随着我国经济的飞速发展,铁路牵引动力系统由最初的蒸汽机到内燃机再到现在电力机车。随着高速、重载理念深入人心,对电气化铁路的各项电能质量要求更加严格。现有的电气化铁路存在电分相、负序等电能质量问题,影响铁路的进一步发展。针对负序、电分相等电能质量问题,专家学者提出的贯通式同相供电技术有望解决相关问题。现有广泛应用于电气化铁路的自适应距离保护难以满足复杂的保护配置。行波保护动作迅速、不受过渡电阻、长线路分布电容影响等优点和贯通式同相牵引供电系统的特点决定将行波保护应用于贯通式同相牵引供电系统牵引网馈线保护是合适且必要的,具有重要的理论和现实意义。本文通过PSCAD/EMTDC仿真软件建立贯通式同相牵引带回流线的直接供电系统仿真模型,模型主要包括交-直-交变换牵引变电所、交-直-交型CHR2电力机车。由于仿真模型为不平衡线路,所以引入一种根据线路参数计算的新相模变换矩阵进行解耦,简化了故障特征行波的选取。并分析行波在牵引变电所、电力机车等元件中的传播特征。通过行波保护原理和贯通式同相牵引直接供电系统相结合,提出了基于FEEMD的贯通式同相牵引带回流线直接供电系统牵引网行波幅值比较式方向保护、行波差动保护、行波方向比较式纵联保护三种保护方法。针对不同的故障条件进行大量的仿真试验,通过仿真证明三种保护均能够快速、可靠的识别牵引网区内外故障,基本不受故障初始角、接地电阻、故障位置等相关因素的影响,精确度和可靠性高,具有良好的工程应用前景。