地铁线路在缓解城市交通压力方面的重要性日趋显现,地铁直流牵引供电系统的安全可靠运行则对保证机车运行以及乘客的人生安全起到非常重要的作用。直流系统的运行方式较多,故障时具有短路电流大、难切除的特点,不仅造成经济损失,甚至可能威胁乘客的人身安全。地铁系统短路电流的准确计算不仅是系统设计规划的依据,也是继电保护整定的基础,对保证人身安全、降低故障损失都有着十分重要的意义。本文通过对目前地铁直流系统稳态、暂态短路计算模型中存在的问题进行分析,提出改进方法,建立了一套完整的、精度高的计算模型。首先分析了地铁直流系统稳态短路计算误差产生的原因,从机组等效和拐点电流两方面给出了适用于工程实际的减小误差的方法,并给出了优化后的程序计算流程。然后介绍了直流侧出口和远端短路暂态电流的计算模型,在此基础上提出了一种通过超调量来区分出口、近端、远端短路故障的方法。并为适用于保护整定的实用性和简便性,提出了近端短路计算的方法。仿真验证表明,上述计算模型和方法在计算误差和完整性方面满足保护整定与校验要求。另外,通过对不同负载电流情况下整流机组阀侧电流的仿真,分析整流机组电流的特征及其对应工作状态,从而提出了一种对阀侧电流进行有效分类的方法,进而推导出整流机组直流侧电流和交流侧电流的关系。为整流机组电流分析提供了一种思路,同时为地铁整流机组直流电流向交流侧归算提供了简单可行的计算方法。最后,本文探讨了整流器阀侧发生短路时直流侧对短路点的影响及交流侧电流的计算方法,从而完善了直流牵引短路故障计算的模型与理论。