世界铁路供电方式及适用范围铁路供电方式分两种：轨道供电和高架电缆供电轨道供电：乂称第三轨供电, 最早出现于19世纪80年代的欧洲国家带电铁轨通常设于两轨之间或其中一轨 的外侧，使电动列车的集电装置在带电路轨上接触并滑行，把电力传到列车上， 这种集电装置称为“集电靴”，通常位于列车的转向架旁供电电压通常位于 600-1500o一.优点：1•装置带电轨的成本往往比高架电缆低，因为高架电缆需要支架 而带电路轨不用实际上，成本问题是很多轨道供电系统没有转用高架电缆的主 因2. 天灾对带电轨的影响较高架电缆少（洪水泛滥除外）3. 带电轨比高架电缆更适合安装于净空较小的隧道4. 有些乘客认为高架电缆有碍观瞻，相比之下带电轨的视觉效果较佳缺点：1.暴露户外的带电轨道构成危险：有些企图横过路轨的人便因不幸踏在带电轨道上 而触电致死2.电压问题：带电轨道的电压不能太高，否则电流会在路轨间形成 电弧由于电压不高，故在兴建铁路时每隔一小段便要设立一个电站，以确保电 力供应稳定一但这样也加重了成本，因此只适合用在短距离的地下铁或都市内 的轨道运输另外，电压问题亦使高速列车和货运列车不适合于轨道供电系统， 故一般速度较低、载重较小的列车（亦即通常用于大众运输的一类列车）较适合 使用轨道供电系统（但英格兰东南部的铁路干线便大规模地采用轨道供电）。
3. 限速：由于集电靴在高速之下难以准确地抓紧带电轨，故采用轨道供电系统的铁 路限速不能太高一般而言，釆用轨道供电系统的列车的时速上限是约130公里（70英里）4. 电流流失：由于带电轨道接近地面，故有时电流流失到地面一些带电轨道会加 上铝条以减少电流流失（因为铝的传电能力比钢为佳）然而，由于铝对热力的 膨胀反应与钢有所不同，为避免损毁带电轨，带电轨的两旁都必须有铝条栓紧5. 缝隙问题：在转辙器、平交道等处，带电轨都必须留下空隙以容许其他路轨穿越 其间一般來说，使用轨道供电的列车都是动车组，列车几乎一定拥有多于一个 集电靴，所以空隙不会构成什么问题但在某些情况下，列车仍有可能因为全部 的集电靴都在空隙之中，无法取得电力而不能行动这时列午需要由其他机午推 动、或接驳紧急用电缆到最近的带电路轨上，以取得动力由于这些事故多于繁 忙的交汇处发生，故通常都会导致严重的挤塞及延误高架电缆供电：乂称架空 接触网，位于两轨上方，列车釆用集电弓或集电杆受电供电电压通常位于 750-55000Vo其悬挂类型大致为三种：简单悬挂，链式悬挂，刚性悬挂其中简 单悬挂和链式悬挂都是弹性悬架空接触网受到隧道净空的限制比较大，在城市地铁的运用当中会受到土建 成本的压力。
然而部分城市轨道交通为了衔接现有的传统铁路，仍会采用架空接 触网不过，架空电缆会可能使部分人产生视觉一心理障碍，对城市景观造成一 定的负面影响但在世界各地的电气化铁路中，普及率很高世界上有高铁的一些国家的供电方式：1）意大利的直流供电意大利是目前高速新线上唯一一条采用直流供电方式的线路，最高速度为 250km/h,供电电压中，标准电压为DC3000V,但变动范围最高电压达3800V,最 低电压为2800V,利用自动电压调整装置调整为3600Vo2） 徳国的交流供电徳国釆用的15kV 16 2/3Hz的低频电是1904年得以实用化的供电方式这 种低频供电是为了在牵引电机上使用交流整流子电动机而引进的方式3） 商用频率的交流供电日本的新干线是从电力公司通过3相交流接收25kV的商用频率，用斯科特接 线变压器或者变形伍徳布里奇接线变压器将3相变为2相，按照不同的方向分别 进行2相供电的异相供电在使用25kV 50Hz的商用频率的法国等国家，从电力 公司的变电所接收单相电，在铁路公司的变电所直接供电除日本之外， 欧洲 是50Hz,美国为60Hz,最近开通运行的韩国和正在建设中的台湾高速铁路为美国 系的60Hzo但是，在25kV的交流供电中，其25kV为标准电压，日本的最高电压 和最大电压与外国是不同的。
