随着城市地铁的大力发展，研制更加完善的直流保护正是应时之需。而我国直流牵引系统保护的研制与开发起步较晚，目前还没有一个生产厂家具有开发和生产能力，为跟上时代的步伐，在我国研制成熟的直流保护已势在必行。本文首先根据直流牵引变电所主接线图以及十二相整流机组外特性，给出了直流牵引网短路故障时短路电流计算的数学模型，对保护的整定以及保护动作行为的仿真提供了理论依据。 其次，本文在详细分析地铁牵引负荷电流和馈线短路故障电流特点的基础上，考虑了直流保护系统设计应注意的几个因素，对地铁馈线保护与控制进行配置，给出了相应的保护整定原则，并针对某一地铁供电系统在详细分析了两种工况(机车起动与过分段绝缘)的电流暂态过程，得到了电流计算的数字模型，结合前面提出的短路模型，进行了地铁馈线保护的仿真，经仿真表明本文的保护设计是合理的。 最后，本文对地铁馈线保护的硬件进行设计并解决了保护软件实现问题。由于地铁馈线短路电流较大，保护的输入元件及出口插件与交流保护不同，本文对目前常用的两种输入元件进行了分析比较后，选择了分流器，在分析了直流快速开关动作情况的基础上，对出口插件进行了初步设计。另外，考虑地铁馈线末端短路电流中低次谐波的存在，对电流上升率延时保护的影响，提出了一种采样数据谐波处理算法，通过利用Labwindows/CVI仿真，证明该算法能有效除去谐波对保护的影响，且引起的误差很小。