交流牵引网保护分析

浅谈广州地铁直流牵引供电与交流牵引供电系统的选择余柏林【摘要】本文主要介绍了广州地铁直流和交流牵引系统的组成和保护设置,对两者的优缺点进行分析对比,提出选择建议。

【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】1页(P13-13)【关键词】直流;交流;牵引系统【作者】余柏林【作者单位】广州市地下铁道总公司,广东广州510030【正文语种】中文【中图分类】U264.22目前，广州地铁线网的发展速度进入快车道，为满足不同需求而开通的线路也日益增多，现有的线路包括广佛线、一号～五号线，三号线北延段、八号线、APM线等等，其中APM线的线路最短，仅有3.96公里。

APM线功能需求定位为广州中轴线旅游观光线路，途经广州塔、海心沙、大剧院、花城广场、中信广场等标志性景点。

其最为特殊的是列车供电采用AC600V的交流牵引供电系统，这是广州地铁历史上第一条采用交流牵引供电的线路。

在国内的其他地铁城市中，交流牵引供电系统的出现也仅限于北京机场内采用的无人驾驶列车线路，一般地铁列车供电均采用直流牵引供电系统。

本文将针对广州地铁采用的两种牵引供电方式进行分析比较，明确两者对于地铁列车供电存在的意义。

直流牵引供电系统在中国地铁行业应用比较普遍，一般直流电压等级为DC1500V，有个别城市如北京地铁线路采用DC750V。

直流牵引供电是一项比较成熟的技术，其系统组成主要包括以下几个部分:中压馈线开关、牵引变压器、整流柜、直流进线开关、直流馈线开关和牵引网组成。

牵引网主要由直流馈线开关馈出电缆、上网刀闸、接触网/接触轨、牵引轨、均流电缆、回流电缆、负极柜等组成。

牵引变压器和整流装置整体称为整流机组，整流机组将中压交流（一般为33KV或35KV）通过降压整流变成直流1500V电源，通过直流进线开关供给直流母排，再从母排通过馈线开关和上网刀闸将直流电送至接触网/接触轨供列车使用。

列车通过受电弓或集电靴取电，电流经牵引电机流出后通过轮对接到牵引轨上，经回流电缆引至回流箱，然后通过电缆接到负母线，再经负极柜流回到整流柜的负极，完成回流。

交流传动电力机车车网电压不稳定影响因素及处理技术分析交流传动电力机车的车网电压在机车整个运行的过程当中经常会出现因为各种原因而导致的车网电压不稳定的现象发生；所以我们为了能够真正地避免和解决这一系列的问题以及问题形成的因素，首先就需要对车网电压的线性化处理过程进行分析，只有推导出直流电压对系统闭环控制的有关函数，才能根据小增益原理導出直流电压环节闭环系统稳定的有利条件，并利用软件仿真实验来进一步地分析推理出可靠的理论依据，最后进行解决方案的研究和实施。

标签：交流传动电力机车；小增益原理；传递函数1 车网电压不稳定的原因分析2007年底，太原铁路部门引进了多辆电力机车进行运营，由于运营的电力机车牵引变流器与接触传动车网电压不稳定，导致了变流器中间的回路发生了故障，使得机车最后被迫停止了运行；同样的情况还发生在瑞士，由于车网振荡现象的发生，导致了电力机车的大范围停止运行，这一系列的状况都使得研究人员不得不进行高度重视，我们国家也安排了专门人员投入到车网电压不稳定的影响因素分析和处理的相关研究中。

