随着我国经济的高速发展,铁路运输面临巨大的压力,为了提高铁路运输能力,大力发展高速铁路和开发铁路的运输潜能,在既有线铁路系统进行货运、客运及动车组混跑是目前铁路主要运行方式。伴随着客、货运列车从SS系列改型至HXD系列和CRH5系列,这样就出现了SS4、SS9、HXD3B、HXD3C、CRH5等电力机车共线混跑的状况,相对原来只有SS4型、SS9型电力机车运行的电气化线路出现了新的问题,如负序、谐波和无功补偿等问题。近年来,在东北地区发生了多起低次谐波谐振或高次谐波传输放大引起电力机车牵引变压器二次绕组限压电阻或变电所无功补偿兼滤波电容烧损的事故,随着交-直-交型电力机车的继续增加将造成接触网下高次谐波含有率增高和谐波传输放大特性更加劣化的状况。本文针对上述问题,选择以SS4型与HXD3B型电力机车为主的混跑牵引供电车网系统开展研究。首先分析研究了SS4型、HXD3B型电力机车和直供式牵引供电系统的工作原理以及功率因数、谐波电压电流分布规律和大小情况；其次,针对SS4型和HXD3B型电力机车建立数学模型,利用Matlab/simulink软件进行仿真分析,通过仿真得出的谐波分布情况与原理分析基本一致；再次,在实际工作中进行了现场的实地测量,主要是采用UP-2210在线式电能质量监测仪和PQ Secure电能质量监测评估软件对哈尔滨供电段王岗变电牵引所进行电能质量的测量与分析,实际测量结果证明了理论分析和仿真实验结果的正确性；最后,针对此类混跑现状提出了具体的谐波抑制措施和无功补偿的改善措施,并在实际系统中进行了运用,运用结果表明这些措施可以有效解决谐波和无功问题。