牵引供电系统是从公共电力系统取电、经变电所降压变相后向接触网供电、再经钢轨等回流导体引回电流的完整回路。我国干线电气化铁路采用单相工频交流 25 kV，接触网标称电压 27.5 kV。
牵引供电系统是从公共电力系统取电、经变电所降压变相后向接触网供电，并以钢轨等回流导体把牵引电流引回变电所构成的完整回路。接触网只是其中一个环节；弓网百科的零部件、计算工具与检测条目都运行在这一系统背景之下。我国干线电气化铁路采用单相工频交流 25 kV 电压等级，接触网标称电压 27.5 kV（依据 TB 10009-2016）。牵引供电系统既要把电能安全、可靠地送到受电弓，又要把回流妥善引回变电所，并对钢轨电位、感应干扰、雷电冲击等系统性问题给出工程方案。
系统构成
牵引供电系统由三级构成，三者缺一不可：
- 电源与牵引变电所：地区电网 110 kV/220 kV 电源接入牵引变电所，经牵引变压器降压为单相 27.5 kV（或 AT 制式 2×27.5 kV，制式电压依据 TB 10009-2016），通过馈线送入接触网；变电所一般沿线路每 20~50 km 设置一处。变电所内部还设有母线、断路器、隔离开关、互感器、保护测控装置等，构成"电源—主变—馈出"的主电气路径。
- 供电网（接触网与附加导线）：接触悬挂向机车供电；AT 区段还架设正馈线（AF）等附加导线，与保护线、捷接线配合构成完整网络。附加导线在 AT 制式下承担"回流上行"任务，使牵引电流大部分经 AF 返回变电所而非经钢轨扩散。
- 回流体系：机车电流经车轮→钢轨，再经吸上线、回流线或大地返回变电所，同时兼顾钢轨电位与邻近线路的电磁干扰控制。回流导体的电气完整性（吸上线、连接线、电缆截面）一旦破损，会同时恶化钢轨电位与干扰水平，是运维巡视的重点项目。
牵引变电所主接线与保护
牵引变电所的核心是主变压器与开关设备，二者通过母线连接形成馈出与回流两个对外接口。R26 来源中维基百科 Overhead line 条目公开口径以及 TB 10009-2016 设计规范归纳的典型配置：
- 主变压器：三相→两相或单相的牵引变压器；三相—两相平衡变压器（如斯科特、伍德桥）能较好抑制负序电流，对电网侧电能质量更友好；单相变压器则结构简单、造价低，常用于供电能力主导的线路。
- 馈线断路器：装于接触网馈出回路，配距离保护、过流保护与自动重合闸。牵引网故障绝大多数是瞬时性的，自动重合闸可大幅缩小停电范围。
- 回流断路器：装于回流回路，与馈线断路器逻辑互锁，确保故障时上下行同时隔离。
- 保护测控一体化装置：采集电流、电压、阻抗信息，判断故障区段并下达跳闸/重合命令；现代变电所普遍采用 IEC 61850 通信协议实现所内设备信息共享。
三种供电方式对比
干线常用的三种供电方式详见 直供方式、BT 供电、AT 供电 条目，要点对比如下：
| 对比项 | 直供方式 | BT 供电 | AT 供电 |
|---|---|---|---|
| 基本原理 | 回流经钢轨与大地扩散返回，结构最简单 | 吸流变压器初/次级分别串入接触网与回流线，强制回流上线 | 自耦变压器 T–AF 间 2×27.5 kV 高压传输、机车仍取 27.5 kV |
| 附加导线 | 一般不需要 | 回流线 | 正馈线 AF、保护线 PW、捷接线 CPW |
| 供电能力 | 供电臂较短、损耗较大 | 介于两者之间 | 传输损耗小、供电臂最长 |
| 防干扰性能 | 差 | 好 | 好（钢轨电位与感应干扰均受抑制） |
| 运行维护 | 简单 | BT 分段多、过分相段存在断电点，维护量大 | AT 所数量多但自动化程度高 |
| 适用场景 | 支线、枢纽、城轨直流之外的普速低密度区段 | 既有防干扰区段 | 高速、重载干线主力制式 |
三种制式的选型不只取决于当下技术指标，还要考虑线路运量增长潜力、与既有牵引网的衔接、远期电气化扩展的兼容性。AT 制式在供电臂长度、钢轨电位控制、对通信线路干扰三方面都有优势，已成为新建高速、重载线路的事实标准。
保护与防雷
牵引供电系统的保护配置围绕"故障时快速隔离、瞬时故障自动恢复、永久故障准确定位"三个目标展开：
- 电流速断 + 过流保护：用于馈线与回流母线，对金属性短路与长时间过负荷跳闸。
- 距离保护（阻抗保护）：依据测量阻抗判别故障点远近，是接触网馈线的主保护；不同供电臂长度配置不同阻抗定值。
- 差动保护：用于变压器内部绕组故障与所内母线。
- 自动重合闸：馈线断路器跳闸后经延时自动重合一次，瞬时性故障（雷击、鸟害、绝缘子瞬闪）可恢复。
- 避雷器与接地：氧化锌避雷器（金属氧化物避雷器，MOA）装于馈出端与回流端，限制雷电过电压与操作过电压；综合接地网保证雷电流可靠泄放。
- 钢轨电位与迷流防护：限制钢轨对地电位在安全阈值以下；直流牵引制式还要防止杂散电流腐蚀地下金属管道（迷流防护）。
旁路开关与越区供电
牵引变电所之间常设置 分区隔离开关（俗称旁路开关或越区隔离开关）。其作用：
- 当相邻变电所全所失电或计划检修时，通过旁路开关把供电臂临时延伸到下一变电所辖区，实现"越区供电"，缩短停电范围。
- 配合分相绝缘器实现不同供电臂的并列运行，提高供电灵活性。
- 在接触网故障抢修时用于隔离故障区段，把影响限制在最小范围。
旁路开关本身不带灭弧能力，只能在无负荷电流情况下操作；操作流程须严格遵循"先合后断、避免带负荷切合"的原则。
回流体系
回流体系决定牵引电流"回哪里、怎么回"：直供方式依赖钢轨—大地回路；BT 方式用吸流变压器把回流从钢轨吸入回流线；AT 方式大部分回流经正馈线返回、钢轨只承担剩余部分。无论哪种制式，保护线都承担故障时与钢轨并联、降低钢轨电位并配合短路保护的功能；回流导体的电气完整性（吸上线、连接线）一旦破损，会同时恶化钢轨电位与干扰水平，是运维巡视的重点项目（参见 TB 10009 设计规范 卡片）。