Η δομή ενός υποσταθμού μπορεί να σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας είτε σκυρόδεμα είτε χάλυβα, με διαμορφώσεις όπως πλαίσια πυλών και κατασκευές σε σχήμα π. Η επιλογή εξαρτάται επίσης από το εάν ο εξοπλισμός είναι διατεταγμένος σε ένα στρώμα ή σε πολλαπλά στρώματα.

1. Μετασχηματιστές

Οι μετασχηματιστές είναι ο κύριος εξοπλισμός των υποσταθμών και μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε μετασχηματιστές διπλής περιέλιξης, μετασχηματιστές τριών περιελίξεων και αυτομετασχηματιστές (που μοιράζονται μια περιέλιξη τόσο για υψηλή όσο και για χαμηλή τάση, με μια βρύση που λαμβάνεται από την περιέλιξη υψηλής τάσης για να χρησιμεύσει ως χαμηλή τάση εξόδου). Τα επίπεδα τάσης είναι ανάλογα με τον αριθμό των στροφών στις περιελίξεις, ενώ το ρεύμα είναι αντιστρόφως ανάλογο.

Οι μετασχηματιστές μπορούν να ταξινομηθούν με βάση τη λειτουργία τους σε μετασχηματιστές κλιμάκωσης (που χρησιμοποιούνται σε υποσταθμούς αποστολής) και μετασχηματιστές κατεβάσματος (που χρησιμοποιούνται σε υποσταθμούς λήψης). Η τάση του μετασχηματιστή πρέπει να ταιριάζει με την τάση του συστήματος ισχύος. Για να διατηρηθούν αποδεκτά επίπεδα τάσης κάτω από διαφορετικά φορτία, οι μετασχηματιστές μπορεί να χρειαστεί να αλλάξουν τις συνδέσεις βρύσης.

Με βάση τη μέθοδο μεταγωγής βρύσης, οι μετασχηματιστές μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε μετασχηματιστές αλλαγής βρύσης σε φορτίο και μετασχηματιστές αλλαγής βρύσης εκτός φορτίου. Οι μετασχηματιστές αλλαγής βρύσης επί φορτίου χρησιμοποιούνται κυρίως σε υποσταθμούς λήψης.

2. Μετασχηματιστές οργάνων

Οι μετασχηματιστές τάσης και οι μετασχηματιστές ρεύματος λειτουργούν παρόμοια με τους μετασχηματιστές, μετατρέποντας υψηλής τάσης και μεγάλα ρεύματα από εξοπλισμό και ζυγούς σε χαμηλότερα επίπεδα τάσης και ρεύματος κατάλληλα για όργανα μέτρησης, προστασία ρελέ και συσκευές ελέγχου. Υπό ονομαστικές συνθήκες λειτουργίας, η δευτερεύουσα τάση ενός μετασχηματιστή τάσης είναι 100 V, ενώ το δευτερεύον ρεύμα ενός μετασχηματιστή ρεύματος είναι τυπικά 5Α ή 1Α. Είναι σημαντικό να αποφύγετε το άνοιγμα του δευτερεύοντος κυκλώματος ενός μετασχηματιστή ρεύματος, καθώς αυτό μπορεί να οδηγήσει σε υψηλή τάση που ενέχει κινδύνους για τον εξοπλισμό και το προσωπικό.

3. Εξοπλισμός μεταγωγής

Αυτό περιλαμβάνει διακόπτες κυκλώματος, απομονωτές, διακόπτες φορτίου και ασφάλειες υψηλής τάσης, που χρησιμοποιούνται για το άνοιγμα και το κλείσιμο κυκλωμάτων. Οι διακόπτες κυκλώματος χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση και αποσύνδεση κυκλωμάτων κατά την κανονική λειτουργία και την αυτόματη απομόνωση ελαττωματικού εξοπλισμού και γραμμών υπό τον έλεγχο των συσκευών προστασίας ρελέ. Στην Κίνα, οι διακόπτες κυκλώματος αέρα και οι διακόπτες κυκλώματος εξαφθοριούχου θείου (SF6) χρησιμοποιούνται συνήθως σε υποσταθμούς ισχύος άνω των 220 kV.

