。研究牵引变压器后备保护,使用低电压启动过电流保护特征量的原始波形数据作为随机森林输入,提出基于随机森林的牵引变压器后备保护方案。利用Simulink模型仿真获得数据对随机森林进行训练和测试,随机森林分类结果较好。对一种新颖的工作绕组与控制绕组合并的磁饱和式可控电抗器(MSCR)进行研究,并在Simulink中建立MSCR模型。使用电压和电流原始波形数据组合作为随机森林输入,提出基于随机森林的MSCR保护方案。利用Simulink模型仿真获得数据对随机森林进行训练和测试,随机森林分类结果较好。基于随机森林的保护方案通过挖掘波形特征识别故障状态,分类准确率高,可以简化保护配置,对于一些轻微的故障也能有较好的识别效果。