城市轨道交通具有舒适快捷、安全环保的特点，已逐渐成为发展城市公共交通的首选。然而，采用直流牵引供电会产生杂散电流，且故障时直流灭弧难度大。本文针对现有直流牵引供电方式的不足之处，研究了一种低频牵引供电系统。采用低频供电不像单相工频交流电那样对公用电网产生负序、无功、谐波等难治理的问题，也不像直流电那样产生杂散电流，不会对周围建筑物和金属设施产生电化学腐蚀，无需使用直流断路器即可及时有效的切除牵引网故障。低频牵引供电系统利用变频器脉宽调制技术进行调压和调频，可使全线牵引网联通，实现贯通供电，同时可根据系统性能改变牵引网供电频率。　　为使低频牵引供电系统未来投入使用并使现有的继电保护方案更加完善，本文研究了一种牵引网分段供电分布式保护系统，将牵引网进行分段供电与保护，当牵引网发生故障时，只需将故障区段切除且保证无故障区段正常供电，最大限度的缩小了停电范围。同时，其实时性和速动性不受牵引网分段数量的影响。　　本文首先从理论上研究了低频牵引供电系统的供电原理和实现方法。低频牵引供电系统由牵引变电所和牵引网构成。牵引变电所包括牵引变压器和变频器。牵引变压器的原边三相同时取电于公用电网，次边三相同时连接至变频器经整流、逆变后输出单相低频交流电以贯通供电方式向牵引网和机车供电。系统故障时，可以利用变频器配合单相牵引母线上的馈线断路器及时有效的切除故障区段。　　其次，论文详细阐述了分布式保护系统的基本原理。详细介绍了基于低电压启动的纵差电流保护方法，分析了整个分布式保护系统的工作流程。对牵引网单边供电和贯通供电情况下的短路电流进行理论分析。利用Matlab/Simulink软件分别建立了该保护系统中的牵引网导线、牵引变电所、断路器、数据采集以及测控单元的模型，并组成完整的单线和复线牵引网分布式保护系统模型。在模型中模拟T-R短路故障，分析当短路故障发生时牵引网上各数据采集装置测得的电压、电流数据，将电压跌落至1800V确定为故障保护启动电压。通过分析各端口电压与电流的实时波形与端口断路器控制命令，验证了分布式保护系统在发生短路故障时保护动作的实施过程，证明了利用分布式保护系统来辨别和切除牵引网故障是切实有效的。　　最后，为了进一步完善分布式保护系统方案，对故障录波与数据提取方式进行分析，并对现有的数据同步采集方法、数据传输方式及数据处理算法进行比较。通过分析得出结论:采用故障触发的数据同步采样法和全波傅里叶变换算法对采样数据进行汁算分析将更有利于分布式保护系统的实施。