电力机车负载作为单相负荷,给电力系统带来了严重的谐波、负序、电压波动等问题,严重影响了电网的电能质量和安全稳定运行。市域铁路作为电气化铁路的一种,属于短距离运营,中心城区土地资源紧张牵引变电所选址上有一定困难,而且当动车段所与牵引变电所距离较远时,投资较大。所以拟研究采用市电10k V或35k V作为进线电源对动车段所供电的可行性,包括对10k V（35k V）升压牵引变电所的工程实施方案进行研究,10（35）/27.5k V升压变压器接线,对电力系统的电能质量影响,确定接入系统的临界短路容量等。本文首先分析了国内外电气化铁路电能质量治理方法研究现状;然后在平衡变压器的基础上,提出了基于移相电容的scott平衡变压器三相变单相变压器供电方式,以及基于电容电感移相的三相变单相供电方式研究,并就工作原理和适用场合进行了分析,给出了对应的临界短路容量;最后介绍了基于平衡补偿的YNvd变压器三相变单相牵引供电方案研究,通过对机车几种典型运行工况仿真验证了所提方案的正确性。本文主要做了以下几个方面的工作:首先,分析了YNvd平衡变压器的特性,并通过仿真验证,然后基于平衡变压器的基础上提出了基于移相电容的scott平衡变压器三相变单相变压器供电方式和基于电容电感移相的三相变单相供电方式,详细推导了两种方法的结构和原理,并通过仿真实验进行验证,对比两种方法的优缺点,并给出了对应的市电电源的临界短路容量。其次,为了解决移相法的不足,提出一种基于平衡补偿的YNvd变压器三相变单相牵引供电方案研究,分析了系统的拓补结构和工作原理,分析了本文用到的电流检测方法、电流跟踪控制方法以及直流侧电容电压控制方法等。最后,针对仿真系统中涉及到的重要参数进行了说明,结合机车几种典型运行工况,对提出的基于平衡补偿的YNvd变压器三相变单相牵引供电方案进行仿真分析,从负序不平衡度和谐波两个方面对本文方案进行验证。仿真结果验证了本文所提方案的正确性,并通过分析确定了电源系统的临界短路容量。对今后市域铁路的普及或者短距离供电提供了一定的理论借鉴。