1.1 理论分析交流传动电力机车一般都由牵引变压器、网侧PWM四象限变流器、中间直流环节、逆变器以及牵引电机组成其自身的重要牵引系统；包含牵引供电机制的交流传动电力机车等效电路结构如图1所示：图1 交流传动电力机车等效电路在图1中，Vlinc表示的是整个系统的变电器多牵引供电变压器输出电压折算到电力机车变压器副边上的电压，它也是电力机车交流传动等效电路系统最为合理的电压，Zs表示的是牵引供电变压器的阻抗与电动机车电流输入端口接触网线路阻抗的集合，我们可以将这两种阻抗一起折算到机车变压器的副边阻抗当中；而Zt则是代表着电动机车的变压器的整体阻抗。

iac是PWM四象限变流器的输入电流；idc则表示为PWM四象限变流器的输出电流；Vdc是表示直流环节的具体电压，而旁边的L2和C2则在一起组成了二次滤波环节，Cd所表示的是直流侧支撑电容，iload表示的是电机逆变器的直流侧面的等效电流值。

关于牵引变电所高压避雷器保护距离的分析摘要：首先从国内规范入手，对不同电压等级下金属氧化物避雷器的保护距离要求进行归纳；然后结合IEC绝缘配合的相关规范及原理，得出保护距离的数学模型，并对不同回路、不同电压等级的外部电源形式进行保护距离的计算和对比，证明了方法选择的正确性；最后结合国外150kV铁路牵引变电所的主接线形式、接地形式及设备电气参数，对保护距离进行校验。

此方法可以为实际工程中牵引变电所氧化锌避雷器的安装位置和设备耐压参数的选择提供有价值的参考。

关键词：金属氧化物避雷器；绝缘配合；保护距离；外部电源形式；电气参数0 引言随着国内铁路的迅速发展，在雷电活动频繁地区的牵引变地所内，雷电侵入波过电压导致跳闸的事故多有发生，很大程度影响了铁路的正常运营，尤其是随着中国铁路走出去，海外地区尤其是东南亚等多雷电国家，更要注重避雷器位置的设置。

对于外部电源采用架空进线的铁路牵引变电所，避雷器一般设置在高压进线侧，保护着一次设备比如断路器、隔离开关、互感器和变压器等，由于变压器造价较高，所以避雷器对变压器的保护距离成为工程中考虑的重中之重。

关于避雷器对变压器的保护距离，在《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》（GB/T 50064-2014）中[1]，对35kV、66kV、110kV和220kV的不同等级的系统标称电压下最大电气距离做了规定，但是没有对电气距离的确定方法进行详细说明。

不同电压等级的系统，变压器和避雷器的绝缘配合参数都是不同的，作者简介：蔡思宇. 中国铁路设计集团有限公司，工程师。

尤其是海外项目，电压等级与国内不同，不可直接套用此标准，因此对避雷器的保护距离计算进行研究显得更加重要。

1国内规程对保护距离的要求金属氧化物避雷器的保护距离是根据行波理论计算的[2]，行波的正、反向反射会造成电压的升高。

因此保护距离与避雷器的雷电冲击电流下残压峰值（kV）、被保护设备的雷电冲击耐压峰值（kV）、雷电压冲击的陡度（kV/μs）、雷电侵入波的通道阻抗（Ω）、传播速度等均有关系。

术创新对于北京地铁牵引系统框架泄漏保护设置的改进意见贾立斌（北京地铁供电分公司北京102218）摘　要：随着北京的飞速发展，北京地铁的运营压力日益加重，不仅要满足市民通勤的需求，还要承担重大会议及活动的保驾任务，由此，对地铁供电设备，尤其是区间牵引网供电稳定性的要求越来越高。

框架保护一经动作，其停电面积大、影响范围广、恢复时间长的负面影响在如今的运营压力下急需改善。

本文通过分析框架泄漏保护的原理和实际的检测方式，结合北京地铁7号线的框架保护设置情况，提出改进建议，对其绝缘安装的设备框架结构、检测方式、检测设备及电流型框架保护的动作范围进行改造和调整，以达到减少框架保护动作对牵引网供电的影响，提高直流牵引设备的供电可靠性。

