近年来,随着我国城市化进程的加快,地铁建设成为城市轨道交通发展的重要方向。系统发生短路故障会造成相关电气设备受损甚至人员伤亡等严重后果,故直流牵引供电系统的安全是保证其稳定可靠运行的关键。馈线保护是直流牵引供电系统的核心技术之一,合理地设置保护整定值可确保系统在发生短路时能够快速准确地切除故障。因此,对直流牵引供电系统馈线保护整定方面进行研究具有重要意义。首先,本文介绍了地铁供电系统的组成及供电方式,基于MATLAB/Simulink仿真平台对直流牵引供电系统中各模块,包括交流系统的外部电源、直流系统的整流机组、牵引网和机车负荷进行仿真建模,并通过与实测数据的对比验证了所建立直流系统模型的准确性。接着,本文重点对直流系统馈线保护的配置及整定方法进行研究,包括主保护中大电流脱扣保护、电流变化率及增量保护(即DDL保护),以及后备保护中定时限过电流保护、低电压保护等;并结合实地调研,从保护装置精度、整定值确定和系统特殊运行情况三个方面总结了影响馈线保护正确动作的因素,提出有效识别多车启动电流和远端短路故障电流是目前馈线继电保护研究的难点。然后,本文以北京地铁实际线路为例建立了多车直流牵引供电系统仿真模型,进行短路故障和多车同时启动仿真,针对传统DDL保护无法有效识别多车同时启动电流和远端短路故障电流,而导致馈线保护误动作的问题进行分析;提出了一种利用电流积分值和电流积分平均值与最大值的比值作为整定值的多车启动保护方法,将该方法作为DDL保护的后备保护来改进馈线保护,可有效区分接触网末端短路电流和多车起动电流,为研究多车同时启动问题提供了新思路;之后根据仿真结果对改进的馈线保护策略和整定值进行校验,验证了其合理性与有效性。最后,本文基于MATLAB/GUI平台开发完成了直流牵引供电系统馈线保护整定软件。软件可实现参数管理、暂态仿真、整定计算、保护校验、结果输出等功能;该软件不仅可以帮助普通用户了解牵引供电系统结构和馈线保护原理,还能够协助运营管理人员更加合理科学地设置整定值和维护继电保护系统。