同相供电系统由于采用平衡变换装置,可以消除系统不平衡,滤除谐波并补偿无功,使变化剧烈、含有大量谐波、低功率因数的不对称单相牵引负荷,对电力系统而言仅相当于一个纯阻性的三相对称负荷。其一次侧不再换相连接,牵引侧各供电臂电压相同,从而可以取消电分相,从根本上解决因电分相的存在而带来的一系列问题。作为同相供电的重要组成部分,保护的配置至关重要。同相供电后,牵引网的电流、电压分布发生变化,原有的保护配置对同相供电系统不再完全适用。因此研究同相供电的特点,利用各种现代技术,配置适用的同相供电保护方案对于高速、重载的铁路运输的高效、安全、可靠运行具有非常重要的作用。本文首先通过对同相AT牵引供电系统负荷电流和故障电流特点的分析,提出了一种采用全并联AT的双边供电(或多电源供电)的牵引网供电方式,并对所提出的牵引网供电方式的电能损失及故障越区时的电压降与现有的AT分区所并联的单边供电系统进行了比较。对全并联AT双边供电(或多电源供电)的供电臂保护控制方案逻辑、流程进行了分析,对其与常规供电方式的相互转换进行了研究。其次,本文分析了大负荷突增、馈线短路对平衡变换装置的影响,对平衡变换装置本身的预防保护进行了研究并进行Matlab/Simulink仿真验证。之后分析了平衡变换装置撤出运行对系统电能质量的影响,提出了平衡变换装置的平衡变换性能检测保护。最后,本文详细分析了全并联AT双边同相供电系统牵引网各种短路故障情况,通过数学方法,得出了各种故障情况下的牵引网阻抗及短路电流分布规律,并与单边全并联AT供电进行了比较。以此为基础,综合各个方面的因素,提出了全并联双边供电(或多电源供电)的牵引网保护配置方案。