随着铁路发展与人民不断增长的出行需求,电气化铁路的运营里程也不断增长,线路日趋复杂。与一些普通的正线不同,许多电气化铁路线路带有车站、机务段、编组站、到发场和转运场区段,这些区间不仅股道数量众多、牵引网结构复杂,形成了一个较宽的谐波谐振带,同时也有较多数量的机车在此运行,机车产生的谐波电流作用在复杂牵引网中的分布电容和电感上,可能造成谐波谐振问题。谐波谐振问题有可能造成车顶网压过高,从而导致列车设备损坏,这不仅影响了机车的安全稳定运行,同时也造成了不必要的经济损失。围绕着复杂牵引网造成的高次谐波谐振问题及抑制方案,本文展开了如下研究:(1)根据Carson理论、镜像原理和牵引网拓扑结构,利用阻抗矩阵降阶方法,建立起牵引网谐波数学模型。并利用π型等效电路,画出单线、复线、站场、正线带车站等复杂牵引网的等效电路图,列写节点导纳矩阵,奠定了后续研究的基础。(2)利用多导体传输理论建立复线牵引供电系统的Simulink仿真模型,并与数学模型进行对比。应用模态分析方法分析复杂牵引网高次谐波谐振,研究了线路长度、股道数量、站场位置以及机车位置对复杂牵引网高次谐波谐振的影响。研究表明,随着股道数量的增多、线路长度的增加,牵引网谐振频率会有下降趋势,站场位于区间的位置同样会影响谐振次数。机车是否位于站场、正线则对谐振点影响较小。(3)根据某典型牵引变电所的主接线图和供电示意图,建立高次谐波谐振严重的复杂牵引网数学分析模型,并将分析情况与实测数据进行对比。分析该牵引所高次谐波谐振严重的原因,数学模型分析结果与实测数据基本符合。结果说明,多条结构复杂的馈线共同作用下造成了该所较宽的高次谐波谐振带。(4)从改变牵引供电系统参数和加装滤波器两方面考虑该牵引变电所所的高次谐波谐振抑制方案。研究表明,改变牵引网参数对于既有线路操作难度较大。并针对实际线路研究了APF+阻波高通滤波器和单调谐+阻波高通滤波器两种方案,仿真和计算结果表明,两种都能较好抑制高次谐波谐振并适用于交直、交直交机车混跑的线路,其中3次调谐滤波器+阻波高通滤波器的滤波器方案用于交直、交直交机车混跑的线路效果较好。本文包括复杂牵引网的数学建模、谐波谐振分析及谐波治理方案的研究。利用数学模型分析和实测数据相互比照,与实际情况较为匹配,并提出了高次谐波治理方案。