近年来我国的铁路建设事业蓬勃发展,多条铁路干线引入交汇的大型客站不断出现。为了充分利用供电能力,在大型客站附近设置的牵引变电所及其供电单元形成了枢纽牵引供电系统。然而传统的保护测控技术无法适应枢纽牵引供电系统存在的结构复杂化、短线路和多级配合等情况,保护选择性和速动性难以兼顾,无法满足铁路供电发展的需要。本文首先分析了枢纽牵引供电系统的结构特点和目前保护方案的不足。接着对枢纽牵引供电系统的变压器、母线和牵引网短路故障进行理论分析,特别是利用计及自耦变压器漏抗的AT等值电路,论证了变电所近端短路情况下AT所距离保护存在死区的问题,推导了不同位置故障下各节点的测量阻抗和测量电流的分布特征。基于多节点的综合信息,实现对故障发生区段和行别的区分。然后研究了“自适应”方向闭锁广域保护原理和整定,当系统内发生故障时,保护启动且延时内未收到闭锁信号则发出对应断路器跳闸信号,切除故障区段的同时最小化停电范围。此外,对特殊情况下保护的动作行为进行了分析。接着研究了广域保护的通信和软件设计,为枢纽牵引供电系统广域保护的具体实施提供了参考。最后在Matlab/Simulink仿真平台搭建了枢纽牵引供电系统,并配置了广域保护和传统保护。通过在各所母线和牵引网的不同位置,以及环形供电、保护拒动、断路器失灵和电压互感器断线情况下设置短路故障,验证了枢纽牵引供电系统广域保护的正确性,能够解决选择性和速动性难以兼顾的问题。