基于5电平二极管钳位 H桥(以下简称5H桥)级联的牵引供电系统是为了取消既有牵引供电系统电分相、改善电能质量、扩大牵引变电所容量而提出的一种新型牵引供电系统。针对目前对该新型牵引供电系统的研究较少、对级联变换器构成的新型牵引变电所的谐波分析基本为空白的现状,本文分析了该牵引变电所输出谐波特性,利用双边傅里叶函数推导了载波移相 SPWM(CPS-SPWM)调制策略下的5 H 桥及5 H 桥级联牵引变电所输出电压谐波特性,利用 Matlab/Simulink搭建该牵引变电所模型,仿真结果表明:该牵引变电所输出电压总谐波失真率可满足国家标准,由此可知该变电所可不用设置滤波电路。且通过仿真和基于 FPGA的小功率实验,验证了输出电压谐波分布特性与理论推导一致性,为该系统的进一步研究提供了理论依据。