محطة فرعية

تربط محطة التحويل خطين أو أكثر من خطوط النقل. ^{[ 10 ]} أبسط الحالات هي عندما تكون جميع خطوط النقل بنفس الجهد. في هذه الحالة، تحتوي المحطة على مفاتيح جهد عالٍ تسمح بتوصيل الخطوط أو عزلها لإصلاح الأعطال أو الصيانة. قد تحتوي محطة التحويل على محولات لتحويل الجهد بين خطي نقل، وأجهزة للتحكم في الجهد / تصحيح معامل القدرة مثل المكثفات والمفاعلات ومعوضات القدرة التفاعلية الثابتة ، ومعدات مثل محولات إزاحة الطور للتحكم في تدفق الطاقة بين نظامي طاقة متجاورين.

تتفاوت محطات نقل الطاقة من البسيطة إلى المعقدة. قد لا تتجاوز محطة التحويل الصغيرة كونها ناقلًا كهربائيًا وبعض قواطع الدائرة . أما أكبر محطات نقل الطاقة، فتغطي مساحة شاسعة (عدة أفدنة/هكتارات) بمستويات جهد متعددة، وعدد كبير من قواطع الدائرة، وكمية كبيرة من معدات الحماية والتحكم ( محولات الجهد والتيار ، والمرحلات ، وأنظمة التحكم الإشرافي وجمع البيانات ). ويمكن تنفيذ المحطات الحديثة باستخدام معايير دولية مثل معيار اللجنة الكهروتقنية الدولية 61850 .

تقوم محطة التوزيع الفرعية بنقل الطاقة من شبكة النقل إلى شبكة التوزيع في منطقة معينة. ^{[ 10 ]} من غير المجدي اقتصاديًا توصيل مستهلكي الكهرباء مباشرةً بشبكة النقل الرئيسية، إلا إذا كانوا يستهلكون كميات كبيرة من الطاقة، لذا تقوم محطة التوزيع بخفض الجهد إلى مستوى مناسب للتوزيع المحلي. ^{[ 12 ]}

تتكون مدخلات محطة التوزيع عادةً من خطي نقل أو نقل فرعيين على الأقل. قد يكون جهد الإدخال، على سبيل المثال، 115 كيلوفولت، أو أي جهد شائع في المنطقة. أما المخرجات فتتكون من عدد من المغذيات. وتكون جهود التوزيع عادةً متوسطة، بين 2.4 كيلوفولت و33 كيلوفولت، وذلك تبعًا لحجم المنطقة المخدومة وممارسات شركة الكهرباء المحلية. تمتد المغذيات على طول الشوارع فوق الأرض (أو تحتها في بعض الحالات) وتُغذي محولات التوزيع في أو بالقرب من منازل العملاء.

إضافةً إلى تحويل الجهد، تعمل محطات التوزيع الفرعية أيضاً على عزل الأعطال في أنظمة النقل أو التوزيع. وتُعدّ محطات التوزيع الفرعية عادةً نقاط تنظيم الجهد ، مع العلم أنه في دوائر التوزيع الطويلة (التي تمتد لعدة أميال/كيلومترات)، قد يتم تركيب معدات تنظيم الجهد على طول الخط.

تتميز المناطق المركزية في المدن الكبرى بمحطات توزيع معقدة، مزودة بأنظمة تحويل عالية الجهد، وأنظمة تحويل واحتياطية على جانب الجهد المنخفض. أما محطات التوزيع الأكثر شيوعًا، فتتكون من مفتاح تحويل ومحول واحد ومرافق أساسية على جانب الجهد المنخفض.