Η κύρια λειτουργία των απομονωτών (μαχαιροδιακόπτες) είναι να απομονώνουν την τάση κατά τη διάρκεια της συντήρησης του εξοπλισμού ή της γραμμής για να διασφαλίζεται η ασφάλεια. Δεν μπορούν να διακόψουν τα ρεύματα φορτίου ή σφάλματος και θα πρέπει να χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με διακόπτες κυκλώματος. Κατά τη διάρκεια διακοπών ρεύματος, ο διακόπτης κυκλώματος θα πρέπει να ανοίγει πριν από τον απομονωτή και κατά την αποκατάσταση του ρεύματος, ο απομονωτής πρέπει να κλείνει πριν από τον διακόπτη. Η λανθασμένη λειτουργία μπορεί να οδηγήσει σε ζημιά του εξοπλισμού και τραυματισμό.

Οι διακόπτες φόρτωσης μπορούν να διακόψουν τα ρεύματα φορτίου κατά την κανονική λειτουργία, αλλά δεν έχουν την ικανότητα να διακόπτουν τα ρεύματα σφάλματος. Συνήθως χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με ασφάλειες υψηλής τάσης για μετασχηματιστές ή εξερχόμενες γραμμές ονομαστικής ισχύος 10 kV και άνω που δεν λειτουργούν συχνά.

Για τη μείωση του αποτυπώματος των υποσταθμών, χρησιμοποιείται ευρέως ο διακόπτης (GIS) με μόνωση SF6. Αυτή η τεχνολογία ενσωματώνει διακόπτες κυκλώματος, απομονωτές, ζυγούς, διακόπτες γείωσης, μετασχηματιστές οργάνων και τερματισμούς καλωδίων σε μια συμπαγή, σφραγισμένη μονάδα γεμάτη με αέριο SF6 ως μονωτικό μέσο. Το GIS προσφέρει πλεονεκτήματα όπως συμπαγής δομή, ελαφρύ, ανθεκτικότητα στις περιβαλλοντικές συνθήκες, εκτεταμένα διαστήματα συντήρησης και μειωμένο κίνδυνο ηλεκτροπληξίας και παρεμβολών θορύβου. Έχει εφαρμοστεί σε υποσταθμούς έως 765kV. Ωστόσο, είναι σχετικά ακριβό και απαιτεί υψηλά πρότυπα κατασκευής και συντήρησης.

4. Εξοπλισμός αντικεραυνικής προστασίας

Οι υποσταθμοί είναι επίσης εξοπλισμένοι με συσκευές αντικεραυνικής προστασίας, κυρίως αλεξικέραυνες και απαγωγείς υπερτάσεων. Τα αλεξικέραυνα αποτρέπουν τους άμεσους κεραυνούς κατευθύνοντας το ρεύμα κεραυνού στο έδαφος. Όταν ο κεραυνός χτυπήσει κοντινές γραμμές, μπορεί να προκαλέσει υπέρταση εντός του υποσταθμού. Επιπλέον, η λειτουργία των αυτόματων διακοπτών μπορεί επίσης να προκαλέσει υπέρταση. Οι απαγωγείς υπερτάσεων εκφορτίζονται αυτόματα στο έδαφος όταν η υπέρταση υπερβαίνει ένα συγκεκριμένο όριο, προστατεύοντας έτσι τον εξοπλισμό. Μετά την εκφόρτωση, σβήνουν γρήγορα το τόξο για να διασφαλίσουν την κανονική λειτουργία του συστήματος, όπως οι απαγωγείς υπερτάσεων οξειδίου του ψευδαργύρου.