Das Eidg. Versicherungsgericht zieht in Erwägung:
1.- Die Vorinstanz hat die Bestimmungen über die Voraussetzungen des Anspruchs auf eine Invalidenrente der Unfallversicherung (<ref-law>), den Begriff der Invalidität (<ref-law>) und die Bestimmung des Invaliditätsgrades bei Erwerbstätigen nach der allgemeinen Methode des Einkommensvergleichs (<ref-law>) sowie über den Anspruch auf Integritätsentschädigung (<ref-law>) und deren Bemessung (<ref-law>) zutreffend dargelegt. Richtig sind auch die Ausführungen zur Aufgabe des Arztes oder der Ärztin bei der Invaliditätsbemessung (<ref-ruling> Erw. 4, 115 V 134 Erw. 2, 114 V 314 Erw. 3c, 105 V 158 Erw. 1) und zum Beweiswert sowie zur Beweiswürdigung ärztlicher Berichte und Gutachten (<ref-ruling> Erw. 1c mit Hinweisen; vgl. auch <ref-ruling> Erw. 3a und b). Darauf kann verwiesen werden.
2.- a) Streitig sind der Invaliditätsgrad und die Integritätseinbusse, auf welchen die Invalidenrente und die Integritätsentschädigung, die dem Beschwerdeführer auf Grund des Unfallereignisses vom 10. September 1990 zustehen, zu berechnen sind.
b) Auf Grund zahlreicher ärztlicher Stellungnahmen steht fest, dass der Beschwerdeführer anlässlich des Unfalls vom 10. September 1990 ein Schleudertrauma der HWS erlitten hat. Dies ist denn auch unbestritten. Zu prüfen ist dagegen, inwieweit ein invalidisierender Gesundheitsschaden vorliegt, der in einem natürlichen und adäquaten Kausalzusammenhang zum Unfallereignis steht.
3.- a) Die Leistungspflicht eines Unfallversicherers gemäss UVG setzt zunächst voraus, dass zwischen dem Unfallereignis und dem eingetretenen Schaden (Krankheit, Invalidität, Tod) ein natürlicher Kausalzusammenhang besteht. Ursachen im Sinne des natürlichen Kausalzusammenhangs sind alle Umstände, ohne deren Vorhandensein der eingetretene Erfolg nicht als eingetreten oder nicht als in der gleichen Weise bzw. nicht zur gleichen Zeit eingetreten gedacht werden kann. Entsprechend dieser Umschreibung ist für die Bejahung des natürlichen Kausalzusammenhangs nicht erforderlich, dass ein Unfall die alleinige oder unmittelbare Ursache gesundheitlicher Störungen ist; es genügt, dass das schädigende Ereignis zusammen mit anderen Bedingungen die körperliche oder geistige Integrität der versicherten Person beeinträchtigt hat, der Unfall mit andern Worten nicht weggedacht werden kann, ohne dass auch die eingetretene gesundheitliche Störung entfiele (<ref-ruling> Erw. 1, 118 V 289 Erw. 1b, je mit Hinweisen).
Ob zwischen einem schädigenden Ereignis und einer gesundheitlichen Störung ein natürlicher Kausalzusammenhang besteht, ist eine Tatfrage, worüber die Verwaltung bzw. im Beschwerdefall das Gericht im Rahmen der ihm obliegenden Beweiswürdigung nach dem im Sozialversicherungsrecht üblichen Beweisgrad der überwiegenden Wahrscheinlichkeit zu befinden hat. Die blosse Möglichkeit eines Zusammenhangs genügt für die Begründung eines Leistungsanspruches nicht (<ref-ruling> Erw. 1, 118 V 289 Erw. 1b, je mit Hinweisen).
b) Die Vorinstanz geht zunächst, gestützt auf das Gutachten des Dr. med. T._ vom 9. Januar 1996, davon aus, als Unfallrestfolge sei mit überwiegender Wahrscheinlichkeit lediglich ein Zervikalsyndrom anzusehen, während eine zusätzlich gegebene psychische Problematik unfallfremd sei. Anschliessend führt sie aus, die zum typischen Beschwerdebild einer Kontusion der HWS gehörenden Beeinträchtigungen lägen teilweise vor - leide der Versicherte doch an Kopfschmerzen, Konzentrationsschwierigkeiten, Gedächtnisstörungen und rascher Ermüdbarkeit - und träten im Vergleich zur psychischen Problematik nicht in den Hintergrund, sodass die natürliche Unfallkausalität zu bejahen und die Prüfung der Adäquanz des Kausalzusammenhangs gemäss den in <ref-ruling> formulierten Regeln vorzunehmen sei. Der Beschwerdeführer ist der Auffassung, diese beiden Aussagen liessen sich nicht vereinbaren.