في مشاريع توليد الطاقة الموزعة ، مثل مزارع الرياح أو محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، قد يلزم وجود محطة فرعية لتجميع الطاقة. تشبه هذه المحطة محطة التوزيع، إلا أن تدفق الطاقة يكون في الاتجاه المعاكس، من توربينات الرياح أو العواكس إلى شبكة النقل. عادةً، ولتوفير تكاليف الإنشاء، يعمل نظام التجميع بجهد حوالي 35  كيلوفولت، مع أن بعض أنظمة التجميع تعمل بجهد 12 كيلوفولت، وتقوم المحطة الفرعية بتكبير الجهد إلى جهد النقل للشبكة. كما يمكن للمحطة الفرعية تصحيح معامل القدرة عند الحاجة، بالإضافة إلى قياس ومراقبة مزرعة الرياح. في بعض الحالات الخاصة، قد تحتوي المحطة الفرعية أيضًا على محطة تحويل تيار مستمر عالي الجهد.

توجد محطات تجميع فرعية أيضًا في المناطق التي تتواجد فيها عدة محطات توليد طاقة حرارية أو كهرومائية ذات قدرة إنتاجية متقاربة. ومن أمثلة هذه المحطات براوفيلر في ألمانيا وهراديك في جمهورية التشيك، حيث يتم تجميع الطاقة من محطات توليد الطاقة القريبة التي تعمل بالفحم البني . إذا لم تكن هناك حاجة إلى محولات لرفع الجهد إلى مستوى النقل، فإن المحطة الفرعية تُسمى محطة تحويل.

قد ترتبط محطات التحويل الفرعية بمحطات تحويل التيار المستمر عالي الجهد، أو تيار الجر ، أو الشبكات غير المتزامنة المترابطة. تحتوي هذه المحطات على أجهزة إلكترونية لتغيير تردد التيار، أو لتحويله من التيار المتردد إلى التيار المستمر أو العكس. في السابق، كانت المحولات الدوارة تُستخدم لتغيير التردد لربط نظامين؛ أما اليوم، فنادرًا ما تُستخدم هذه المحطات الفرعية.

محطة التحويل هي محطة فرعية لا تحتوي على محولات وتعمل بجهد كهربائي واحد فقط. تُستخدم محطات التحويل أحيانًا كمحطات تجميع وتوزيع، وأحيانًا أخرى لتحويل التيار إلى خطوط احتياطية أو لتوصيل الدوائر بالتوازي في حالة حدوث عطل. ومن الأمثلة على ذلك محطات التحويل لخط نقل التيار المستمر عالي الجهد بين إنغا وشابا .

قد تُعرف محطة التحويل أيضًا باسم ساحة التحويل، وعادةً ما تقع هذه المحطات بجوار محطة توليد الطاقة أو بالقرب منها . في هذه الحالة، تُغذي مولدات محطة توليد الطاقة الساحة بالطاقة عبر ناقل المولدات الموجود على أحد جانبي الساحة، بينما تستمد خطوط النقل طاقتها من ناقل التغذية الموجود على الجانب الآخر من الساحة.

من الوظائف الأساسية التي تؤديها المحطات الفرعية التحويل ، وهو توصيل وفصل خطوط النقل أو المكونات الأخرى من وإلى الشبكة. قد تكون عمليات التحويل مُخططة أو طارئة. قد يلزم فصل الطاقة عن خط نقل أو مكون آخر لأغراض الصيانة أو الإنشاءات الجديدة، كإضافة أو إزالة خط نقل أو محول. ولضمان استمرارية الإمداد، تسعى الشركات إلى إبقاء الشبكة قيد التشغيل أثناء إجراء الصيانة. يجب تنفيذ جميع الأعمال، من الاختبارات الروتينية إلى إضافة محطات فرعية جديدة بالكامل، مع الحفاظ على استمرارية تشغيل الشبكة بأكملها.

• 
  محطة تحويل في سد جراند كولي ، الولايات المتحدة، 2006. هذه محطة تحويل 500 كيلو فولت.
• 
  محطة فرعية سابقة ذات جهد عالٍ في شتوتغارت، ألمانيا، أصبحت الآن  محطة تحويل بجهد 110 كيلوفولت.  تم إلغاء مستوى 220 كيلوفولت لتبسيط الشبكة.
• 
   محطة تحويل الجهد العالي 230 كيلوفولت في واشنطن، الولايات المتحدة الأمريكية

تحدث أحداث التبديل غير المخطط لها بسبب عطل في خط النقل أو أي مكون آخر، على سبيل المثال:

• يُصاب خطٌّ بالبرق فيتشكّل قوسٌ كهربائيّ .
• برج يسقط بفعل الرياح العاتية .

