我国山地资源丰富,但是受限于地势和环保要求,山地轨道交通的发展严重滞后。以四川省为例,多山地的川西和川南地区铁路里程短、路网密度低,难以满足当地居民的出行需求,交通不便严重制约了山区经济各方面发展。近年来,四川省规划建设23条山地轨道线路,总里程达到2520km,在这样的背景下研究适用于山地轨道交通的牵引供电系统技术方案具有迫切的现实意义。本文首先对比了现有牵引供电制式的特点,给出了与山地轨道交通特征相适应的牵引供电系统方案,阐述了该供电结构下牵引变电所和电缆牵引网的构成。通过对比不同类型接触网的特点,结合山地轨道交通的特征,分析了采用接触带和受电犁相较于传统接触网的优势。在山地列车需要减轴重的背景下,从绝缘距离和车载牵引变流器适配性的角度出发,论证了接触带的电压等级并分析了选用3kV电压等级的可行性。然后,研究了计及金属护层影响的电缆参数计算方法,求解了交叉互联接地边界条件下的电缆电气参数,基于等面半径计算了接触带的电气参数。针对本供电方案相较于传统牵引供电方案的电气特性差异,研究了电缆牵引网的供电特性,给出了系统等效模型和供电回路的电流分配规律。推导了接触带的电压损失计算公式,结合3kV电压等级下接触带电压和机车牵引功率的变化规律,计算了相邻牵引所的最大供电距离。最后,分析了电缆牵引网的电容效应以及补偿电缆容性无功的必要性,提出利用牵引所内同相供电装置补偿电缆无功的方法。研究了电缆牵引网无功补偿容量的计算方法,提出了基于中央控制器的多牵引所无功协同补偿控制方法,给出了各牵引所无功补偿容量的分配公式。然后,结合同相供电负序补偿原理,提出了电缆无功补偿和牵引负荷负序补偿相结合的协同补偿策略。最后,针对某山地轨道线路设计了牵引供电方案,搭建了供电系统的仿真模型。仿真分析了该供电方案下电缆牵引网的电气特性,并对牵引所协同补偿控制策略进行了仿真,整体取得了满意的补偿效果,验证了本供电方案和补偿方法的可行性。