近年来,随着大功率、高速度、高行车密度的“交直交”型电力机车的大量投入使用,电气化铁路牵引供电系统中高次谐波谐振事故时有发生,谐振事故不但会影响车载设备的正常工作也会对地面设备造成严重的损坏。因此,有必要深入、细致的研究高次谐波谐振现象的机理,为抑制谐振现象的发生提供理论依据。机车车辆牵引变压器作为“车网”(电力机车-牵引供电)耦合系统中最为重要的电气设备之一,在高次谐波谐振事故的发生中起到了不可忽视的作用。为此,本文围绕机车车辆牵引变压器的谐波建模开展了一系列的研究,提出了一套基于谐波试验的机车车辆牵引变压器谐波建模理论,并使用谐波模型有效的评估了车载牵引变压器对于高次谐波谐振现象机理的影响。论文首先针对机车车辆牵引变压器的特殊性进行了分析。车载牵引变压器为单相多绕组变压器,它与传统的变压器在运行工况、设计要求、负载等方面都有所不同。本文以两台实际应用的车载牵引变压器为例,详细的分析了其内部的绕组分布与铁芯结构。以多绕组变压器理论为基础,对车载牵引变压器的既有工频等效模型进行了深入的研究,归纳与总结了各类模型的特点与差异。谐波会对车载牵引变压器的电气参数造成显著的影响,本文从绕组的集肤效应、铁芯的非线性、变压器内部的分布电容等角度阐明了变压器谐波建模需要考虑的因素。采用矢量匹配法与电路综合法相结合的阻抗频率特性统一建模方法,提出了基于最大磁链法的变压器励磁非线性建模方法。将单相多绕组变压器的工频等效模型与谐波工况下变压器参数频变特性相结合,提出了机车车辆牵引变压器的谐波建模方法。在株洲电机有限公司的协助下,对TBQ79-2800/25型车载多绕组变压器进行了谐波试验,并对试验结果进行了深入细致的分析。以谐波试验数据为基础,详细的论述了针对该型号变压器的谐波建模流程,完成了对其在0-5000Hz频率范围内的谐波模型建立,并验证了模型的准确性与实用性。最后,研究了车载牵引变压器对于牵引供电系统中高次谐波谐振现象的影响。分析了变压器电气参数的频变特性对于列车谐波电流传递特性的影响,探讨了变压器绕组的不对称性对于列车发出谐波电流的影响,研究了同一供电臂下运行的列车的数量对于牵引网阻抗频率特性的影响。揭示了车载牵引变压器与高次谐波谐振现象之间的关系,为抑制“车网”谐振、解决“车网”电气匹配问题提供了理论支持。