假设AT阻抗为零，并且当机车位于AT2时，机车电流将被AT2全部吸上，根据变压器磁势平衡原理，流经AT2绕组的电流必方向相反、大小相等（为I/2）。根据基尔霍夫定律，流经接触网和正馈线电流为I/2，该电流由牵引变电所沿接触网流出，沿正馈线流回牵引变电所，这样保证了流经钢轨道电流为零。由于接触网与正馈线中的电流大小基本一致，具有相反的流经方向，且接触网与正馈线之间距离相对较小，因此产生的交变磁场相互抵消，将牵引电流对邻近通信线路的电磁干扰降到最低。
    为进一步减小牵引网的电能损失，全并联AT供电方式是将牵引网上下行线路在AT所和分区所处并联，其结构如图4所示。这种供电方式下，由于存在多个机车的并联供电支路，因而减小了牵引网的阻抗，提高了牵引网的供电能力。此时若发生牵引网故障，也正是所有并联回路给故障点提供电流，进而故障分析变得相当复杂，凸显出其继电保护与普速铁路的巨大差别。

    2 牵引变压器及牵引线路整定计算
    2.1牵引馈线及牵引变压器保护整定
    高速铁路牵引馈线保护要有距离保护、过电流保护、电流增量保护等。（1）距离保护是牵引馈线网络的主保护，利用机车负荷电流的谐波含量动态调节阻抗四边形动作特性边界，进而保证保护在负荷电流下不会误动。（2）过电流保护根据牵引网供电方式可配置1-3段，一般需综合考虑谐波抑制和励磁涌流闭锁措施。（3）电流增量保护主要是根据电流短时间内的变化幅度来区分负荷电流和故障电流的：正常运行下，机车沿线顺向行使，所以牵引网馈线电流增量不会超过新增一辆车电流的最大值；而在故障时，流进馈线的短路电流急剧增大，电流增量比负荷电流大得多。
    牵引网保护定值计算需考虑牵引网AT所不并联以及AT所全并联两种运行方式，同时也要考量正常供电和越区供电两种方案。正常供电方案是指各牵引变电所供电臂供电至相邻AT分区所分相；而越区供电方案是指当相邻牵引变电所解列时，其牵引变电所经分区所越区供电至解列的牵引变电所首端分相。
    在牵引网AT所不并联以及AT所全并联供电方式下，牵引变电所、AT所和分区所的测量电流和测量阻抗的大小和方向在不同线路、不同AT段故障时有明显差别，于是提出基于电流特征和阻抗特征的供电臂联跳保护方案。在牵引网各处发生不同类型故障时，故障供电臂上的联跳保护元件中至少有一个可靠正确动作并联跳同一供电臂上的其它保护，使故障供电臂隔离，而非故障供电臂上的保护全部可靠不动作。
    由于牵引网AT所不并联以及AT所全并联两种运行方式下，流经牵引变电所馈线断路器的故障电流及测量阻抗差别较大，因此分别计算牵引馈线保护定值。而牵引变压器的保护定值计算时需要综合考虑，确保在牵引网AT所不并联以及AT所全并联两种运行方式下与馈线保护定值配合。
    同常规变压器一样，牵引变压器一般采用差动保护作为主保护，包含差动电流速断保护和比率差动电流保护。同时，牵引变压器还装设以下后备保护：（1）三相低电压过电流保护，需要强调的是由于正常运行时牵引供电系统就存在负序电压和负序电流，有可能造成复合电压启动的过电流保护误动作，因此南广高铁采用了低压启动过电流保护作为牵引变压器高、低压侧的后备保护，并按额定电流整定，提高了过电流保护的灵敏性。（2）主变失压保护。（3）单相低电压过电流保护。（4）高低压侧的距离保护。（5）主变非电量保护。
    除了过流保护外，距离保护也是牵引变压器不可替代的后备保护。牵引变压器低压侧一般配置I段距离保护作为牵引馈线和低压供电T-F母线故障的后备保护，保护范围按所有出线中最长的馈线阻抗值整定。低压侧距离I段的阻抗整定为：

    式中，Zti，1为第i条线路的距离I段动作阻抗值；Tti，1为相应的动作时限；Ztd，1为低压侧距离I段的动作阻抗；Ttd，1为相应的动作时间；△t为时限间隔。
    牵引变压器高压侧一般配置两段距离保护以保证速动性并为下一级提供后备保护。距离I段的保护阻抗值应不超过变压器漏阻抗，也就是说仅保护高压侧引出线故障、套管故障及变压器内部故障；距离II段的保护范围按与低压侧距离1段配X合整定。高压侧距离I段的阻抗整定为：
Ztg，1＝Kk×Zt（3）
式中，Zt为归算到高压侧的变压器漏阻抗；Kk为可靠系数。动作时间Ttg，1一般整定为Os。
    而高压侧距离II段的阻抗整定为：
    Ztg，2 =Zt +Ztg，1（4）其动作时间Ttg，1应和Ttd，1配合。
2.2牵引变供电线路距离保护整定
    南广高铁牵引线路牵引站侧未配线路保护，因此线路没有纵联保护。但电网系统侧均配置2套完整的线路保护，每套保护均配置3段式相间及接地距离作为主保护，配置2段零序过流（和流）保护和1段TV断线过流作为后备保护，因此距离保护整定方案对于保证高铁安全可靠供电至关重要。
    （1）距离保护I段。
    按躲本线路末端故障整定：
    Zdz＝Kk×Zl（5）
式中，Kk为可靠系数，一般取0. 7 ；ZI，为本线路的正序阻抗。因线路无纵联保护，故当稳定要求故障切除时间小于0.2s时，需要整定。s切除全线故障，整定原则调整为保证本线路末端故障有灵敏度并躲过牵引变压器其它侧母线故障，见式（7）。
    （2）距离保护II段。
    ①按本线末故障有灵敏度整定：
      Zdz＝Klm×ZL（6）
式中，Klm为灵敏系数。
    ②按躲过牵引变低压侧母线故障整定：
    Zdz＝Kk×Zl+KkT×Zt/3                  （7）
式中，Kk为可靠系数，取0. 8；KT为可靠系数，取0. 7 ；Z，为牵引变压器正序阻抗，取最大容量变压器阻抗（即最小阻抗）。对于V/X牵引变压器，其短路阻抗分别为TN短路阻抗、FN短路阻抗和TF（TFN）短路阻抗。如，在变压器额定容量40MW下，南广高铁某牵引变压器的TN短路阻抗、FN短路阻抗和TF（TFN）短路阻抗百分比分别为13.85%、13. 85％和12. 79％，对应的有名值分别为167. 5、167. 5和154. 7Ω。这三个短路阻抗值的差异不大，TN短路阻抗与FN短路阻抗基本相等，TF（TFN）短路阻抗值最小。
    距离保护II段动作时间与牵引变压器差动保护配合整定，一般取0.2s；当稳定要求故障切除时间小于0. 3s且不小于0. 2s时取0.1s。
      （3）距离保护III段。

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