تتمثل وظيفة محطة التحويل في عزل الجزء المعطل من النظام في أقصر وقت ممكن. ويؤدي فصل الطاقة عن المعدات المعطلة إلى حمايتها من المزيد من التلف، كما يساعد عزل العطل في الحفاظ على استقرار بقية شبكة الكهرباء. ^{[ 13 ]}

تستخدم خطوط السكك الحديدية المكهربة محطات فرعية، غالباً ما تكون محطات توزيع. وفي بعض الحالات، يتم تحويل التيار، عادةً باستخدام مقومات للقطارات التي تعمل بالتيار المستمر ، أو محولات دوارة للقطارات التي تعمل بالتيار المتردد بترددات مختلفة عن تردد الشبكة العامة. وفي بعض الأحيان، تكون هذه المحطات أيضاً محطات نقل أو محطات تجميع إذا كانت شبكة السكك الحديدية تشغل شبكتها الخاصة ومولداتها لتزويد المحطات الأخرى بالطاقة.

المحطة الفرعية المتنقلة هي محطة فرعية على عجلات، تحتوي على محول كهربائي وقواطع كهربائية وشبكة توصيل مثبتة على مقطورة نصفية مستقلة ، مصممة ليتم جرها بواسطة شاحنة . صُممت هذه المحطات لتكون صغيرة الحجم لتسهيل سيرها على الطرق العامة، وتُستخدم كنسخة احتياطية مؤقتة في أوقات الكوارث الطبيعية أو الحروب . عادةً ما تكون قدرة المحطات الفرعية المتنقلة أقل بكثير من قدرة المنشآت الدائمة، وقد تُبنى على شكل وحدات متعددة لتلبية متطلبات السير على الطرق. ^{[ 14 ]}

يتطلب اختيار موقع محطة فرعية مراعاة العديد من العوامل. فمساحة الأرض الكافية ضرورية لتركيب المعدات مع مراعاة الخلوصات اللازمة للسلامة الكهربائية، ولتسهيل الوصول إلى المعدات الكبيرة كالمحولات وصيانتها. كما يجب أن يتيح الموقع مساحة للتوسع نتيجةً لزيادة الأحمال أو إضافة خطوط نقل مُخطط لها. ويجب أيضًا مراعاة الآثار البيئية للمحطة الفرعية، مثل تصريف المياه والضوضاء وحركة المرور.

يجب أن يكون موقع المحطة الفرعية مركزياً نسبياً لمنطقة التوزيع المراد خدمتها. كما يجب أن يكون الموقع آمناً من دخول المارة، وذلك لحماية الأفراد من الإصابة بالصدمات الكهربائية أو الشرارات الكهربائية، ولحماية النظام الكهربائي من أي خلل ناتج عن التخريب.

إذا لم تكن المحطات الفرعية مملوكة ومدارة من قبل شركة مرافق، فعادة ما يتم شغلها بموجب عقد إيجار طويل الأجل مثل عقد إيجار قابل للتجديد لمدة 99 عامًا، مما يمنح شركة المرافق ضمانًا لحيازتها . ^{[ 18 ]}

تتمثل الخطوة الأولى في تخطيط تصميم محطة فرعية في إعداد مخطط أحادي الخط ، والذي يُظهر بشكل مبسط ترتيبات التبديل والحماية المطلوبة، بالإضافة إلى خطوط التغذية الداخلة وخطوط التغذية أو النقل الخارجة. ومن الممارسات الشائعة لدى العديد من شركات الكهرباء إعداد مخططات أحادية الخط مع ترتيب العناصر الرئيسية (الخطوط، والمفاتيح، وقواطع الدائرة، والمحولات) على الصفحة بشكل مشابه لترتيب الأجهزة في المحطة الفعلية. ^{[ 10 ]}

