Structura unei substații poate fi proiectată fie din beton, fie din oțel, cu configurații precum rame portal și structuri în formă de π. Alegerea depinde și de dacă echipamentul este aranjat într-un singur strat sau în mai multe straturi.

1. Transformatoare

Transformatoarele sunt echipamentele principale din substații și pot fi clasificate în transformatoare cu dublă înfășurare, transformatoare cu trei înfășurări și autotransformatoare (care împart o înfășurare atât pentru înaltă tensiune, cât și pentru joasă tensiune, cu un robinet preluat de la înfășurarea de înaltă tensiune pentru a servi drept înfășurare joasă). tensiune de ieșire). Nivelurile de tensiune sunt proporționale cu numărul de spire din înfășurări, în timp ce curentul este invers proporțional.

Transformatoarele pot fi clasificate în funcție de funcția lor în transformatoare superioare (utilizate în stațiile de transmisie) și transformatoare descendente (utilizate în stațiile de recepție). Tensiunea transformatorului trebuie să se potrivească cu tensiunea sistemului de alimentare. Pentru a menține niveluri acceptabile de tensiune sub sarcini diferite, transformatoarele ar putea fi nevoite să comute conexiunile la robinet.

Pe baza metodei de comutare, transformatoarele pot fi clasificate în transformatoare sub sarcină și transformatoare fără sarcină. Transformatoarele de comutare sub sarcină sunt utilizate în principal în stațiile de recepție.

2. Transformatoare de instrumente

Transformatoarele de tensiune și transformatoarele de curent funcționează în mod similar cu transformatoarele, transformând tensiunea înaltă și curenții mari de la echipamente și bare colectoare în niveluri de tensiune și curent mai scăzute, potrivite pentru instrumentele de măsură, protecția releelor ​​și dispozitivele de control. În condiții nominale de funcționare, tensiunea secundară a unui transformator de tensiune este de 100 V, în timp ce curentul secundar al unui transformator de curent este de obicei de 5 A sau 1 A. Este esențial să evitați deschiderea circuitului secundar al unui transformator de curent, deoarece aceasta poate duce la o tensiune ridicată care prezintă riscuri pentru echipamente și personal.

3. Echipamente de comutare

Acestea includ întreruptoare, izolatoare, întrerupătoare de sarcină și siguranțe de înaltă tensiune, care sunt utilizate pentru deschiderea și închiderea circuitelor. Întreruptoarele sunt utilizate pentru a conecta și deconecta circuitele în timpul funcționării normale și pentru a izola automat echipamentele și liniile defecte sub controlul dispozitivelor de protecție a releului. În China, întreruptoarele de circuit cu aer și întreruptoarele cu hexafluorura de sulf (SF6) sunt utilizate în mod obișnuit în stațiile de peste 220 kV.

Funcția principală a izolatoarelor (comutatoare cu cuțit) este de a izola tensiunea în timpul întreținerii echipamentelor sau a liniei pentru a asigura siguranța. Ele nu pot întrerupe curenții de sarcină sau de defect și trebuie utilizate împreună cu întrerupătoarele. În timpul întreruperilor de curent, întrerupătorul trebuie să fie deschis înaintea izolatorului, iar în timpul restabilirii alimentării, izolatorul trebuie închis înaintea întreruptorului. Funcționarea incorectă poate duce la deteriorarea echipamentului și vătămări corporale.

Comutatoarele de sarcină pot întrerupe curenții de sarcină în timpul funcționării normale, dar nu au capacitatea de a întrerupe curenții de defect. Ele sunt utilizate în mod obișnuit împreună cu siguranțe de înaltă tensiune pentru transformatoare sau linii de ieșire evaluate la 10 kV și mai mult, care nu sunt operate frecvent.

Pentru a reduce amprenta la sol a substațiilor, aparatele de comutare izolate cu SF6 (GIS) sunt utilizate pe scară largă. Această tehnologie integrează întrerupătoare, izolatoare, bare colectoare, întrerupătoare de împământare, transformatoare de instrument și terminale de cablu într-o unitate compactă, etanșă, umplută cu gaz SF6 ca mediu izolator. GIS oferă avantaje precum structură compactă, greutate redusă, imunitate la condițiile de mediu, intervale de întreținere extinse și risc redus de șoc electric și interferență cu zgomot. A fost implementat în stații de până la 765 kV. Cu toate acestea, este relativ scump și necesită standarde ridicate de producție și întreținere.

4. Echipamente de protecție împotriva trăsnetului

Substațiile sunt, de asemenea, echipate cu dispozitive de protecție împotriva trăsnetului, în primul rând paratrăsnet și descărcătoare de supratensiune. Paratrăsnetul previne loviturile directe de trăsnet prin direcționarea curentului de trăsnet în pământ. Când fulgerul lovește liniile din apropiere, poate induce supratensiune în substație. În plus, operațiunile întrerupătoarelor de circuit pot provoca, de asemenea, supratensiune. Descărcătoarele se descarcă automat la sol atunci când supratensiunea depășește un anumit prag, protejând astfel echipamentul. După descărcare, ele sting rapid arcul pentru a asigura funcționarea normală a sistemului, cum ar fi descărcătoarele cu oxid de zinc.