Como unidad de distribución de energía compacta e integrada que combina aparamenta de alto-voltaje, transformadores de distribución y equipos de distribución de bajo-voltaje, la subestación tipo caja-opera según principios que integran varias etapas clave de la transmisión y distribución de energía.
Las subestaciones tipo caja-, que suelen instalarse al aire libre, sirven como equipos de distribución terminal para redes urbanas, redes rurales o sistemas de energía industriales. Reconocidos por su tamaño reducido, ciclos de construcción cortos, facilidad de instalación y movilidad flexible, se implementan ampliamente en una amplia gama de entornos que requieren suministro de energía. El mecanismo operativo de una subestación tipo caja-se puede clasificar en términos generales en tres etapas principales: recepción de energía de alto-voltaje, transformación de voltaje a través del transformador y distribución de energía de bajo-voltaje.
En primer lugar, la sección de recepción de alto-voltaje recibe energía eléctrica de alto-voltaje desde la red eléctrica aguas arriba a través de aparamenta-de alto voltaje-como disyuntores y seccionadores. Este tablero de alta-tensión está equipado con funciones de protección contra fallas como sobrecargas y cortocircuitos, lo que garantiza que el circuito pueda interrumpirse rápidamente en caso de condiciones anormales, protegiendo así tanto al equipo como al personal. Al ingresar a la subestación tipo caja-, la energía de alto-voltaje pasa primero a través de dispositivos de medición de alto-voltaje para medir el consumo de electricidad, lo que proporciona la base para la facturación y liquidación de electricidad por parte de los proveedores de servicios públicos. Posteriormente, la energía de alto-voltaje pasa a la sección del transformador. El transformador constituye el componente central de la subestación tipo caja-; su función principal es reducir la energía de alto-voltaje a energía de bajo-voltaje para cumplir con los requisitos específicos de varios-usuarios finales. Estos transformadores suelen utilizar diseños de tipo-inmersos en aceite o secos-, los cuales ofrecen excelentes capacidades de aislamiento y disipación de calor. Internamente, los devanados de alto-y bajo-voltaje facilitan la conversión de energía mediante el principio de inducción electromagnética, logrando así la transformación de voltaje necesaria. La energía de bajo-voltaje, después de haber sido transformada por el transformador, ingresa a la sección de distribución de bajo-voltaje. Esta sección comprende principalmente aparamenta de baja tensión, conjuntos de distribución y dispositivos de protección. Los-dispositivos de distribución de bajo-voltaje-incluidos-disyuntores y fusibles de bajo-voltaje-sirven para controlar y proteger los circuitos de bajo-voltaje, garantizando que el suministro de energía se interrumpa rápidamente en caso de una falla en el circuito para evitar una escalada de accidentes. Los conjuntos de distribución son responsables de asignar la energía de bajo-voltaje a diversas cargas posteriores, como sistemas de iluminación y -maquinaria impulsada por energía. Finalmente, los dispositivos de protección monitorean continuamente los parámetros críticos del circuito-como la corriente y el voltaje-y activan acciones inmediatas cada vez que se detectan anomalías, garantizando así la seguridad tanto del equipo como del personal operativo. Además, la subestación compacta está equipada con dispositivos de compensación de energía reactiva diseñados para mejorar el factor de potencia del sistema eléctrico, minimizar las pérdidas de energía reactiva y mejorar la eficiencia de utilización de los equipos eléctricos. Paralelamente, para garantizar el funcionamiento seguro de la subestación, se han instalado sistemas de puesta a tierra y protección contra rayos para salvaguardar los equipos contra daños causados por rayos y electricidad estática.
