现今的电气化铁路主要有两种供电方式,一种是直接供电,另一种是AT供电。两者相比,AT供电在供电电压水平、电磁兼容和降低工程投资等方面都要优于直供,因此更适合现在的高速铁路。但是由于线路上具有越来越大牵引负荷和越来越高的列车负载率,因此会导致整个牵引回流系统的电流也相应的越来越大。大地作为回流系统中的一部分,如果流经大地返回变电所的电流过大,就会给所内设备和人员安全带来很大的隐患,再加上AT供电方式自身的系统结构本身就比较复杂,因而,对AT供电方式下的牵引变电所地回流进行详细的分析研究是对未来铁路供电系统设计及安全稳定运行具有十分重要的意义。为了研究牵引变电所地返回电流,首先通过分析AT供电方式下牵引供电系统的供电短回路,建立相对应的简化计算模型,从理论上分析系统中大地电流产生的原因,并得到AT短回路中钢轨电流和钢轨电位的数学公式,然后推导出牵引变电所地返回电流的计算公式。在此基础上分析复杂AT供电系统结构及线路中的电流流向路径,通过地下恒定电流原理求解出钢轨泄漏电流以及综合地线泄漏电流在位于牵引变电所接地网附近产生的电位,从而推导出通过接地网返回系统的地返回电流的数学公式。本文在CDEGS平台下建立牵引供电系统模型,并应用推导出的数学公式对模型进行验证,之后通过改变模型中的参数,分别是土壤电阻率、牵引负荷大小、变电所接地网中接地导体的数量以及变电所接地网面积的大小,并分析这几个不同参数的改变对整个回流系统的电流分布造成的影响,特别是对牵引变电所地回流的影响。再在洋县西变电所进行实地测试,分析实测结果中的问题,并根据仿真分析结果解释出现问题的原因,在此基础上,综合考虑文献研究及工程实际提出可行的解决方案。