随着电网规模的不断扩大，越来越多的线路采用同塔双回不换位架构方式，不换位以及线路间复杂的电磁耦合关系使得当前同塔双回线路不平衡问题日益严重。目前对于单回线路不平衡度已有较为成熟的研究，而同塔双回线路的穿越不平衡度也有较为丰富的研究成果。事实上，除穿越性不平衡电流之外，同塔双回输电线路的环流不平衡分量对系统运行、继电保护等也具有显著的影响，且环流不平衡度存在基本不随线路长度变化的规律，因而在短线路时的影响更为突出。但复杂耦合关系阻碍了对双回线路不平衡度的理论分析，环流不平衡度是否随其他因素变化也无明确定论，更无法从源头去分析和降低不平衡度的影响。因此亟需开展同塔双回线路环流不平衡度相关规律的研究。本文综合考虑了同塔双回输电线路系统中的电源、负荷、避雷线及其他相关因素的影响，提出了精确的基于相模变换的同塔双回线路不平衡度计算方法。该方法填补了当前同塔双回输电线路的分相建模、不平衡度的计算机理等研究的空白，在理论上解释了环流不平衡度基本不随线路长度和负荷大小变化而变化及其他相关规律。通过220kV和500kV典型输电线路的理论计算和仿真验证对比，验证了该方法的正确性及普适性。以精确的基于相模变换的同塔双回线路不平衡度计算方法为基础，论文分析了各种可能影响环流不平衡度的因素，并对环流不平衡度随各种因素变化情况进行EMTDC仿真。与以往研究时忽略避雷线的影响不同，本文研究发现避雷线对不平衡度具有显著的影响，亦是约束同塔双回线路环流不平衡的重要因素。通过全面分析不平衡度各种影响因素可知，环流不平衡度受相序排列方式、导线分裂情况、导线间距、避雷线型号、避雷线间距的影响显著，并基本不受线路长度、负荷、系统电源阻抗、导线型号、导线高度、大地电阻率的影响。最后，结合工程实际，给出了降低环流不平衡度的建议措施。本文工作得到国家高技术研究发展计划（2012AA050209）科技项目，国家自然科学基金（51377059）以及广东省自然科学基金（S2013010012885）的资助，部分研究成果已经在电网运行部门的实际工作中得到应用，验证了本文工作的正确性和有效性，取得了良好的社会和经济效益。