我国电气化铁道牵引供电系统中存在的电能质量问题主要表现为负序、无功及谐波,电气化铁路向高速化、重载化的方向发展也一直受传统的异相供电系统中存在的电分相问题制约着。同相供电系统的应用能够很好的解决上述电能质量问题,并能够取消变电所出口处的电分相。在现有同相供电系统的基础上加以改善后提出的组合式同相供电系统,能够实现补偿装置容量最小化、技术经济最优化的目标,因此对组合式同相供电设计方法进行研究有着更为实际的意义。本文主要工作是参考电气化铁道设计手册对组合式同相供电系统设计方法进行研究。首先介绍了组合式同相供电系统的结构,分析了其平衡变换原理。其次,本文主要针对单相组合式同相供电系统进行分析,介绍了馈线电流的计算方法,给出了同相补偿装置的补偿电流及补偿容量与补偿度之间的关系表达式,并根据对称分量法得出了电压、电流不平衡度与补偿度之间的关系,利用这个关系可以得到补偿装置容量的满意优化算法。本文也对牵引变压器的容量设计进行了分析,然后讨论了列车在再生制动工况下对系统负序的影响,并对同相供电系统和异相供电系统供电能力进行了对比分析。最后,本文针对新建线路与既有线路两种不同情况进行了组合式同相供电系统的设计,并给出了变电所主接线。