في التصميم الشائع، تحتوي خطوط التغذية على فاصل وقاطع دارة . في بعض الحالات، قد لا تحتوي الخطوط على كليهما، حيث يُعتبر مفتاح الفصل أو قاطع الدارة كافيًا. يُستخدم مفتاح الفصل لتوفير العزل، لأنه لا يستطيع قطع تيار الحمل. أما قاطع الدارة، فيُستخدم كجهاز حماية لقطع تيارات الأعطال تلقائيًا، ويمكن استخدامه لتشغيل وإيقاف الأحمال، أو لفصل الخط عند تدفق الطاقة في الاتجاه المعاكس. عند مرور تيار عطل كبير عبر قاطع الدارة، يتم اكتشافه باستخدام محولات التيار . يمكن استخدام قيمة خرج محول التيار لفصل قاطع الدارة، مما يؤدي إلى فصل الحمل المُغذى من قاطع الدارة عن نقطة التغذية. يهدف هذا إلى عزل نقطة العطل عن باقي النظام، والسماح لباقي النظام بمواصلة العمل بأقل تأثير ممكن. يمكن تشغيل كل من المفاتيح وقواطع الدارة محليًا (داخل المحطة الفرعية) أو عن بُعد من مركز تحكم إشرافي.

في خطوط النقل الهوائية ، قد يؤدي انتشار الصواعق وارتفاعات التيار الناتجة عن عمليات التحويل إلى تلف العزل في معدات المحطات الفرعية. ولذلك، تُستخدم مانعات الصواعق عند مداخل الخطوط لحماية هذه المعدات. وتُجرى دراسات تنسيق العزل على نطاق واسع لضمان الحد الأدنى من أعطال المعدات (وما يترتب عليها من انقطاعات في التيار ).

بعد تجاوز مكونات التبديل، تتصل خطوط الجهد المحدد بواحد أو أكثر من قضبان التوزيع . وهذه عبارة عن مجموعات من قضبان التوزيع ، وعادة ما تكون بمضاعفات العدد ثلاثة، لأن توزيع الطاقة الكهربائية ثلاثية الأطوار شائع إلى حد كبير في جميع أنحاء العالم.

يؤثر ترتيب المفاتيح وقواطع الدائرة الكهربائية وقضبان التوزيع المستخدمة على تكلفة وموثوقية المحطة الفرعية. بالنسبة للمحطات الفرعية المهمة، يمكن استخدام نظام قضبان التوزيع الحلقية أو المزدوجة أو ما يُعرف بنظام "قاطع ونصف"، بحيث لا يؤدي تعطل أي قاطع دائرة إلى انقطاع التيار الكهربائي عن الدوائر الأخرى، كما يسمح بفصل التيار عن أجزاء من المحطة الفرعية لأغراض الصيانة والإصلاح. أما المحطات الفرعية التي تغذي حملاً صناعياً واحداً فقط، فقد تحتوي على الحد الأدنى من تجهيزات التبديل، خاصةً في المنشآت الصغيرة. ^{[ 19 ]}

نظراً لخطر الصعق الكهربائي، تُعدّ المحطات الفرعية خطرة بطبيعتها على العاملين في مجال الكهرباء. ^{[ 20 ]} وللحدّ من هذا الخطر، تُصمّم المحطات الفرعية بميزات أمان متنوعة. ^{[ 21 ]} تُفصل الموصلات الحية والمعدات المكشوفة، إما بمعدات محمية، أو باستخدام حواجز أو مسافة فاصلة. ^{[ 21 ]} وبناءً على الولاية القضائية أو الشركة، ^{[ 22 ]} توجد معايير أمان تحدد الحد الأدنى للمسافة المطلوبة بين المعدات أو الموصلات الحية المختلفة، أو بين المعدن الحي والأرض، والتي غالباً ما تختلف، حيث تتطلب الفولتية العالية مسافة أكبر نظراً لزيادة احتمالية حدوث وميض كهربائي . ^{[ 23 ]} يُضاف إلى ذلك المساحة اللازمة لعمل الموظفين بأمان ومرور المركبات. ^{[ 24 ]} في بعض الأحيان، يكون من الضروري العمل على أجزاء من المحطة الفرعية وهي موصولة بالتيار الكهربائي، ولكن يجب على الموظفين الحفاظ على مسافة آمنة لا تقل عن 3 أمتار (9.8 قدم) . ^{[ 25 ]} يتعارض هدف تقليل مساحة المحطات الفرعية مع سهولة الصيانة التي تُحسّن من خلال تضمين فجوات يمكن للموظفين العمل فيها بأمان. ^{[ 26 ]} 