关键词：北京地铁框架泄漏保护框架结构检测方式供电可靠性中图分类号：U231.8文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)09(a)-0036-04 Suggestions on Improving the Frame Leakage ProtectionSettings of Beijing Subway Traction SystemJIA Libin( Power Supply Branch of Beijing Subway Limited, Beijing, 102218 China )Abstract: With the rapid development of the capital city Beijing, the operating pressure of Beijing subway is in‐creasing day by day. It should not only meet the needs of citizens for commuting, but also undertake the task of driving major conferences and activities. As a result, the requirements for the stability of the power supply of subway power supply equipment, especially the traction network in the interval, are getting higher and higher. Once the framework protection is activated, the negative effects of large power outages, wide impact and long recovery time are in urgent need of improvement under today's operational pressure. In this paper, by analyzing the principle and actual detection method of frame leakage protection, combined with the frame protection setting of Beijing Metro Line 7, suggestions for improvement are put forward, the frame structure of its insulation installation equipment, detection methods and detection equipment, as well as the action of current-type frame protection The scope is modified and adjusted to reduce the influence of the frame protection action on the power supply of the traction network and improve the power supply reliability of the DC traction equipment.Key Words: Beijing subway; Frame leakage protection; Frame structure; Detection method; Power supply reliability框架泄漏保护是直流供电系统特有的一种继电保护类型，在北京地铁不同电压等级的直流牵引系统中都得以广泛运用，是地铁直流供电系统中为保障设备和人身安全的必要手段。

城市轨道交通牵引供电系统分析摘要：近年来，轨道交通的运输规模不断增加，给人们的出行带来更加便捷体验的同时，也引起了很多人的担忧。

因为交通运输规模的增加必然会导致车辆流动量的增加，这也给城市轨道交通牵引供电系统带来了全新的挑战。

这需要不断引进新的技术，不断消化吸收，努力进行创新和再创新，同时对轨道交通建设的标准与质量的认识也不断提高，所以对于其关键技术进行研究是有必要的。

关键词：城市；轨道交通；牵引供电系统1地铁车辆供电系统构成为了保证地铁的顺利运营，我们必须做好地铁供电系统的运行工作。

其关键作用是为地铁及其电气设备供电。

在地铁供电系统中，关键可分为高压电源供电和地铁内部结构供电。

高压电源可以立即应用于市政工程的用电。

在供电的情况下，一般采用混合供电方式、分散供电方式和集中供电方式。

地铁内部结构的供电分为照明供电和牵引供电。

牵引供电的目的是将高压交流电源转换为地铁运营所需的直流稳压电源。

然后根据同轴电缆将其发送到地铁-轨道交通接触网，地铁在用电过程中会立即从轨道交通接触网获得必要的用电。

在地铁照明灯具供电系统中，不仅需要给照明灯具供电，还需要给离心泵和离心风机供电。

该供电系统主要由电源线及其降压配电设备组成。

2牵引供电系统的关键技术2.1 双向变流装置双向变流装置通常由交流开关柜、变压器柜、双向变流器柜、直流开关柜和负极柜组成，整体接线方案与现有二极管整流机组的相一致。

其交流侧通过35kV开关柜被接于牵引变电所内的35 kV母线段；直流侧正极通过1500V直流开关柜被接于牵引变电所内的直流母线段正极，负极仍保留直流控制柜内的隔离开关，且被接于牵引变电所内的直流母线段负极。

传统二极管整流机组牵引供电方式中直流侧短路保护主要依赖直流进线柜和直流馈线柜的保护设施。

直流进线柜保护包含大电流脱扣保护和逆流保护；直流馈线柜保护包含大电流脱扣保护、ΔI保护、di/dt保护、过电流保护和双边联跳保护，各种保护相互配合，从而实现牵引网近、中、远端短路的全范围保护。

城市轨道交通双向变流式牵引供电系统分析发布时间：2021-01-12T03:58:33.385Z 来源：《河南电力》2020年8期作者：罗海[导读] 基于城市化进程不断加快，城市交通负荷逐渐加大，提高城市轨道交通运行效率，可缓解城市交通压力。

