本文分析了电气化铁路供电系统供电方式、牵引变压器常用的接线形式和我国SS8型电力机车的工作原理。分析了TCR+FC型静止无功补偿装置的组成结构、工作原理和SVC系统的滤波器设计方法。针对不平衡负荷，分析了不平衡补偿原理和利用对称分量法推导的补偿导纳算法，分别阐述了基于瞬时无功理论的补偿电流算法、基于电压定向矢量变换的控制算法、基于FBD理论的无功电流快速检测方法、基于Hilbert变换的瞬时无功功率检测算法这四种算法的工作原理，设计了针对V/v牵引变压器的面向电气化铁路TCR+FC型无功补偿装置的补偿方案。为了验证补偿方案的可行性，在仿真软件MATLAB/SIMULINK环境下对四种补偿电流检测算法进行了仿真比较并最终选择采用基于Hilbert变换的瞬时无功功率检测算法，并且详细推导了TCR+FC容量的计算过程以及参数的计算公式，搭建了SS8型电力机车的仿真模型，并搭建了以电力机车为负荷的电力系统及采用V/v变压器的牵引供电系统的仿真模型，仿真分析结果表明将TCR+FC型补偿装置接入到V/v变压器二次侧方案可行，补偿导纳分析算法精度较高、速度较快，TCR+FC参数设计合理。设计搭建了母线电压为380V的实验平台，在DSP中编写PID控制程序，进行了实验验证工作。实验结果表明在模拟牵引网中任何负载工况切换过程中，补偿装置都能够比较快速的跟踪负载的变化进入稳态，到达稳态后，补偿装置能够比较准确地使系统达到平衡，说明了TCR+FC补偿装置以及补偿方案的设计是可行有效的。