步入高速、重载时代后,牵引供电系统及其继电保护的工作性能成为制约电气化铁路的运输能力和经济效益的主要因素。受认识水平和结构条件所限,AT牵引网作为AT牵引供电系统的唯一输电网络,不仅轻载时易发生各类短路故障,而且重载时存在馈线主保护难以整定问题。为全面掌握AT牵引网短路阻抗特征和完善既有的馈线保护算法,论文以AT牵引网拓扑结构为基础,精确构建了牵引网各导线之间的短路等值电路模型,并通过工程计算,给出优化后的馈线保护整定值。首先,对牵引供电系统的供电方式、特点及状态、馈线保护进行分析,尤其是全并联AT牵引网。其次,根据牵引网的导体阻抗计算基础,研究了全并联AT牵引网模型参数的计算方法,同时,结合全并联AT牵引网的现场接线方式,推导出全并联AT牵引网五导体等值电路,并对单线、复线及全并联运行方式进行短路阻抗计算。再次,对比不同运行方式下常见短路情况的短路阻抗,得出系统最大短路阻抗,并以此为基础对馈线主保护进行定值优化,给出馈线保护的整定方法及动作判据。最后,基于RTplus实时数字仿真系统建立全并联AT牵引网仿真模型,结合部分硬件搭建半实物仿真系统,并以此为基础对不同运行方式下短路情况进行仿真,以验证采用五导体等值电路计算短路阻抗的正确性及馈线保护定值优化的准确性。通过半实物仿真系统的验证得知,全并联AT牵引网五导体等值电路可用来计算短路阻抗,及求取最大短路阻抗,并可据此进行馈线保护的定值优化,从而提高了馈线保护的可靠性,能够满足工程需要。