أسفل محطة فرعية، توفر شبكة من الموصلات، مدفونة على عمق 0.5 أو 0.6 متر ( قدم و8 بوصات أو قدمين ) ، التأريض . ^{[ 27 ] [ 28 ]} تُستخدم هذه الشبكة، المصنوعة عادةً من النحاس، وإن كانت قد تكون من الحديد المجلفن في بعض البلدان، ^{[ 28 ]} لتأريض الدوائر التي يجري العمل عليها لمنع إعادة تشغيلها عن طريق الخطأ أثناء ملامسة العمال لدائرة مفصولة عن التيار. ^{[ 29 ]} غالبًا ما تُغرس قضبان التأريض في أعماق أكبر من شبكة التأريض لتقليل المقاومة، ^{[ 30 ]} وقد تُحاط بالبنتونيت أو الماركونيت لتقليل المقاومة بشكل أكبر وضمان تأريض فعال طوال عمر المحطة الفرعية. ^{[ 31 ]} فوق سطح الأرض، قد تكون موصلات التأريض من الفولاذ أو الألومنيوم أو النحاس. يجب أن تكون سميكة بما يكفي لتحمل التيار المتوقع لحدوث عطل لمدة 1-3 ثوانٍ دون أن تتلف. ^{[ 28 ]} تحمي أسوار المحطات الفرعية، التي يبلغ ارتفاعها عادةً مترين (6 أقدام و7 بوصات) على الأقل ، الجمهور من المخاطر الكهربائية، كما تحمي المحطة الفرعية من التخريب. ^{[ 32 ]} ويمكن أيضًا دمج أسوار داخلية لحماية الموظفين من المناطق غير الآمنة عند توصيل التيار الكهربائي بها. ^{[ 33 ]}      

تُستخدم قواطع الدائرة الكهربائية ذات الجهد العالي عادةً لقطع تدفق التيار في معدات المحطات الفرعية. عند الانقطاع، قد يكون التيار طبيعيًا، أو مرتفعًا جدًا بسبب زيادة الحمل، أو غير طبيعي بسبب عطل، أو قد يكون قد فُصل بواسطة مرحلات الحماية قبل حدوث مشكلة متوقعة. ^{[ 35 ]} تشمل أكثر التقنيات شيوعًا لإخماد قوس الطاقة الناتج عن فصل الموصلات في القاطع ما يلي: ^{[ 36 ]}

