牵引网作为机车正常运行的重要供电媒介,其发生故障将严重影响整个牵引供电系统的供电可靠性。我国高速铁路的发展非常迅速,为更好适应高速动车组牵引功率大、运行速度快、行车密度大对供电能力的需求,全并联AT供电方式成为我国高速铁路的首选。而此供电方式下其牵引网结构更加复杂,将导致在牵引网发生故障概率显著增大,同时也对各类故障及类型的辨识带来很大难度。同时,目前高速铁路牵引网所配置的保护,在发生牵引网故障时将导致整个供电臂出现供电中断。为此,寻求并构建一种牵引网保护的有效方法和途径,使得在保证供电可靠性及供电能力的同时,能够及时、有效的对牵引网短路故障及类型进行辨识、切除、隔离显得尤为重要。本文针对高速铁路全并联AT供电方式,研究了一种牵引网分段供电保护系统,通过将牵引网分段并实时监测牵引网运行状态,再结合故障潮流符号值原理,使其能更准确、更及时地判别故障类型与部位,并将故障范围及影响限制到最小范围,对提高整个牵引供电系统供电可靠性、可控性与可维护性拥有重要意义。本文详细阐述了牵引网分段供电保护系统基本原理、基本构成及工作机制；然后利用MATLAB/Simulink通过对牵引变电所、自耦变压器、牵引网等各部分模块建模,搭建了全并联AT牵引网分段供电保护系统仿真模型；同时对牵引网常见短路故障进行了理论推导分析,并通过对模型进行故障仿真,分析确定了牵引网分段供电保护系统用于故障判断的低电压启动阈值,明确了潮流符号值作为故障类型判别依据的可行性,验证了保护系统基本原理和仿真模型的正确性。在理论分析和仿真模型的基础上,搭建了全并联AT牵引网分段供电保护系统实验平台,介绍了其基本组成及主要构成中的硬件和软件构架,其中包括牵引网分段供电保护系统进行故障辨识的故障判断算法；对实验平台的运行特性进行了模拟试验与分析,给出了实验平台在常见短路故障下的运行结果,同仿真模型结果相符,验证了其基本原理及功能的正确性和有效性。