新型交直流双制式牵引供电系统代表了城市轨道交通系统和市域铁路之间互联互通的发展方向,应用前景非常广阔。目前交直流双制式牵引供电模式在国内尚处于空白,特别是过渡区段附近“车-网”和“车-轨”之间的电气特性尚不明确。以国内首条交直流双制式轨道交通线路跳磴至江津线为例,研究牵引供电系统牵引回流特性和双制式电力机车过分相暂态特性,分析不同影响因素与不同运行工况下双制式牵引供电系统过渡区段电气特性的变化规律,对保障系统安全运营具有重要意义。本文首先研究了交流和直流牵引供电系统下钢轨电位与牵引回流的计算模型,并建立了交流区段钢轨附近大地电位的数学计算模型。基于实际工程设计方案,搭建了交直流双制式牵引回流系统仿真模型,与理论计算结果对比分析,验证了上述模型的正确性和有效性。其次,提出了适用于交直流双制式牵引供电系统的钢轨复合电位限值。分析了无电区段长度、过渡电阻、土壤电阻率对钢轨复合电位的影响规律及其灵敏度,研究了无电区段是否设置钢轨绝缘节时钢轨复合电位的变化规律。然后,结合交直流双制式牵引供电系统不同电分相设计方案,计算了主要电气参数,建立了交直流双制式机车过分相过程对应的等值模型,推导了交直流双制式机车过分相暂态过电压的计算公式。最后,搭建了双制式机车过分相暂态过程各阶段仿真模型,研究了不同电分相方案下交直流双制式机车过分相各个阶段暂态过电压的变化规律。分析了接触网电压相位、牵引网谐波电压等因素对双制式机车过分相暂态过电压的影响规律。提出了有效的过电压抑制方案,为工程设计提供了重要参考。