城市轨道交通供电系统是由电力系统经高压输电网、主变电所降压、配电网络和牵引变电所降压、换流（转换为直流电）等环节，向城市轨道快速交通线路运行的动车组输送电力的全部供电系统。城市轨道交通供电系统主要由外部电源、主变电所、牵引供电系统、动力照明供电系统、电力监控系统组成。城市轨道交通供电系统示意图见图1-4。
城市轨道交通供电电源一般取自城市电网，通过城市电网一次电力系统和城市轨道供电系统实现输送或变换，然后以适当的等级供给城市轨道交通各类设备。城市电网是一个多电源、多用户、多功能、高密度、大负荷的网络系统。电能作为二次能源，主要来自其他形式能量的转换，包括水能（水力发电）、热能（火力发电）、原子能（核电）、风能（风力发电）、化学能（电池）及光能（光电池、太阳能电池等）等。电能也可转换成其他所需能量形式，如热能、光能、动能等。电能可以靠有线或无线的形式，作远距离的传输。
城市轨道交通作为城市电网的一个重要用户，由多条线路组成，用电范围多在几千米到几十千米之间，采用何种供电方式，与城市电网的构成及城市轨道交通线路的分布有密切的关系。城市电网对城市轨道交通进行供电的方式有集中供电、分散供电和混合供电。采用集中供电的城市轨道交通主要有上海、广州、香港、德黑兰地铁等，采用分散供电的城市轨道交通主要有沈阳地铁、长春轻轨、大连轻轨、北京地铁5号线等，采用混合供电的城市轨道交通有武汉轨道交通、北京地铁1号和2号线等。
图1-4 城市轨道交通供电系统示意图
主变电所将来自城市电网的高压交流电经过降压转变成轨道交通系统中压交流电。主变电所进线电压一般为110kV，经降压后变成35kV或10kV，供给牵引变电站和降压变电站。城市轨道交通企业作为城市电网的重要用户，属于一级负荷，需要引入双路高压电源对其供电系统进行供电。主变电所有两路独立的进线电源，一旦一路发生故障，另一路还可以继续工作，以维持供电系统的正常运行。
牵引供电系统由牵引变电所和接触网组成。牵引变电所是牵引供电系统的核心，一般由进出线单元、变压变流单元及馈出单元构成。其主要功能是将中压交流电（35kV）整流、降压为轨道交通系统规定的直流电能（DC 15000 V或DC 750 V）供到接触网上。图1-5为城市轨道交通牵引供电系统构成示意图。牵引变电所将三相高压交流电变成适合电动列车应用的低压直流电。馈电线再将牵引变电所的直流电送到接触网上，电动车辆通过受电弓与接触网直接接触获得电能。通常我们认为牵引变电所、接触网和电动列车是城市轨道交通电气化系统的三大组成部分。(www.xing528.com)
图1-5 城市轨道交通牵引供电系统构成示意图
动力照明供电系统提供车站和区间各类照明、扶梯、风机、水泵等动力机械设备电源和通信、信号、自动化等设备电源，由降压变电所和动力照明配电线路组成。降压变电所将三相电源进线电压降压变为三相380 V和单相220 V交流电，其主要用电设备是通信、信号、防灾报警、给排水、照明、通风空调及自动扶梯等系统相关设备。降压变电所的两台电力变压器分列运行，同时供电。当一台变压器发生故障时，自动切除负荷，另一台可承担该供电范围内的全部负荷，以保证城市轨道交通的正常运行。动力照明配电线路是指配电所（室）与用电设备之间的导线，配电所（室）仅起到电能分配的作用。降压变电站通过配电所（室）将三相380 V和单相220 V交流电分别供给动力、照明设备，各配电所（室）对本车站及其两侧区间动力和照明等设备配电。地铁车站及区间照明电源采用380 V/220 V系统三相五线制系统配电。正常时，工作照明、事故照明均由交流供电，当失去交流电源时，事故照明自动切换为蓄电池供电，确保事故期间必要的紧急照明。
电力监控系统简称SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统，是利用计算机控制、网络、数据库、现代通信等技术保证控制中心对主变电所、牵引变电所、降压变电所等供电设备运行状态进行监视、控制和数据采集。SCADA系统由控制中心的电力调度系统（含车辆段的复示系统）、变电所综合自动化系统及联系两者间的通道三部分组成，其中控制中心的电力调度系统作为一个子系统纳入综合监控系统（ISCS）；变电所综合自动化系统则设置在全线的主变电站、牵引降压混合变电所、降压变电所内。车辆段及停车场牵引降压混合变电所内设置集中监控台设备，为值班员提供管理界面；正线、车辆段和停车场牵引降压混合变电所的变电所综合自动化系统接入综合监控系统。综合监控系统（ISCS）与变电所综合自动化系统之间通信方式采用冗余以太网，发生故障时可自动切换。图1-6为电力监控系统示意图。
图1-6 电力监控系统示意图
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