本文主要探究的是城市轨道交通双向变流式牵引供电系统应用情况，并就双向交流器在牵引供电系统中的应用原理进行分析，以期提升列车制动性能，提高资源利用率。

罗海（成都交大许继电气有限责任公司四川成都 611731）摘要：基于城市化进程不断加快，城市交通负荷逐渐加大，提高城市轨道交通运行效率，可缓解城市交通压力。

本文主要探究的是城市轨道交通双向变流式牵引供电系统应用情况，并就双向交流器在牵引供电系统中的应用原理进行分析，以期提升列车制动性能，提高资源利用率。

关键词：城市；轨道交通；双向变流器；供电系统引言：城市轨道交通牵引系统具有多种功能优势，系统开发者在传统牵引式供电系统基础上加以改进，采用增加列车制动能量吸收装置方案，在全控电力电子器件支持下，组成全控的整流装置，优化了系统装置性能，大大提高列车运行效率。

因此，基于早期牵引供电系统性能制动过程中，能源消耗较大，相关研究人员认为有必要就双向变流牵引供电系统展开全面的。

一、双向变流器工作原理及特点（一）工作原理双向变流器（结构图如图1）是四象限的PWM整流器，支持功率变换的一种装置，控制策略主要依据双向变流器元件等进行操作，装置自身具有整流功能及逆变功能，并在PWM整流器支撑下，实现对传输能量大小、能量方向的调控，功能优势显著。

轨道列车取流过程中，双向变流器能量经由交流系统传输到直流系统中；列车进行制动，无需牵引取流的情况下，双向变流器传输能量经由直流系统传回交流系统中，实现能量双向传输目标。

图1 双向变流器装置结构图（二）特点双向变流器装置在传统装置设计基础上加以优化和改进，具有整流、逆变双向传输功能，装置在任何一种工作状态下，直流网压始终处于稳定状态下，即便在峰值功率输出以及列车制动过程产生能量时，稳定直流电压值，保证列车制动运行的安全性和可靠性，不断为牵引供电系统稳定、持续供电，保证列车正常运行。

开闭所，牵引变电所，分区所的区别开闭所开闭所(sub-section post)牵引网有分支引出时，为保证不影响电力牵引安全可靠供电而设的带保护跳匣断路器等设施的控制场所。

多设于枢纽站、编组场、电力机务段和折返段等处。

在供电分区范围较大的复线AT牵引网中，有时为了进一步缩小接触网事故停电范围和降低牵引网电压损失和电能损失，也可在分区所与牵引变电所之间增设开闭所，也称辅助分区所(subsectioning post)。

开闭所的主要设备是断路器。

电源进线一般设两回，复线时可由上、下行牵引网各引一回，出线则按需要设置。

当出线数量较多时，也可将开闭所母线实行分段。

单线时如就近无法获得第二电源，也可只引一回电源。

AT牵引网辅助分区所(SSP)的典型结构见下图。

图中，T为接触网;F为正馈线，PW为与钢轨并联的保护线(protection wire);B为断路器;SD为保安接地器;LA为避雷器;OT为控制回路电源;PT为电压互感器;AT为自耦变压器。

保护线的作用是当接触网或正馈线绝缘子发生闪络接地时，可与保护线形成金属性短路，便于断电保护动作。

分区亭分区亭设于两个牵引变电所的中间，可使相邻的接触网供电区段(同一供电臂的上、下行或两相邻变电所的两供电臂)实现并联或单独工作。

如果分区厅两侧的某一区段接触网发生短路故障，可由供电的牵引变电所馈电线断路器及分区亭断路器，在继电保护的作用下自动跳闸，将故障段接触网切除，而非故障段的接触网仍照常工作，从而使事故范围缩小一半。

AT所牵引网采用AT供电方式时，在铁路沿线每隔10km左右设置一台自耦变压器AT，该设置处所称做AT所。

牵引网的构成:1 馈电线2 接触网3 轨道回路和回流系统(一)牵引变电所牵引变电所是电气化铁路的心脏，它的功能是将电力系统输送来的110kV或220kV等级的工频交流高压电，通过一定接线形式的牵引变压器变成适合电力机车使用的27.5kV等级的单相工频交流电，再通过不同的馈电线将电能送到相应方向的电气化铁路(接触网)上，满足来自不同方向电力机车的供电需要。

城市轨道交通直流牵引供电及系统控制策略分析摘要：在城市轨道交通供电系统中，按照故障率和故障直接影响程度来综合分析，直流牵引供电系统故障是对运营服务影响最严重的，高居榜首。

因此，如何更好的对直流供电系统进行维护保养，提前准确的发现设备隐患，快速高效的处理直流故障，是摆在运营供电人员面前的难题和严峻考验。

本文就城市轨道交通直流牵引供电及系统控制策略的有关内容进行了简要的分析，以供参考。

关键词：城市轨道交通；直流牵引供电；系统控制1城市轨道交通直流牵引供电系统组成城市轨道交通牵引供电系统为整个城市轨道交通的运行提供电能，是城市轨道交通的重要组成部分。

城市轨道交通牵引供电系统又分为：直流系统和交流系统。

直流牵引供电系统主要包括牵引变电所、牵引网以及列车等，整个直流牵引供电的能量流动过程，直流牵引变电所首先将电压等级为35kV的交流电通过变压器进行降压，然后通过整流转换成为750V的直流电，然后电能通过接触轨给列车进行供电，最终通过走行轨进行回流，从而构成完整的电路。

其中牵引变电所中的PWM整流机组和二极管整流机组并联运行进行列车制动和启动时的能量传输，将电能传送回接触网或者传输到列车。

由于研究精力有限，因此对于直流牵引供电系统中的牵引供电装置的损耗和辅助供电系统没有进行详细的研究，仅在计算列车功率时给定功率和转换效率进行近似计算。

牵引变电所是直流牵引供电系统的核心装置，本文采用能馈式牵引变电所代替传统的二极管整流牵引变电所，主要包括二极管整流机组和PWM整流机组。

其中PWM整流机组可以将列车制动时的能量回馈到接触网，提高城市轨道交通的节能减排水平。

其主要功能是负责将交流侧网络的高压经过降压整流到直流侧网络为750V的电压，是交流侧网络和直流侧网路的接口。

能馈式牵引变电所的工作方式根据列车的不同的运行工况从而选择不同的工作方式，分别为：（1）当列车处于牵引工况时，牵引所工作方式为整流当列车处于牵引工况时，牵引变电所处于整流工况，二极管整流机组和PWM整流机组进行整流工作，向列车输送电能。

第1章绪论1.1 电气化铁路组成铁路电气化已经成为世界各国牵引动力现代化的主要方向，且各国都把它作为发展国家经济的重大技术措施之一，并纳入国家长远发展规划。

电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统两大部分组成。

牵引供电装置一般又分成牵引变电所和接触网两部分，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的“三大元件”。

电气化铁路的牵引供电系统本身并不产生电能，而是将电力系统的电能传递给电力机车的。

随着科学技术的发展，电力机车也必将全部取代蒸汽机车和内燃机车，因此对牵引供电系统的设计也必然要求越来越科学和合理。

目前电气化铁路主要有四种电流制，即直流制、三相交流制、单相低频交流制和单相工频交流制。

我国电气化铁道大多数采用网压为25KV的单相工频交流制。

1.2 国内外电气化铁路现状从世界各国铁路发展史来看，电气化铁路的蓬勃发展已经成为必然的趋势。

预计到2015年，世界上将有23个修建高速电气化铁路的国家和地区，里程将突破30000kM。

预计到2005年，我国电气化铁路里程将达到20000kM，到2010年将达到26000kM，铁路电气化率将达到34.6%，电气化复线率将增加到68.9%，电气化铁路承担的客货运量将占铁路总运量的65%以上。

到那个时候，我国的5条主要繁忙大干线：京哈线、京广线、京沪线、陇海线和沪杭浙赣线都将全线实现电气化；八纵八横16条主通道中将有12条基本建成电气化铁路；另外，还将修建多条电气化客运专线；全国6个大区：西南、西北、华北、中南、东北和华东的电气化铁路将基本连接成网；而我国第一条高速电气化铁路(京沪高速电气化铁路)也将全面动工兴建。

届时，我国的电气化铁路里程将跃居世界第二位。

1.3 电气化铁路的优越性电气化铁路的优越性主要体现在：(1)拉得多，跑得快，运输能力大，可满足重载、高速、大运量的铁路干线和大陡坡、长隧道的山区铁路运输的需要。

(2)节约能源消耗，综合利用能源。

蒸汽牵引要燃烧优质煤，而内燃牵引要以价格较高的柴油为燃料，其总功效并不理想。

DF4、8、11系列交直流传动内燃机车运行中牵引电动机故障现象分析及快速处理方法第一篇：DF4、8、11系列交直流传动内燃机车运行中牵引电动机故障现象分析及快速处理方法机车运行中牵引电动机故障处理一、运行中牵引电动机连线及引入线断裂现象及处理方法故障现象：观察电机电流表指示状态。

1、机车在全磁场工况，某个电机电流表无显示；机车在磁场削弱工况，某个电机电流表波动或电流非常大（电流表指针升天）。

2、机车在全磁场和磁场削弱工况，某个牵引电动机电流表无显示或时有时无。

处理方法：出现上述故障原因为牵引电机主磁极引入大线（C1、C2）或电枢间连线（S1、H2）断，此时将SK置“0”位，将该台电机GK置于“故障”位；用绝缘板将该台电机工况开关HKg相对应的主触头间打上隔板，并注意检查磁场削弱电阻状态。

二、牵引电动机接地故障故障现象：运行中机车加载或突然卸载，接地继电器DJ动作，接地指示灯亮。

判断及处理方法1：将SK主手柄置“0”位，解锁DJ，DK置“负端”位，机车加载后DJ不再动作，为电机负端接地。

可继续维持运行。

判断方法2：将SK主手柄置“0”位，DK置“负端”位，1～6GK分别置于“故障”位。

加载后DJ不再继续动作，为该电机正端接地。

处理方法：将接地的电机GK置于“故障”位，DK置“负端”位，用绝缘板将该台电机转换开关HKg上的主触点隔离，甩电机维持运行。

三、牵引电动机环火故障故障现象：运行中机车突然卸载LJ和DJ同时动作，过流指示灯、接地继电器、卸载指示灯同时亮，解锁后又出现接地过流，同时某个牵引电动机电流表出现波动。

为牵引电动机环火造成。

判断处理方法：通过观察牵引电动机的电流表状态，甩掉故障电机，维持运行。

四、牵引电动机主动齿轮松脱故障故障现象：运行中某个牵引电动机电流突然下降。

判断处理方法：运行中机车某个牵引电动机电流由原来几百安培突然降至50安培左右，应判断为主动齿轮松动或脱落，应将该电机GK置于“故障”位，同时注意该电机走行部的声音，如有异常应检查外观状态有无异状。

牵引变电所交流电流二次回路发生多点接地影响分析交流电流二次回路发生多点接地，将造成继电保护的拒动和误动。

具体内容分析如下:⑴电流保护交流二次回路发生多点接地在电流保护交流二次回路发生多点接地时，会造成电流保护的拒动或动作电流值不正常。

图4-1为多点接地示意图，在过电流保护交流二次回路图中，N为电流互感器二次回路原接地点,A为故障接地点。

若A点与原接地点N距离很近时（如在同一个端子箱内），此两接地点将电流互感器1LH二次侧线圈短路，电流互感器二次电流将主要通过A-N点形成回路，通过电流继电器LJ的电流将很小。

在外部一次设备发生短路故障时，由于通过电流继电器LJ的电流很小，因此LJ将不能启动，从而造成该保护拒动。

若A 点与原接地点N距离很远时（如N点在室外，A点在室内），由于地回流的电压降存在，在A-N两点间产生一个附加电源F，此附加电源产生的电流比较大（有时可达到10安以上），并与电流互感器1LH并联向电流继电器LJ供电，从而使电流保护不能按正常短路电流值动作，甚至发生电流保护误动或拒动现象。

⑵差动保护交流二次回路发生多点接地在差动保护交流二次回路发生多点接地时,一般会造成差动保护2n的误动作。

图4-2为差动保护交流二次回路多点接地示意图，在纵差动保护交流二次回路图中，D为原接地点，A为近端故障接地点，B为远端故障接地点。

当A点发生故障接地时，纵差动保护二次回路形成A-D两点接地。

假定A点（在纵差动保护屏上）距D点很近，此时A点与D点将差动保护23-24端子之间的电流线圈短接，使电流互感器4LH二次线圈的电流主要从A-D两点通过,而很少通过差动保护23-24间的电流变送器线圈；从而流入差动保护的电流为一次侧全电流、二次侧只有一相电流，使通过差动保护的电流失去平衡。

因此接触网线路在过负荷电流或有短路故障电流通过时，差动保护2n将误动作跳闸。

若B点发生故障接地（在电流互感器二次接线盒处），由于B-D 两点之间的距离很远，又由于地回流存在电压降，在B-D两点之间产生一个附加电源F，由于此附加电源电压较高，产生的电流比较大（有时可达到10安以上），并向差动23-24端子之间的电流线圈供电。

牵引供电系统说起电气化铁路，大家可能首先想到的就是线路两旁一根根的线杆与列车头顶密如蛛网的电线吧。

没错电气化铁路与普通铁路最明显的不同在于，它除了地上一条线（轨道）、还有天上一张网（接触网），是一种立体化的线路。

电力机车所需的电能来自发电厂由输电线路、变电装置、牵引用电网络、回流电路等组成的供用电系统供应。

世界各国采用的供电制式各不相同，我国的电气化铁路选择了25千伏单相工频（50赫兹）交流供电制式。

这种供电制式与工业生产所使用电流频率简称工频相同能使牵引动力获得最佳效果。

从天上到下，一套复杂完整的大系统为电气化列车的运行提供了保证。

1电气化铁路的心脏——牵引变电所牵引变电所是牵引供电系统的心脏，它的主要任务是将国家电力系统送来的三相高压电变换成适合电力机车使用的单相交流电。

牵引变电所从国家电网引入220千伏或110千伏三相交流电将三相电转换为适合电气列车使用的单相交流27.5千伏电源并送上接触网。

除此而外，它还起着供电保护、测量、控制电气设备提高供电质量，降低电力牵引负荷对公共电网影响的作用。

为确保牵引供电万无一失，牵引供电系统都采用“双备份”模式，两套设备通过切换装置可以互为备用并随时处于“战备”状态，以备不时之需。

通常将变电所设备分为一次设备与二次设备，一次设备是指接触高电压的电气设备，如牵引变压器、高压断路器、高压隔离开关、高压（电压与电流）互感器、输电线路、母线、避雷器等，它们主要完成电能变换、输送、分配等功能。

二次设备则主要是控制、监视、保护设备。

随着科技的发展，二次设备更加的集成化与智能化，形成了牵引变电所自动化系统为牵引变电所的远动控制提供了可能。

2电气化铁路的动脉——接触网当我们乘坐在电气化铁路的旅客列车上出行时，会看到路基两旁有一根根电杆竖立着顶端安装有单臂结构装置伸向线路侧上方且悬挂有电线，并将其固定在距轨道面一定高度的地方，在股道多的车站或编组站，悬挂结构及各种线网多如蛛网。