c) Die Vorinstanz hat das Vorliegen des typischen Beschwerdebildes eines Schleudertraumas der HWS mit Recht bejaht. Neben den unbestrittenen Nackenbeschwerden und mehrfach dokumentierten, belastungsabhängigen Kopfschmerzen (Bericht des Dr. med. W._ vom 19. Mai 1992; Austrittsbericht der Rheuma- und Rehabilitationsklinik U._ vom 27. Februar 1995; Austrittsbericht der Rehabilitationsklinik A._ vom 31. August 1995) ergaben die medizinischen und erwerblichen Abklärungen namentlich das Vorliegen von Konzentrationsschwierigkeiten (Berichte über die Abklärung der Eingliederungs- und Abklärungsfähigkeit des Service-Zentrums U._ vom 6. Juni 1994 und 29. August 1994; Bericht von Frau Dr. phil. B._ vom 4. August 1995), Gedächtnisstörungen (Bericht von Frau Dr. O._ vom 14. Januar 1994; Bericht von Frau Dr. phil. B._ vom 4. August 1995), rascher Ermüdbarkeit (Bericht von Frau Dr. phil. B._ vom 4. August 1995) sowie einer Wesensveränderung (Bericht von Frau Dr. O._ vom 14. Januar 1994 und - im Rahmen einer Differenzialdiagnose - Bericht des Dr. med. A._ vom 18. August 1995). Dr. med. W._ weist in seinem Bericht vom 19. Mai 1992 ausserdem auf ein depressives Zustandsbild hin, welches entweder direkt durch das Schleudertrauma der HWS verursacht oder die Folge der beruflichen Beeinträchtigung sein könnte, ein Befund, welchen Dr. med. A._ in seiner Stellungnahme vom 18. August 1995 als Möglichkeit - im Rahmen einer Differenzialdiagnose - in Betracht zieht. Das typische, vielfältige Beschwerdebild eines Schleudertraumas der HWS (vgl. <ref-ruling> Erw. 4b) bzw. eine ganze Reihe der Symptome eines solchen ist somit gegeben. Unter diesen Umständen kann jedoch der Aussage der Vorinstanz, einzige Unfallrestfolge sei ein Zervikalsyndrom, nicht beigepflichtet werden, gehen doch die erwähnten Beschwerden weit über ein Zervikalsyndrom hinaus. Ist aber das Vorliegen eines typischen Beschwerdebildes nach Schleudertrauma der HWS zu bejahen, ist in Bezug auf die Ursache nicht zwischen physischen und psychischen Störungen zu unterscheiden (vgl. <ref-ruling> f. Erw. 1 mit Hinweisen).
d) Schlüssige Fakten, aus welchen hervorginge, dass unfallfremde Gründe für die gesundheitlichen Beschwerden des Versicherten verantwortlich sind und diese auch ohne den Unfall eingetreten wären, bestehen nicht. Es muss deshalb davon ausgegangen werden, dass der Unfall vom 10. September 1990 mindestens eine Teilursache der Beschwerden darstellt, sodass der natürliche Kausalzusammenhang ohne weiteres zu bejahen ist (<ref-ruling> Erw. 1 mit Hinweis, 341). Dies gilt auch für die neuropsychologischen Defizite, welche Frau Dr. phil. O._ in ihrem Gutachten vom 14. Januar 1994 als Folgen des Unfalls bezeichnet. Die gesundheitlichen Störungen, an welchen der Versicherte leidet, sind somit auf den Unfall zurückzuführen.
4.- a) Nach der Rechtsprechung hat ein Ereignis dann als adäquate Ursache eines Erfolges zu gelten, wenn es nach dem gewöhnlichen Lauf der Dinge und nach der allgemeinen Lebenserfahrung an sich geeignet ist, einen Erfolg von der Art des eingetretenen herbeizuführen, der Eintritt dieses Erfolges also durch das Ereignis allgemein als begünstigt erscheint (<ref-ruling> Erw. 5a mit Hinweisen).
b) Da eine ganze Reihe der zum typischen Beschwerdebild eines Schleudertraumas der HWS gehörenden Beeinträchtigungen gegeben ist und das psychische Zustandsbild nicht eindeutig im Vordergrund steht, ist die Adäquanz des Kausalzusammenhangs nicht nach der Rechtsprechung zu den psychischen Unfallfolgen (<ref-ruling> Erw. 6), sondern nach der nicht zwischen physischen und psychischen Aspekten unterscheidenden Rechtsprechung zu den Schleudertraumen der HWS (<ref-ruling>) zu prüfen (vgl. <ref-ruling> Erw. 2a). Es ist somit an das Unfallereignis anzuknüpfen, wobei - ausgehend vom augenfälligen Geschehensablauf - zwischen banalen bzw. leichten Unfällen einerseits, schweren Unfällen andererseits und den dazwischen liegenden, dem mittleren Bereich zuzurechnenden Ereignissen zu unterscheiden ist (<ref-ruling> Erw. 6a mit Hinweisen).
