我国当前城轨交通发展迅猛,城轨供电人才缺口很大。目前,许多高校已开设城轨供电专业培养专门的城轨供电人才,调研表明“实践能力不理想”是普遍存在的问题。本文在城轨供电与测控综合实验室的框架下,设计了用于城轨供电教学培训使用的直流保护实验系统,系统、全面、经济地反映地城市轨道交通直流保护系统的运行方式和工作状况,实现现场状况在实验室的模拟再现。既可供城轨专业学生进行实验,又可面向从业人员开展相关培训。首先介绍了城市轨道交通直流保护实验系统的构成,对系统的构成进行了分析,明确了教学与培训的目标。接着说明了直流保护系统的设计原则和功能要求,并对实验室将实现的直流保项目进行了理论分析。同时,对机车启动、短路状况下的暂态过程进行了分析。在城轨直流保护理论研究的基础上,本文从两个层次对实验系统进行了设计与实现。一是应用层面,提出了直流保护测控装置硬件方案,并在硬件基础上通过人机接口实现了对直流保护的操作,学员可通过该人机界面实现城轨直流保护操作训练；二是基于MATLAB/Simulink建立的直流牵引系统仿真模型和MATLAB/GUI可视化功能,设计了直流保护虚拟实验系统,为学员提供可视化的直流保护理论学习平台。