随着电气化铁路朝着高速化和重载化发展，其所带来的电能质量问题对整个电力系统的影响越来越严重。对于电气化铁道电能质量的治理问题，是当今电气化铁道方面研究的重点问题。但是，电气化铁道的电能质量具有其独特的特点，不对称性强，负载波动性大，随机性强，治理容量大等。因此，选取一种能够克服上述各种复杂条件的治理方法成为现阶段研究的热点。本课题来源于国家自然科学基金项目（51077044）“基于新型平衡变压器的电气化铁道负序和谐波统一治理的理论与方法研究”。论文中充分挖掘平衡变压器的潜在功能，采用先进的电力电子技术，提高负序和谐波的综合治理效果，从而达到提高负序和谐波的综合治理，降低综合治理的成本。并具有先进性、综合性和实用性的特点。围绕电气化铁道电能质量治理的各种问题，本文具体研究工作如下：首先，概述了现阶段电气化铁道电能质量各种治理方法的特点，介绍了其基本原理及优缺点。然后从数学原理上推导了基于Y/>/▽接线平衡变压器、星形三角形平衡变压器和YN/〉/－V接线平衡变压器的电气化铁道负序、谐波和无功治理的本质和负载负序谐波分量在变压器各个绕组中的分布情况。研究基于此种类型的多用途平衡变压器与三相变流器相结合的共同特点，并提出了治理电气化铁道电能质量的新型拓扑结构。其次，结合前期的研究工作，找到此种治理系统负序、谐波和无功的检测方法，通过此种检测方法进行系统补偿量的实时检测。并找到能够应用于新型拓扑结构中三相桥式变流器中电压电流双闭环控制方法。结合湖南西部某牵引供电站的实测负载波形在Matlab/Simulink平台中建立仿真模型，验证了整个系统对于电气化铁道电能质量综合治理的效果。并对比分析此种拓扑结构之间及其与原有治理方法结构上的优缺点。为此种类型的电气化铁道电能质量治理提供了一定的实践指导。最后，针对实验室现存的5kVA小容量的Y/>/▽接线平衡变压器，建立整个治理系统的实验模型。将整个系统的各个硬件部分进行一定的叙述，为下一步进行整个系统的实验做了比较完善的前期准备。以实验来验证理论的准确性，从而达到比较好的工程实践指导价值。