自电气化铁路出现以来，牵引供电系统的保护一直是最受关注的研究领域之一。牵引负荷不仅是移动的，而且其大小也随时都在变化，这主要与线路情况、机车类型、列车重量和运行速度等因素有关，尤其是在运输繁忙的区段上。受电弓对接触导线一直处于滑动接触状态，牵引机车在运行过程中需要频繁启动和加速，造成接触导线的振动，容易导致牵引网短路。我国电力机车多为整流型电力机车，经过整流的负荷电流是周期的非正弦波，含有大量谐波，经牵引供电臂引入牵引变电所，与同电压等级的电力变电所相比，牵引变电所运行设备的工作条件更恶劣。由于这些原因，对牵引变电所配置的保护也提出了许多特殊要求。本文以牵引供电系统为研究对象，重点针对南自、阿继、许继等单位的微机保护产品，进行大范围保护动作行为统计，客观正确的事故分析和保护评价，发现保护存在的问题，最大限度的减少原因不明事故。针对统计分析中得到保护动作行为的相关问题开展研究工作，提出相应对策，得到一个综合性的策略，提高微机保护的可靠性，以达到牵引供电系统安全、稳定的向电力机车供电。本文首先重点针对牵引变电所微机主变压器保护、牵引网微机馈线保护和牵引变电所微机并补保护，从保护的原理、整定计算、动作情况统计等方面综合分析，提出相应的解决对策。同时对并联电容补偿装置过电压进行仿真分析，提出电抗器过电压保护的对策，并以实际运行情况验证其正确性。其次对牵引变电所主变压器与馈线保护配合进行了一定的探讨；针对牵引供电系统发生过多次越级跳闸现象，研究微机保护时间级差整定方法，进行理论分析，并以实际运行验证新的时间级差的正确性。最后针对统计研究中的雷击、微机保护装置干扰较大等相关问题造成保护频繁动作，对牵引供电微机保护装置的抗干扰及防雷措施进行了一定的探讨。