在电气化铁路中,一些牵引变电所牵引主变压器及所用变压器的原边侧采用单相断路器控制合闸,断路器的非同期动作会导致过电压、励磁涌流等电磁暂态的发生,造成熔断器烧断、爆炸以及母线支撑绝缘闪络。此外,动车组在升受电弓、合车载牵引变压器时同样会出现电磁暂态过程,给电气设备、车载通信及控制系统的正常运行带来严重威胁,不利于动车组的正常运行。目前对电力系统操作过电压的研究有成熟的研究体系,但对于铁路牵引供电系统中这方面的研究却相对较少。本文将对铁路牵引供电系统几种操作过电压进行理论及仿真分析。本文对牵引变电所主变压器、所用变压器以及CRH2型动车组高压系统的升弓、车载牵引变压器空载合闸的电磁暂态过程进行了研究。首先,分别对上述三种情况建立了电路模型并进行了理论分析计算,理论分析表明,合闸角是影响牵引变电所主变压器、所用变压器合闸电磁暂态过程的主要因素,其次是系统等效电源电感值以及系统对地电容值；动车组升弓时弓网电压主要受系统等效电源的电感值、电阻值的影响,在车顶电缆参数不变情况下,动车组车载牵引变压器空载合闸的电磁暂态过程主要与合闸角及剩磁有关。其次,利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对上述三种电路模型建立了仿真模型并进行仿真验证。仿真结果表明：当系统参数一定时,牵引主变压器高压侧三相非同期合闸电压高于同期合闸,合闸角在0°附近过电压值最小,在90°附近最大且为系统额定电压的2.7倍,其2%统计过电压显示,非同期时间差越大,合闸过电压越大；所用变压器的空载合闸最大过电压值出现在A合闸角为0°/180°,B相90°处,为额定电压的4.37倍,此时励磁涌流为额定励磁电流的184倍,A合闸角为90°时,B合闸角为90°,过电压值最大为额定电压的1.98倍,基本无励磁涌流；CRH2型动车组升弓过电压幅值可达60-75kV；合车载牵引变压器时,合闸角在90°附近,车载牵引变压器合闸过电压较大,励磁涌流较小,在0°附近,过电压值较小但励磁涌流较大,同时,剩磁越大,励磁涌流就越大。最后,根据仿真结果针对每种情况提出抑制电磁暂态过电压的技术措施,仿真表明：采用合闸电阻、选相合闸技术及安装避雷器均能有效减小牵引主变压器高压侧三相空载非同期合闸过电压；采用中间继电器合闸可使所用变压器正常合闸;在车顶高压电气系统附加电阻或并接RC滤波器可以有效改善CRH2型动车组高压系统的电磁暂态情况：车载牵引变压器采用合闸电阻可正常合闸。