c) Beschwerdegegnerin und Vorinstanz qualifizieren den Vorfall vom 10. September 1990 als mittelschwer im Grenzbereich zu den leichten Unfällen. Sie stützen sich dabei auf ein von der Haftpflichtversicherung der Bahnbetreiberin in Auftrag gegebenes Gutachten des dipl. Ing. ETH C._ vom 20. Juli 1998, welches insbesondere zum Ergebnis kommt, die Auffahrgeschwindigkeit der hinteren auf die vordere Wagenkomposition habe höchstens 8,2 km/h betragen. Der Beschwerdeführer äussert Zweifel an der Zuverlässigkeit dieses Privatgutachtens und verlangt dessen Überprüfung durch die EMPA. Das Gutachten wurde knapp acht Jahre nach dem Unfall erstattet und stützt sich im Wesentlichen auf eine Besprechung mit dem Hersteller der Bahn in Italien sowie auf Angaben der Bahnbetreiberin über unmittelbar nach dem Unfall durch das Personal vorgenommene Kontrollen. Unter diesen Umständen ist in der Tat fraglich, ob anlässlich der Besprechung mit dem Bahnhersteller alle relevanten Fakten erhoben werden konnten und ob das Personal der Bahnbetreiberin ausreichend qualifiziert war, um die notwendigen Kontrollen durchzuführen, zumal nicht feststeht, ob die Bahn am Unfalltag überhaupt noch weiter betrieben wurde. Die Zuordnung des Unfalls in den mittleren Bereich wäre jedoch selbst dann nicht zu beanstanden, wenn die Auffahrgeschwindigkeit das doppelte der angenommenen 8,2 km/h betragen hätte (vgl. RKUV 1995 Nr. U 215 S. 91, 1999 Nr. U 330 S. 122), während andererseits auch kein banaler oder leichter Unfall (vgl. dazu <ref-ruling> Erw. 6a) gegeben ist. Die vom Beschwerdeführer verlangte Überprüfung des Gutachtens ist daher nicht notwendig, sodass offen bleiben kann, ob der Beweisantrag rechtzeitig gestellt worden ist.
d) Die Beurteilung des adäquaten Kausalzusammenhangs zwischen einem dem mittleren Bereich zuzuordnenden Unfall und den im Sinne der natürlichen Kausalität auf diesen zurückzuführenden Gesundheitsstörungen hängt davon ab, ob und inwieweit die massgebenden unfallbezogenen Kriterien (besonders dramatische Begleitumstände oder besondere Eindrücklichkeit des Unfalls; Schwere oder besondere Art der erlittenen Verletzung; ungewöhnlich lange Dauer der ärztlichen Behandlung; Dauerbeschwerden; ärztliche Fehlbehandlung, welche Unfallfolgen erheblich verschlimmert; schwieriger Heilungsverlauf und erhebliche Komplikationen; Grad und Dauer der Arbeitsunfähigkeit) erfüllt sind (<ref-ruling> f.).
aa) Im Gegensatz zu vielen anderen Schleudertraumen der HWS liegen nachweisbare, dauerhafte Beeinträchtigungen vor, die für sich allein genommen zur Zusprechung einer Rente durch die Beschwerdegegnerin geführt haben. Die besondere Art der Verletzung - als ein erstes Indiz für die Adäquanz des Kausalzusammenhangs - ist daher gegeben.
bb) Durch verschiedene ärztliche Stellungnahmen, welche mit den Angaben des Versicherten übereinstimmen, ist dokumentiert, dass er während der gesamten Dauer der Heilbehandlung und der Abklärungen an persistierenden Nackenschmerzen sowie belastungabhängigen Kopfschmerzen litt. Damit ist auch das Kriterium der (körperlichen) Dauerbeschwerden erfüllt.
