يمكن تصميم هيكل المحطة الفرعية باستخدام الخرسانة أو الفولاذ، مع تكوينات مثل إطارات البوابة والهياكل على شكل π. يعتمد الاختيار أيضًا على ما إذا كانت المعدات مرتبة في طبقة واحدة أو طبقات متعددة.

1. المحولات

المحولات هي المعدات الرئيسية في المحطات الفرعية ويمكن تصنيفها إلى محولات مزدوجة الملف، ومحولات ثلاثية الملفات، ومحولات ذاتية (التي تشترك في ملف لكل من الجهد العالي والمنخفض، مع صنبور مأخوذ من ملف الجهد العالي ليكون بمثابة الجهد المنخفض) مخرجات الجهد). تتناسب مستويات الجهد مع عدد اللفات في اللفات، بينما يتناسب التيار عكسيا.

يمكن تصنيف المحولات بناءً على وظيفتها إلى محولات تصاعدية (تستخدم في إرسال المحطات الفرعية) ومحولات تنازلية (تستخدم في محطات الاستقبال الفرعية). يجب أن يتطابق جهد المحول مع جهد نظام الطاقة. للحفاظ على مستويات جهد مقبولة تحت أحمال مختلفة، قد تحتاج المحولات إلى تبديل توصيلات الصنبور.

بناءً على طريقة تبديل الحنفية، يمكن تصنيف المحولات إلى محولات تغيير الحنفية عند التحميل ومحولات تغيير الحنفية عند التفريغ. تُستخدم محولات تغيير الصنبور عند التحميل بشكل أساسي في محطات الاستقبال الفرعية.

2. محولات الصك

تعمل محولات الجهد ومحولات التيار بشكل مشابه للمحولات، حيث تحول الجهد العالي والتيارات الكبيرة من المعدات وقضبان التوصيل إلى مستويات جهد وتيار أقل مناسبة لأجهزة القياس وحماية المرحلات وأجهزة التحكم. في ظل ظروف التشغيل المقدرة، يكون الجهد الثانوي لمحول الجهد 100 فولت، في حين أن التيار الثانوي لمحول التيار عادة ما يكون 5A أو 1A. من الضروري تجنب فتح الدائرة الثانوية لمحول التيار، لأن ذلك يمكن أن يؤدي إلى جهد عالي يشكل مخاطر على المعدات والأفراد.

3. تبديل المعدات

ويشمل ذلك قواطع الدائرة، والعوازل، ومفاتيح التحميل، والصمامات ذات الجهد العالي، والتي تستخدم لفتح وإغلاق الدوائر. تُستخدم قواطع الدائرة لتوصيل الدوائر وفصلها أثناء التشغيل العادي وعزل المعدات والخطوط المعيبة تلقائيًا تحت سيطرة أجهزة حماية التتابع. في الصين، تُستخدم قواطع دوائر الهواء وقواطع دوائر سداسي فلوريد الكبريت (SF6) بشكل شائع في المحطات الفرعية ذات الجهد الزائد عن 220 كيلو فولت.

تتمثل الوظيفة الأساسية للعوازل (مفاتيح السكين) في عزل الجهد أثناء صيانة المعدات أو الخط لضمان السلامة. لا يمكنها مقاطعة تيارات الحمل أو العطل ويجب استخدامها مع قواطع الدائرة. أثناء انقطاع التيار الكهربائي يجب فتح قاطع الدائرة الكهربائية قبل العازل، وأثناء استعادة التيار الكهربائي يجب إغلاق العازل قبل قاطع الدائرة الكهربائية. يمكن أن يؤدي التشغيل غير الصحيح إلى تلف المعدات وإصابة شخصية.

يمكن لمفاتيح التحميل مقاطعة تيارات التحميل أثناء التشغيل العادي ولكنها تفتقر إلى القدرة على مقاطعة تيارات الأعطال. يتم استخدامها عادةً جنبًا إلى جنب مع الصمامات عالية الجهد للمحولات أو الخطوط الصادرة بجهد 10 كيلو فولت وما فوق والتي لا يتم تشغيلها بشكل متكرر.

لتقليل أثر المحطات الفرعية، يتم استخدام المفاتيح الكهربائية المعزولة بـ SF6 (GIS) على نطاق واسع. تدمج هذه التقنية قواطع الدائرة، والعوازل، وقضبان التوصيل، ومفاتيح التأريض، ومحولات الأجهزة، ونهايات الكابلات في وحدة مدمجة محكمة الغلق مملوءة بغاز SF6 كوسيلة عازلة. توفر نظم المعلومات الجغرافية مزايا مثل الهيكل المدمج، وخفة الوزن، والمقاومة للظروف البيئية، وفترات الصيانة الممتدة، وتقليل مخاطر الصدمات الكهربائية وتداخل الضوضاء. تم تنفيذه في المحطات الفرعية حتى 765 كيلو فولت. ومع ذلك، فهي باهظة الثمن نسبيًا وتتطلب معايير تصنيع وصيانة عالية.

4. معدات الحماية من الصواعق

تم تجهيز المحطات الفرعية أيضًا بأجهزة الحماية من الصواعق، وفي المقام الأول مانعات الصواعق ومانعات الصواعق. تمنع مانعات الصواعق ضربات البرق المباشرة عن طريق توجيه تيار البرق إلى الأرض. عندما يضرب البرق الخطوط القريبة، يمكن أن يؤدي إلى زيادة الجهد داخل المحطة الفرعية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي عمليات قواطع الدائرة أيضًا إلى زيادة الجهد. يتم تفريغ مانعات الصواعق تلقائيًا على الأرض عندما يتجاوز الجهد الزائد حدًا معينًا، وبالتالي حماية المعدات. بعد التفريغ، فإنها تطفئ القوس بسرعة لضمان التشغيل الطبيعي للنظام، مثل مانعات الصواعق بأكسيد الزنك.