국내 고속철도 개통을 계기로 전철화가 지속적으로 이루어지고 있고, 교통수요 변화에 대비하여 고급화된 철도 교통수단에 대한 요구가 증대되고 있다. 또한 철도 산업분야의 전기에너지에 대한 의존도가 점차 상승함에 따라, 전기철도 차량에 공급하는 전력에 대한 안정성과 전력품질 향상에 대한 요구가 급증하고 있다. 그러나 국내에는 아직 노후된 철도 선로들이 많이 운영되고 있고 이들의 전력품질과 안정성의 개선은 필수적이다. 본 논문에서는 변압기 보호용 계전기의 동작이 빈번하게 발생하는 노후된 계통을 대상으로 삼아 연구를 진행하였다. 모의한 AT(Auto Transformer, 단권 변압기) 급전계통은 타 철도 시설에 비해 낮은 수전단 전압을 공급받고 과부하로 인한 계전기 동작이 자주 발생하는 계통이다. 또한 이 계통은 높은 부하전류 뿐만 아니라, AT나 스코트 변압기의 용량이 작기 때문에 고장전류의 크기는 크지 않다. 따라서 이 계통에서는 과전류 계전기를 정정 할 수 있는 영역이 한정적이며 정밀하게 정정 값을 산정해야 한다. 상기의 기술한 문제점을 해결하기 위해 PSCAD/EMTDC(Power Systems Computer Aided Design / Magnetic Transients including DC)를 통하여 국내 실 계통 및 변압기 보호용 과전류 계전기의 모델링을 수행하였고, 고장전류 분석을 통해 모델링의 적합성을 검증하였다. 또한 과전류 계전기의 정정을 해당 계통 상황에 맞게 다시 산정하였고, 정정 값 계산식에 보정계수를 제시하여 보호 협조 체계에 따라 과전류 계전기의 동작을 확인하였다.