• يُعدّ الهواء عند الضغط الجوي (مفاتيح كهربائية معزولة بالهواء (AIS)) الأكثر شيوعًا في العالم. ^{[ 37 ]} يُعتبر الهواء أرخص عازل وأسهل تعديلًا، لكن مفاتيح AIS تشغل مساحة أكبر، وتترك المعدات مُعرّضة للبيئة الخارجية. ^{[ 38 ]} من عيوب مفاتيح AIS التأثير البصري لمحطة فرعية أكبر مع خطوط نقل الطاقة العلوية الداخلة والخارجة منها، وهو ما قد يكون غير مقبول في المناطق ذات المناظر الخلابة أو المناطق الحضرية. ^{[ 39 ]} تتطلب مفاتيح AIS دعامات إضافية في المناطق النشطة زلزاليًا، وتُصدر مجالات كهرومغناطيسية وضوضاء أكثر من التقنيات البديلة. ^{[ 40 ]}
• تُستخدم الغازات (قواطع الدائرة الغازية أو مفاتيح التوزيع المعزولة بالغاز) في أنظمة العزل الكهربائي، وأكثرها شيوعًا سداسي فلوريد الكبريت (SF6 ₎ أو خليط من الغازات التي تشمل SF6 _. [ ^{37 ] على} الرغم من كونها الأغلى ثمنًا، إلا أن هذه الغازات تُعد عازلًا أكثر فعالية من الهواء. ^{[ 38 ]} لا تتطلب أنظمة العزل المعزولة بالغاز سوى 10 إلى 20 بالمائة من مساحة الأرض المستخدمة في أنظمة العزل الهوائي، ^{[ 41 ]} مما يُوفر تكاليف شراء الأراضي في المناطق الحضرية، ^{[ 38 ]} ويسمح ببناء المحطة الفرعية في الموقع الدقيق لاستهلاك الطاقة في المناطق الصناعية أو الحضرية، وهو ما يُحقق وفورات كبيرة في التكاليف. أما فيما يتعلق بتوليد الطاقة، فيمكن تركيب أنظمة العزل المعزولة بالغاز بالقرب من المولد، مما يُوفر تكاليف الكابلات وتوصيلات قنوات التوزيع والإنشاءات المدنية، ويُعزز موثوقية النظام. ^{[ 39 ]} يُمكن لأنظمة العزل المعزولة بالغاز أن تحل محل أنظمة العزل الهوائي في حال زيادة متطلبات الطاقة دون الحاجة إلى مساحة أرض إضافية. ^{[ 39 ]} بالإضافة إلى ذلك، يُركّب نظام العزل الغازي (GIS) عادةً في مبنى مغلق يحمي المعدات من التلوث والملح. ^{[ 38 ] [ 39 ]} ما لم تُستخدم المحطة الفرعية بشكل متكرر للتحويل، يمكن أن تكون تكلفة الصيانة منخفضة جدًا أو حتى معدومة لسنوات عديدة. ^{[ 42 ]} نظرًا لأن غاز _سادس فلوريد الكبريت (SF6 ) يتحول إلى الحالة الصلبة عند حوالي -40 درجة مئوية (-40 درجة فهرنهايت) ، فإن قواطع الدائرة هذه تتطلب سخانات للعمل في بعض المناخات في الطقس شديد البرودة. ^{[ 43 ]} يُستخدم غاز سادس فلوريد الكبريت (SF6 _{) في لوحات التوزيع الكهربائية منذ ستينيات القرن الماضي.} ^{[ 44 ]}  
• يُوفّر الزيت المعدني (المعروف اختصارًا بـ OCB اختصارًا لقاطع الدائرة الزيتي) مقاومة عالية بين نقاط التلامس المفتوحة، مما يوقف تدفق التيار بشكل فعال. ^{[ 36 ]} على الرغم من أن قواطع الدائرة الزيتية مناسبة لنطاق واسع من الفولتية، إلا أن الزيت يتلوث أثناء إخماد الشرارات الكهربائية، ويجب ترشيحه أو استبداله دوريًا. ^{[ 45 ]}
• الفراغ عازل أفضل من الهواء، ولكنه أقل كفاءة من الغاز أو الزيت. قواطع الدائرة الكهربائية الفراغية (VCB) أصغر حجماً من قواطع الدائرة الكهربائية الهوائية، وتُستخدم عادةً في توزيع الطاقة الكهربائية وغيرها من معدات التبديل التي تعمل بجهد أقل من 35 كيلوفولت. ^{[ 43 ]}
• العزل المختلط، الذي يشمل عزل الغاز والهواء. على الرغم من أنه الخيار الأقل شيوعًا ^{[ 37 ]،} إلا أنه قد يكون مفيدًا عند الحاجة إلى توسيع محطة فرعية معزولة بالهواء، ولكن المساحة المتاحة للإنشاءات الإضافية محدودة للغاية. ^{[ 38 ]}