法国的TGV东南线开业初期使用的是直接供电和AT 供电2种供电方式世界其他国家称为2X25kV供电在高速铁路中，唯一的 交 流铁路 使 用 直接供 电 的 只 有 西 班 牙我国电气化铁路采用工频单相交流牵引制，釆用的供电方式有：直接供电、 带回流线的直接供电方式、吸流变压器供电方式（BT供电）、自耦变压器供电方式（AT供电）在我国高速电气化铁路大多釆用AT供电方式，这儿种供电方式的优缺 点就不在这里详细的说了4） 同相供电：为了解决异项供电方式存在的电能质量和电力机车过分相的 问题，将有源补偿和无源补偿技术相结合，提出基于平衡变压器接线方式的混合 式同相牵引供电系统的结构5） 独立供电：其电力系统的电压波动与偏差，电源频率的偏差等与牵引供 电系统自身电压调整互不影响，可各自独立进行，这样谐波问题可极大改善，理 论上为零实现电力系统与牵引供电系统零干扰二、 各种供电方式优劣由于高速电力牵引的速度快、电流大，因此要求供电系统的供电质量要高， 并应尽量减少电分相、电分段的数量BT供电方式虽然在通信线路防干扰方面性 能较好，但是由于它在接触导线中串入了吸流变压器，伴随一个火花间隙，使一 个供电臂的接触导线分成很多段，因此不适合高速牵引电力牵引。
与BT供电方式 相比，AT供电方式和直接供电方式（包括加负馈线的供电方式）的很多特点，都 能满足高速电力牵引的要求AT供电方式变电所间距大，一是可以大大减少电分相数量，并且牵引网阻抗 小，能显著减少牵引网电压损失，改善供电质量，保证列车高速运行；二是可以 密切配合电力系统向电气化铁道供电的电源选择，以降低工程造价另外，AT供 电方式对通信线路的影响小，与BT供电方式相当由于以上种种原因，世界各国 的高速铁路均广泛推广AT供电方式，日本己将AT供电方式作为电气化铁道的标 准制式加以推广直接供电方式牵引网阻抗大，变电所间距小，相应地电分相数量多，对通信 线路的防护不如BT、AT供电方式但直接供电方式牵引网结构简单，可用在对电 磁干扰要求不高的地区直接供电方式的一些技术指标介于BT和AT供电方式之 间，也是高速电气化铁路可选择的方式三、 我国高速铁路供电方式在我国TB10621-2009《高速铁路设计规范》中己经明确规定高速铁路正线牵 引网应采用2X25KV的AT供电方式；枢纽地区跨线列车联络线、动车走行线和动 车段（所、场）等可采用1X25KV的供电方式这是因为我国高速铁路的目标值 在250-350km/h的铁路，具有高密度、长编组等特点，釆用2X25KV的AT供电 方式有利于高电能的传输和接触悬挂的轻型化和系统匹配设计，有利于减少外部 电源的投资和减少电分相数量。
因此，规定正线牵引网应采用2X25KV的AT供电 方式我国目前己经实施的武广、郑西、石太、京石、石武、京津、京沪、合武 等客运专线、高速铁路均采用2X25KV的AT供电方式另TB10621—2009《高速铁路设计规范》中还规定采用2X25KV的AT供电方 式时接触电压长期持续值不应高于60V,瞬时（0. Is）值不应高于842Vo这是因 为釆用2X25KV的AT供电方式，列车运行在AT区段内，会有负载电流流过钢轨 理论上讲，列车运行的AT区段外没有电流流过钢轨，但实际上也有部分负载电流 流过钢轨电流流过钢轨会产生钢轨对大地的电位，钢轨对大地的电位会因时间、 地点和负荷条件的不同而发生变化人类和动物有可能与部分电位英至是全部电 位相接触为了消除对人体的危害，需要对人体手脚之间的接触电压进行规定， 以确保人身安全电力电子技术在牵引供电系统中的应用高速电气化铁路具有节能、环保、高效等特点，倍受世界各国亲睐，且得 到了快速发展我国计划到2010年建设9 800 km客运专线,这标志着我国高速 铁路进入了令世界瞩目的大发展阶段随着高速电气化铁路不断发展，对其重 要组成部分的牵引供电系统提出了更高的要求。