cc) Nach dem Unfall vom 10. September 1990 war der Beschwerdeführer zunächst vollständig arbeitsunfähig (Bestätigung des Dr. med. H._ vom 9. Oktober 1990; Bericht der Klinik B._ vom 22. November 1990). Ab 11. Februar 1991, also nach fünf Monaten, konnte er die Arbeit zu 50 %, ab 15. April 1991 zu 100 % wieder aufnehmen. In der Folge war er bis 2. Oktober 1991 und vom 12. Dezember 1991 bis 31. Juli 1992 grundsätzlich vollzeitlich erwerbstätig, wobei vom 14. bis 31. Mai 1992 eine Arbeitsunfähigkeit von 100 % bestand und auf Grund der medizinischen Unterlagen, insbesondere des Berichts des Dr. med. K._ an die IV-Stelle vom 9. Juli 1992, auch für den anschliessenden Zeitraum von einer Einschränkung in der damaligen Tätigkeit ausgegangen werden muss. Im Verlauf der am 1. August 1992 begonnenen Anstellung bei der S._ AG wurde die Arbeitszeit - nach einzelnen halbtägigen Arbeitsaussetzungen im September und Oktober 1992 - ab 9. November 1992 auf 50 % reduziert und das Arbeitsverhältnis schliesslich per 31. Januar 1993 aufgelöst. Für die Folgezeit ist eine Arbeitsunfähigkeit von 50 % dokumentiert (Berichte des Dr. med. D._ vom 21. Dezember 1992 und 8. Januar 1993, des Kreisarztes Dr. med. J._ vom 22. März 1993 und des Dr. med. D._ vom 8. November 1993). Die Abklärung im Service-Zentrum U._ vom 14. März bis 13. September 1994 wurde zunächst mit einem Vollpensum begonnen, welches wegen Konzentrationsschwierigkeiten jedoch auf 4 Stunden pro Tag reduziert werden musste, wobei trotzdem Stundenpausen notwendig waren. Im Austrittsbericht der Rehabilitationsklinik A._ vom 31. August 1995 wird die Arbeitsfähigkeit ab 17. August 1995 auf 33 1/3 % beziffert. Rund fünf Jahre nach dem Unfall war der Beschwerdeführer demnach in seiner Arbeitsfähigkeit weiterhin stark eingeschränkt. Zusammenfassend ist davon auszugehen, dass der Beschwerdeführer rund sieben Monate nach dem Unfall für die Dauer von rund 13 Monaten wieder voll arbeitsfähig war, aber nach dem 14. Mai 1992 die volle Arbeitsfähigkeit nicht mehr erlangte. Ausmass und Dauer der Arbeitsunfähigkeit sprechen - auch unter Berücksichtigung der zwischenzeitlichen vollzeitlichen Erwerbstätigkeit - für die Bejahung der Adäquanz des Kausalzusammenhangs zum Unfall.
e) Eine Gesamtbetrachtung ergibt, dass dem Unfall vom 10. September 1990 eine massgebende Bedeutung für die Entstehung der festgestellten Arbeits- und Erwerbsunfähigkeit zukommt. Die Adäquanz des Kausalzusammenhangs ist deshalb zu bejahen. Es wird Aufgabe der SUVA sein, an welche die Sache zurückzuweisen ist, über die Höhe der Rente neu zu verfügen. Dabei wird sie sich an dem durch die Invalidenversicherung ermittelten Invaliditätsgrad von 75 % zu orientieren haben, sofern dieser sich nicht als offensichtlich falsch erweisen sollte (vgl. <ref-ruling>). Zudem wird die SUVA auch über die Integritätsentschädigung eine neue Verfügung erlassen.
5.- Im vorliegenden Verfahren geht es um die Bewilligung oder Verweigerung von Versicherungsleistungen, weshalb von der Auferlegung von Gerichtskosten abzusehen ist (Art. 134 OG). Dem Prozessausgang entsprechend ist dem Beschwerdeführer eine Parteientschädigung zuzusprechen (Art. 135 in Verbindung mit Art. 159 OG). Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege, einschliesslich der unentgeltlichen Verbeiständung, erweist sich damit als gegenstandslos.

Demnach erkennt das Eidg. Versicherungsgericht:
I. Die Verwaltungsgerichtsbeschwerde wird in dem Sinne
gutgeheissen, dass der Entscheid des Sozialversicherungsgerichts
des Kantons Zürich vom 13. September
2000 sowie der Einspracheentscheid vom 6. März 1998
aufgehoben werden, und es wird die Sache an die SUVA
zurückgewiesen, damit sie über den Anspruch des Beschwerdeführers
auf Invalidenrente und Integritätsentschädigung
neu verfüge.
II. Es werden keine Gerichtskosten erhoben.
III.Die SUVA hat dem Beschwerdeführer für das Verfahren
vor dem Eidgenössischen Versicherungsgericht eine Parteientschädigung
von Fr. 2500.- (einschliesslich Mehrwertsteuer)
zu bezahlen.
IV.Das Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich wird
über eine Parteientschädigung für das kantonale Verfahren
entsprechend dem Ausgang des letztinstanzlichen
Prozesses zu befinden haben.
V. Dieses Urteil wird den Parteien, dem Sozialversicherungsgericht
des Kantons Zürich und dem Bundesamt für
Sozialversicherung zugestellt.
Luzern, 31. Mai 2001
Im Namen des
Eidgenössischen Versicherungsgerichts
Der Präsident der III. Kammer:
Der Gerichtsschreiber: