牵引变电所 整流装置 车 辆 电力网 馈电线 接触网 回流线 轨 道 车 辆 接触网
图中，从发电厂（站）经升压变压器、高压输电网、区域变电站至主变电所，通常被称为“一次（外部）供电系统”。主变电所可以由电力系统部门直接管理（如采用分散式供电的情况），也可归属于地铁或城市轨道交通单位管理（如采用集中式供电的情况）。
主变电所（属于地铁或城市轨道交通单位管理时）、牵引变电所、整流装置、馈电线路、接触网、走行轨道、回流线等统称为“牵引供电系统”。城市电网的三相高压交流电110KV（或220KV）经主变电所降低为10～35KV作为牵引变电所的进线电压。牵引变电所再将10～35KV电压变成适合电动车辆应用的低压直流电。馈电线将牵引变电所的直流电输送到沿车辆走行轨架设的接触网（或接触轨）上。电动车辆通过其受流器与接触网（或接触轨）的直接接触而获得电能。走行轨道构成牵引供电回路的一个组成部分，回流线将轨道回流返回牵引变电所。
2.2、主变电所-牵引（降压）变电站
地铁主变电所将城市电网的高压110KV（或220KV）电能降压后以35KV或10KV的电压等级分别供给牵引变电所和降压变电所。为保证供电的可靠性，地铁线路通常设置两座或两座以上主变电所。主变电所由两路独立的电源进线供电，内部设置2台相同的主变压器。根据牵引负荷和动力负荷的不同情况，主变压器可采用三相三绕组的有载调压变压器或双绕组的变压器。采用有载调压变压器在电源进线电压波动时二次侧电压维持在正常值范围内。
主变电所为地铁线路的总变电所，承担整条地铁线路的电力负荷的用电。 （1） 可根据负荷计算确定在地铁线路上设置的主变电所数量。
（2） 每座主变电所设置２台主变压器，由城市电网地区变电站引入两路独立的110KV专用线路供电，两回路同时运行，互为备用，以保证供电的可靠性和供电质量。进线电源容量应满足远期时其供电区域内正常运行及故障运行情况下的供电要求。
（3） 低压35KV侧采用单母线分段接线，两段母线间设母联断路器，正常运行时母联断路器打开。
（4） 正常运行时每座主变电所的两路110KV电源和２台主变压器分列运行。通过35KV馈出电缆分别向各自供电区域的负荷和动力照明负荷供电。
2.3、主变电所的主要设备
2.3.1 主变压器
高压侧电压为110KV，低压侧电压为35KV（或10KV）。
主变压器容量应能满足正常运行时，每台变压器容量承担其所供区域内的全部牵引负荷和动力照明的供电。当发生故障时，应满足如下条件：
（1） 当一台主变压器发生故障时，另一台主变压器应能满足该供电区域高峰小时牵引负荷和动力及照明一、二级负荷的供电。
（2） 当一座变电所因故解列时，剩余主变电所应能承担全线的动力和照明一、二级负荷及牵引负荷。
主变压器容量的选择应考虑近期实际负荷和远期发展的需求。单台容量大约在20MVA～40MVA范围，主要考虑相邻变电所故障解列时应满足向该段牵引负荷越区供电的要求。
2.3.2 110KV GIS组合电器
主变电所采用110KV全封闭六氟化硫组合电器设备，SF6气体绝缘的金属封闭开关设备,简称GIS(Gas InsuLated metaL-encLosed Switchgear)。 GIS是由各种开关电器：断路器GCB、隔离开关DS、接地开关ES、母线、现地汇控柜LCP以及电流互感器CT、电压互感器VT和避雷器LA等组成的电力设备,具有结构紧凑、抗污染能力强、运行安全、外型美观、设备占用空间小等特点。主要技术规格如下：
（1） 额定电压：110KV （2） 最高工作电压：126KV （3） 额定绝缘水平：
额定雷电冲击耐受电压（峰值）：相对地 650KV 断 口 650+100KV（隔离开关） 断 口 650KV（断路器）
额定1分钟工频耐受电压（有效值）：耐受电压 275KV
断 口 315KV（隔离开关） 断 口 275KV（断路器）
（4） SF6气体零表压时耐受电压（相对地）：1.3*126√3 KV（5min） （5） 局部放电量（1.1倍相电压下） 气隔绝缘子：小于3PC 整体GIS：小于10PC （6） 额定电流：2000A
（7） 额定热稳定电流及持续时间：40KA/3S
（8） 额定动稳定电流：100KA （9） 额定频率：50HZ （10） 相数：3
（11） 断路器操动机构和辅助回路的额定电压：直流220V 2.3.3 主变电所二次设备 （1）主变压器保护
SR745数字式变压器管理继电器，用于变压器保护、控制、接口、测量和监测。可实现以下功能：
l 主变内部故障时的纵差保护，保护动作跳主变两侧；
2 SR745低压侧过流元件和MIV电压继电器配合，组成低压侧复合过流，依次跳本侧及主变两侧；
3 按负荷起动风扇回路； 4 联跳电容器回路；
5 用于2＃主变时，作主变及线路的纵差保护，动作跳主变两侧。 MIF数字式馈线管理继电器（装于110KV侧），用于主变压器保护、接口、测量和监测。可实现以下功能：
l 同MIV电压继电器共同组成110KV复合电压过流保护，第一时限跳本侧，第二时限跳两侧；
2 同MIV电压继电器共同组成110KV零序过流方向保护，第一时限跳本侧，第二时限跳两侧；
3 监视零序，保护动作经0.3～0.5S跳主变两侧；
4 过负荷保护，发信号及闭锁有载调压开关。 MIV电压继电器，共2台：
l 一台装于110KV侧，实现：同MIF共同组成复合电压过流保护，第一时限跳本侧，第二时限跳两侧；同MIF共同组成零序过流方向保护，第一时限跳本侧，第二时限跳两侧；零序过压保护保护动作经0.3～0.5S跳主变两侧。
2 另一台装于35KV侧，实现：
利用SR745的过流保护功能共同组成复合电压过流保护，依次跳本侧及主变两侧。
2.3.4 线路保护
配置L90线路差动继电器，实现线路保护要求。
L90光纤纵差保护用于跳闸输出的Ａ型继电器动作时间小于4ms, 用于信号输出的快速Ｃ型继电器动作时间小于0.6ms。
L90与电力监控系统的接口采用数字通讯方式，实现控制、监视、测量和保护动作信号的数据交换。L90光纤纵差保护的3个通讯口，可以独立或同时运行。L90具备完善的在线自检功能，在正常运行时一直进行自检，但不影响任何保护功能，如检出异常则发出告警信号并闭锁保护。
2.4、地铁直流牵引供电系统的保护
地铁直流牵引供电系统的保护,可以分为两部分:牵引整流机组保护和直流馈线保护。牵引供电系统保护的最大特点就是系统的“多电源”和保护的“多死区”。所谓多电源, 既当牵引网发生短路时, 并非仅双边供电两侧的牵引变电所向短路点供电, 而是全线的牵引变电所皆通过牵引网向短路点供电。所谓多死区, 是因牵引供电系统本身构成的特点和保护对象的特殊性而形成保护上的“死区”。任何保护的最基本要求就是当发生短路故障时, 首先要迅速“切断电源”、“消除死区”, 针对这两点, 牵引供电系统除交流系统常用的保护外, 还设置了牵引变电所内部联跳、牵引网双边联跳、di/dt △I 等特殊保护措施, 这就可以完全满足牵