高速重载的单相牵引负荷在运行时加重了电力系统的三相电压不平衡问题,由此产生的基于各种接线形式的同相供电系统能够完全消除上述问题带来的影响,但是在工程应用中投资较高,为降低成本提出的组合式同相供电系统在结构、技术以及经济层面均发生了较大的变化。本文以适于旧线改造的单三相组合式同相供电系统和适于新线建设的单相组合式同相供电系统为研究对象。首先分别基于两种系统的结构推导实现平衡变换的条件以及补偿装置补偿电流的计算方法。以早期工程化同相供电系统为参照,讨论组合式同相供电系统在容量配置、变压器容量利用率、电分相装置设置以及同相补偿装置结构等方面的差异性。然后以某一实际线路负荷为例,主要对牵引变压器和CPD装置容量进行设计,讨论在两种运行方式下设备中的负荷过程变化,并建立补偿装置各模块损耗模型,基于上述数据分析不同运行方式和模块对系统损耗的影响。最后,以某一牵引变电所改造为例,以财务效益评估为目标,讨论组合式同相供电系统与异相供电系统的损益变化,量化投资与收益,计算财务效益指标,并给出改造方案的可行性结论；以某一新线中牵引变电所建设为例,主要以补偿装置容量和变压器容量为评估目标,讨论了组合式同相供电技术应用与传统工程化同相供电技术应用的损益变化。从工程经济学的角度论述了组合式同相供电系统的经济性。