تُشبه قواطع إعادة التوصيل قواطع الدائرة الكهربائية، وقد تكون أقل تكلفةً لعدم حاجتها إلى مرحلات حماية منفصلة. تُستخدم هذه القواطع بكثرة في شبكات التوزيع، وغالبًا ما تُبرمج للفصل عند تجاوز التيار الكهربائي قيمةً معينةً لفترة زمنية محددة. تحاول قواطع إعادة التوصيل إعادة تنشيط الدائرة بعد فترة تأخير. إذا لم تنجح في ذلك لعدة مرات، فسيتعين على فني كهربائي إعادة ضبطها يدويًا. ^{[ 46 ]}

تُستخدم بنوك المكثفات في المحطات الفرعية لموازنة سحب التيار المتأخر من الأحمال الحثية (مثل المحركات والمحولات وبعض المعدات الصناعية) مع أحمالها التفاعلية . ^{[ 47 ]} قد تكون هناك حاجة إلى سعة مكثفات إضافية في حال إضافة مصادر توليد موزعة (مثل مولدات الديزل الصغيرة، أو الألواح الشمسية الكهروضوئية المثبتة على أسطح المنازل ، أو توربينات الرياح ) إلى النظام. ^{[ 48 ]} يمكن للمكثفات تقليل التيار في الأسلاك، مما يساعد على الحد من فقد الطاقة في النظام الناتج عن انخفاض الجهد أو تمكين إرسال طاقة إضافية عبر الموصلات. يمكن ترك المكثفات قيد التشغيل استجابةً لحمل حثي ثابت أو تشغيلها عند زيادة الحمل الحثي، كما هو الحال في فصل الصيف لأجهزة تكييف الهواء . يمكن أن يكون التبديل عن بُعد، ويمكن إجراؤه يدويًا أو تلقائيًا. ^{[ 47 ]}

تحتوي المحطات الفرعية الكبيرة على غرف تحكم للمعدات المستخدمة في مراقبة بقية معدات المحطة والتحكم بها وحمايتها. وتشمل هذه الغرف عادةً أجهزة حماية، وعدادات، وأجهزة تحكم في القواطع، وأنظمة اتصالات، وبطاريات، ومسجلات لحفظ بيانات تفصيلية حول عمليات المحطة، لا سيما عند حدوث أي نشاط غير معتاد، للمساعدة في إعادة بناء ما حدث لاحقًا. وتُجهز غرف التحكم هذه عادةً بنظامي تدفئة وتكييف لضمان التشغيل الموثوق لهذه المعدات. ^{[ 49 ]} كما يلزم توفير معدات إضافية للتعامل مع ارتفاعات الطاقة المفاجئة المرتبطة بمصادر الطاقة المتجددة المتقطعة، مثل الطاقة المولدة من الرياح أو الطاقة الشمسية. ^{[ 50 ]}

تفقد معظم المحولات ما بين 1.5 و5% من طاقتها على شكل حرارة وضوضاء. وتكون خسائر الحديد ثابتة عند عدم وجود حمل، بينما تتناسب خسائر النحاس والخسائر الإضافية طرديًا مع مربع التيار. وتنتج الخسائر الإضافية عن تشغيل المراوح والمضخات ^{[ 51 ]} ، مما يُسبب ضوضاءً عند تشغيل المحول بكامل طاقته. ^{[ 52 ]} وللحد من الضوضاء، تُبنى عادةً أغلفة حول المحول، ويمكن إضافتها أيضًا بعد إنشاء المحطة الفرعية. ^{[ 52 ]}

تُبنى المحولات الكهربائية التي تعمل بالزيت عادةً بمناطق عازلة لمنع تسرب الزيت المشتعل أو المتسرب. تُبنى مناطق فصل الحريق أو جدران الحماية من الحريق حول المحول لمنع انتشاره. ^{[ 53 ]} ويُسمح لمركبات مكافحة الحرائق بالوصول إلى المنطقة عبر مسار محدد. ^{[ 54 ]}