随着城市化进程的逐步加快,城市轨道交通成为缓解城市公共交通问题的最佳选择。直流牵引供电系统的安全可靠性是确保城市轨道交通安全畅通运行的基础。针对直流牵引供电系统直流侧所用直流断路器在技术、经济方面存在的诸多难题,对一种可省却直流断路器的,基于晶闸管整流器的新型直流牵引供电系统及其保护方法进行研究。考虑24脉波晶闸管整流机组直流侧输出电压脉动大和特征次数谐波明显的问题,提出一种可提高牵引侧供电质量的新方案,以晶闸管整流机组作为BUCK-BOOST变换器的电源,以变换器的输出作为牵引侧的供电电压。为省却直流断路器或减轻其工作负担,研究了一种基于晶闸管整流器的直流牵引供电系统。在介绍基于晶闸管整流器的直流牵引供电系统结构的基础上,详细分析了晶闸管整流机组的选型和新系统关断短路故障的时间,仔细研究了晶闸管整流机组的控制和以晶闸管整流机组与直流侧隔离开关相互配合切除直流侧各类短路故障的方法及流程,并在Matlab/Simulink仿真平台上搭建仿真模型验证其可行性。考虑切除故障时的停电范围和直流断路器工作负担的问题,根据故障时开断故障所晶闸管整流机组后的馈线稳态电流值提出了保留牵引侧馈线断路器的方案和分区方案。此外,并比较各系统在切除故障时停电范围、直流断路器工作负担、经济性和关断故障时间上的优劣,为现场直流牵引供电系统的方案选取提供理论参考。为解决24脉波晶闸管整流器直流侧输出电压脉动大和特征次数谐波含量明显的问题,提出一种可提高牵引侧供电质量的新方案,以晶闸管整流器作为BUCK-BOOST变换器的电源,以变换器的输出作为牵引侧的供电电压。在介绍新方案结构的基础上详细研究了变换器的工作原理、参数选择和控制方式,为进一步提高系统响应速度,提出了一种改进的多环控制策略,分析接触网电压大小从而推出两牵引变电所间的最大距离,以输出功率最小为原则分析了两牵引所变流器输出电流的大小,并在Matlab/Simulink仿真平台上搭建仿真模型进行分析,仿真结果显示,改进的多环控制策略提高了系统的响应速度,新方案可提高牵引侧供电质量、增大两牵引变电所距离以及可通过晶闸管整流器关断直流侧短路故障。