Для тягового электроснабжения на электрических железных дорогах служат тяговые подстанции и тяговые сети, принадлежащие железным дорогам или другим транспортным либо промышленным предприятиям. Установлен номинальный уровень напряжения на токоприемниках электроподвижного состава — 3 кВ при постоянном и 25 кВ при переменном токе. Нормировано также наибольшее и наименьшее напряжение на шинах тяговых подстанций. Питание электрифицированных железных дорог, относящихся к потребителям первой категории, должно осуществляться от двух и более независимых источников электроэнергии.
По конструктивному исполнению тяговые подстанции бывают стационарные и передвижные. В зависимости от размещения оборудования — закрытые, открытые и смешанные. По способу управления — с ручным управлением, автоматические, телеуправляемые. Чтобы обеспечить требуемое напряжение в контактной сети, через каждые 200 км при питании от сети 110 кВ и через 300 км при питании от сети напряжением 220 кВ расположены опорные тяговые подстанции, а между ними — промежуточные. По способу подключения к питающим линиям промежуточные тяговые подстанции делятся на транзитные, отпаечные и тупиковые.
Число промежуточных подстанций между опорными не должно превышать трех при напряжении ЛЭП 110 кВ и пяти — при 220 кВ для системы переменного тока; для системы постоянного тока число промежуточных подстанций не более пяти. На метрополитенах применяется система тяги постоянного тока с номинальным напряжением у электропоездов 750 В и на шинах подстанции 825 В. На тяговых подстанциях установлено преобразовательное оборудование: понизительные трансформаторы и полупроводниковые выпрямительные и инверторные агрегаты. На рис. 8.3 показан пример конструктивного решения тяговой подстанции постоянного тока.
План приведенной выше тяговой подстанции характерен применением комплектных ячеек наружной установки в распределительном устройстве (РУ) напряжением 35 и 10 кВ и полупроводниковыми выпрямителями наружной установки с естественным наружным охлаждением.
Электрооборудование тяговых подстанций переменного тока менее разнообразно. Оборудование РУ напряжением 110 кВ (220 кВ) и РУ напряжением 35 кВ такое же, как и на подстанциях постоянного тока. Отличием является исполнение открытого распределительного устройства 27,5 кВ, от которого подается питание в контактную сеть однофазным током. Сборные шины закрепляются на рамных конструкциях через гирлянды подвесных изоляторов.
