En tant qu'unité de distribution d'énergie compacte et intégrée combinant un appareillage de commutation haute-tension, des transformateurs de distribution et un équipement de distribution basse-tension, la sous-station de type boîte-fonctionne sur la base de principes qui intègrent plusieurs étapes clés de transmission et de distribution d'énergie.
Généralement installées à l'extérieur, les sous-stations de type boîte-servent d'équipement de distribution de terminaux pour les réseaux urbains, les réseaux ruraux ou les systèmes électriques industriels. Réputés pour leur faible encombrement, leurs cycles de construction courts, leur facilité d'installation et leur mobilité flexible, ils sont largement déployés dans une large gamme de contextes nécessitant une alimentation électrique. Le mécanisme opérationnel d'une sous-station de type boîte-peut être globalement classé en trois étapes principales : la réception d'énergie haute-tension, la transformation de tension via le transformateur et la distribution d'énergie basse-tension.
Premièrement, la section de réception-haute tension reçoit de l'énergie électrique haute-haute tension du réseau électrique en amont via un appareillage de commutation haute-haute tension-tel que des disjoncteurs et des sectionneurs. Cet appareillage haute tension-est équipé de fonctions de protection contre les défauts tels que les surcharges et les courts-circuits, garantissant que le circuit peut être rapidement interrompu en cas de conditions anormales, protégeant ainsi à la fois l'équipement et le personnel. En entrant dans la sous-station de type boîte-, l'énergie haute-tension passe d'abord par des dispositifs de mesure haute-tension pour mesurer la consommation d'électricité, fournissant ainsi la base de la facturation et du règlement de l'électricité par les fournisseurs de services publics. Par la suite, l'énergie haute tension - est acheminée vers la section du transformateur. Le transformateur constitue le composant central de la sous-station de type boîte ; sa fonction principale est de réduire l'énergie haute-tension en énergie basse-tension pour répondre aux exigences spécifiques des différents utilisateurs finaux-. Ces transformateurs utilisent généralement des conceptions de type -immergées dans l'huile ou sèches-, qui offrent toutes deux d'excellentes capacités d'isolation et de dissipation thermique. En interne, les enroulements haute-tension et basse-tension facilitent la conversion d'énergie grâce au principe de l'induction électromagnétique, réalisant ainsi la transformation de tension nécessaire. L'énergie basse-tension, après avoir subi une transformation par le transformateur, entre ensuite dans la section de distribution basse-tension. Cette section comprend principalement les appareillages basse tension-, les ensembles de distribution et les dispositifs de protection. L'appareillage de commutation basse tension--y compris les disjoncteurs et les fusibles basse-tension-sert à contrôler et à protéger les circuits basse-tension, garantissant que l'alimentation électrique est rapidement interrompue en cas de défaut de circuit afin d'éviter l'escalade des accidents. Les ensembles de distribution sont chargés d'attribuer l'énergie basse tension - à diverses charges en aval, telles que les systèmes d'éclairage et les machines à entraînement électrique -. Enfin, les dispositifs de protection surveillent en permanence les paramètres critiques du circuit-tels que le courant et la tension- et déclenchent une action immédiate chaque fois que des anomalies sont détectées, garantissant ainsi la sécurité de l'équipement et du personnel d'exploitation. De plus, la sous-station compacte est équipée de dispositifs de compensation de puissance réactive conçus pour améliorer le facteur de puissance du système électrique, minimiser les pertes de puissance réactive et améliorer l'efficacité d'utilisation des équipements électriques. Parallèlement, pour garantir le fonctionnement sûr de la sous-station, des systèmes de mise à la terre et de protection contre la foudre ont été installés pour protéger l'équipement contre les dommages causés par la foudre et l'électricité statique.
