Com a unitat de distribució d'energia compacta i integrada que combina aparells de distribució d'alta-tensió, transformadors de distribució i equips de distribució de baixa-tensió, la subestació tipus caixa-funciona en base a principis que integren diverses etapes clau de la transmissió i distribució d'energia.
Normalment instal·lades a l'exterior, les subestacions de tipus box-funcionen com a equipament de distribució terminal per a xarxes urbanes, xarxes rurals o sistemes elèctrics industrials. Conegudes per la seva petita empremta, cicles de construcció curts, facilitat d'instal·lació i mobilitat flexible, estan àmpliament implementades en una àmplia gamma de configuracions que requereixen font d'alimentació. El mecanisme operatiu d'una subestació tipus caixa-es pot classificar de manera general en tres etapes principals: recepció d'energia d'alta-tensió, transformació de voltatge mitjançant el transformador i distribució d'energia de baixa-tensió.
En primer lloc, la secció de recepció d'alta -tensió rep energia elèctrica d'alta-tensió de la xarxa elèctrica amunt a través d'aparells de commutació d'alta-tensió-com ara interruptors i seccionadors. Aquest aparell-d'alta tensió està equipat amb funcions de protecció contra avaries com ara sobrecàrregues i curtcircuits, que garanteixen que el circuit es pugui interrompre ràpidament en cas de condicions anormals, salvaguardant així tant l'equip com el personal. En entrar a la subestació tipus caixa-, l'energia d'alta-tensió passa primer a través dels dispositius de mesura d'alta-tensió per mesurar el consum d'electricitat, proporcionant la base per a la facturació i liquidació de l'electricitat per part dels proveïdors de serveis públics. Posteriorment, l'energia d'alta{11}}tensió passa a la secció del transformador. El transformador constitueix el component central de la subestació tipus caixa-; la seva funció principal és reduir l'energia d'alta-tensió a energia de baixa-tensió per satisfer els requisits específics de diversos usuaris-finals. Aquests transformadors solen utilitzar dissenys de tipus-immersos en oli o secs-, tots dos ofereixen capacitats d'aïllament i dissipació de calor excel·lents. Internament, els bobinats d'alta-tensió i baixa-tensió faciliten la conversió d'energia mitjançant el principi d'inducció electromagnètica, aconseguint així la transformació de voltatge necessària. L'energia de baixa tensió, després d'haver estat transformada pel transformador, entra a la secció de distribució de baixa tensió. Aquesta secció inclou principalment aparells de commutació de baixa-tensió, conjunts de distribució i dispositius de protecció. Els aparells de baixa-tensió-inclosos interruptors i fusibles de baixa-tensió-serven per controlar i protegir els circuits de baixa-tensió, assegurant que el subministrament d'alimentació s'interromp ràpidament en cas d'avaria del circuit per evitar l'escalada dels accidents. Els conjunts de distribució s'encarreguen d'assignar l'energia de baixa-tensió a diverses càrregues aigües avall, com ara sistemes d'il·luminació i maquinària-conducció elèctrica. Finalment, els dispositius de protecció controlen contínuament els paràmetres crítics del circuit-com ara el corrent i la tensió-i desencadenen una acció immediata sempre que es detectin anomalies, garantint així la seguretat tant de l'equip com del personal operatiu. A més, la subestació compacta està equipada amb dispositius de compensació de potència reactiva dissenyats per millorar el factor de potència del sistema elèctric, minimitzar les pèrdues de potència reactiva i millorar l'eficiència d'utilització dels equips elèctrics. Paral·lelament, per garantir el funcionament segur de la subestació, s'han instal·lat sistemes de connexió a terra i de protecció contra llamps per protegir l'equip contra els danys causats pels llamps i l'electricitat estàtica.
