针对变电站故障诊断的时间不确定性，提出一类带时间隶属函数的模糊Petri网(TM-FPN)用于构建变电站故障诊断模型。该模型利用模糊时间片和加权数学期望计算故障信号的时间分布，并采用一种加权方差分析信号分组的离散程度，选取离散程度最低的分组计算其时间隶属度，进而使用加权模糊推理进行诊断。仿真实验表明，该模型能有效地处理变电站故障诊断中时间不确定性问题，并能定量地分析信号时间分布离散度、时间差值函数以及重复出现的信号对诊断结果的影响。