而当前牵引供电系统由于其结构 的特殊性，存在着谐波、无功、负序、通信干扰、“过电分相”等其自身无法 解决问题，降低了供电的效率与质量，且“过电分相”还对高速铁路的安全、 可靠运行构成了威胁随着电力电子技术的不断发展为解决这些问题提供了良好 的条件当前电力电子器件的容量和开关频率不断提高，其控制手段也不断完 善，在谐波抑制和无功补偿方面得到了广泛应用并取得了很好的效果基于电力 电子技术构建新型牵引供电系统，不仅可以滤除谐波、补偿无功、实现三相平 衡供电，提高供电的质量与效率，更重要的是可以取消分相绝缘器，实现同相 供电，解决“过电分相”所带來的严重问题，提高供电的安全性和可靠性 1现有牵引供电系统的主要问题当前电气化铁道牵引供电系统普遍采用单相工频交流制，因为这种制式具有很多的优点和较明显的经济效果，但它同时也存在着许多亟待研究解决的问题， 主要是：1. 1系统三相严重不平衡交流电气化铁道牵引负荷一一电力机车为变化频繁的单相负荷，在电力系统 中产生较大的负序电流，造成三相严重不平衡不平衡程度与牵引负荷的大小 和变电所主变压器接线形式有关表中给出系统电流不对度与牵引变电所的接线 方式、供电臂负荷状况之问的关系。
从表中可以看出，当两个臂负荷完全相同时， 采用平衡变换的变压器可以实现三相完全平衡，这是采用平衡变压器的优势而 采用其他接线方式时，电流不对称程度仍很严重但是由于牵引负荷的随机性， 两臂同时有负荷的机率很小，即使有也由于机车类型和机车丁作状态的多样性， 多数情况下两臂负荷有显著不同所以无论采用何种接线方式，一般情况下三相 总是严重不平衡1. 2换相联接带來的问题为了减轻系统三相不平衡状况，电气化铁道各变电所依次轮换接人不同相 别，称为“换相联接”换相联接后任意3个异相供电臂都有相同负荷时，系 统总负序流为零，但这种情况在实际运行中儿乎不存在，多数情况下3个异相供 电臂负荷显著不同，由此换相联接对相不平衡改善程度受到限制此外换相联接 后各供电区必须用分相绝缘器分隔，而分相绝缘器的使用存在使电力机车安全平 稳通过存在较大隐患，制约了高速、重载铁路的发展1) 分相和分段绝缘器不论在电气上还是在机械上都是薄弱环节，当重载、高速 列车通过时，由于绝缘器形成的硬点对受电弓构成严重威胁，同时绝缘器也常 因拉弧而烧损2) —般沿电气化铁道每50 km设一牵引变电所,25 km左右设一 “电分相” 若列车以200 km/h的速度行驶,则每7. 5 min就要过一次“电分相”。
每当 过“电分相”时，机车都需要提前退级、断电，并依靠惯性滑过“电分相” 待过去之后再重新给电、进级行驶这给机车司机的操作带來了很大困难，对于 高速列车，人工操作几乎是不可能的3) 高速铁路“电分相”处一般有100 1TI左右的无电区，电力机车只能靠惯性 通过当“电分相”处于上坡的长大坡道线路时，机车牵引满载的列车通过“电 分相”就十分困难，俗称“闯八跨”目前解决“闯八跨”问题的一般方法是 在“电分相”处装设自动过分相转换装置J,但装置复杂，且因电压高、转换动作 频繁，使其准确性和可靠度在应用中受到严峻挑战，至今在使用中的技术缺陷依 然存在，更重要的是装有自动过分相装置并不能解决系统不平衡问题1. 3谐波与无功问题我国电气化铁道运的交一直整流器电力机车是一种非线性、低功率因数负荷, 将对牵引供电系统和电力系统注入各次谐波电流，成为一种谐波源电力机车 不同工况下，牵引负荷电流相位角（相对于牵引网电压）的变化幅度较大，致使功 率因数偏低当机车处于再生制动工况时，机车电流反馈牵引网，电流相位角为 滞后120o 一 130o；机车过电分相产生激磁涌流，可视为纯感性电流，相位角接 近滞后90o；机车处在其他工况时，相位角为。