Como uma unidade de distribuição de energia compacta e integrada que combina painéis de distribuição de alta-tensão, transformadores de distribuição e equipamentos de distribuição de baixa-tensão, a subestação tipo caixa-opera com base em princípios que integram vários estágios principais de transmissão e distribuição de energia.
Normalmente instaladas ao ar livre, as subestações do tipo{0}}caixa servem como equipamentos de distribuição terminal para redes urbanas, redes rurais ou sistemas de energia industriais. Famosos pela sua pequena área ocupada, ciclos de construção curtos, facilidade de instalação e mobilidade flexível, são amplamente utilizados numa ampla gama de ambientes que requerem fonte de alimentação. O mecanismo operacional de uma subestação tipo caixa-pode ser amplamente categorizado em três estágios principais: recepção de energia de-alta tensão, transformação de tensão através do transformador e distribuição de energia-de baixa tensão.
Primeiro, a seção de recepção de alta-tensão recebe energia elétrica de alta-tensão da rede elétrica a montante por meio de dispositivos de manobra de alta-tensão-, como disjuntores e seccionadores. Este quadro de alta-tensão está equipado com funções de proteção contra falhas como sobrecargas e curtos-circuitos, garantindo que o circuito possa ser rapidamente interrompido em caso de condições anormais, protegendo assim o equipamento e o pessoal. Ao entrar na subestação do tipo caixa-, a energia de alta-tensão passa primeiro por dispositivos de medição de alta-tensão para medir o consumo de eletricidade, fornecendo a base para o faturamento e liquidação de eletricidade pelos fornecedores de serviços públicos. Posteriormente, a energia de alta-tensão segue para a seção do transformador. O transformador constitui o componente principal da subestação tipo-caixa; sua função principal é reduzir a energia de-alta tensão para energia de-baixa tensão para atender aos requisitos específicos de vários usuários-finais. Esses transformadores normalmente utilizam projetos do tipo-imersos em óleo ou secos-, e ambos oferecem excelente capacidade de isolamento e dissipação de calor. Internamente, os enrolamentos de alta-tensão e baixa{22}}tensão facilitam a conversão de energia através do princípio da indução eletromagnética, conseguindo assim a transformação de tensão necessária. A energia de baixa-tensão, tendo sofrido transformação pelo transformador, entra então na seção de distribuição de baixa-tensão. Esta seção compreende principalmente painéis de baixa tensão, conjuntos de distribuição e dispositivos de proteção. O conjunto de manobra de baixa-tensão-incluindo disjuntores e fusíveis de baixa-tensão-serve para controlar e proteger os circuitos de baixa-tensão, garantindo que a fonte de alimentação seja prontamente interrompida em caso de falha no circuito para evitar a escalada de acidentes. Os conjuntos de distribuição são responsáveis por alocar a energia de baixa-tensão para diversas cargas posteriores, como sistemas de iluminação e máquinas-acionadas por energia. Por fim, os dispositivos de proteção monitoram continuamente parâmetros críticos do circuito-como corrente e tensão-e acionam ações imediatas sempre que anomalias são detectadas, garantindo assim a segurança do equipamento e do pessoal operacional. Além disso, a subestação compacta está equipada com dispositivos de compensação de potência reativa projetados para melhorar o fator de potência do sistema elétrico, minimizar as perdas de potência reativa e aumentar a eficiência de utilização dos equipamentos elétricos. Paralelamente, para garantir o funcionamento seguro da subestação, foram instalados sistemas de aterramento e proteção contra descargas atmosféricas para salvaguardar os equipamentos contra danos causados por descargas atmosféricas e eletricidade estática.
