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牽引変電所、牽引電流変換プラント、整流器ステーション、または牽引電力変電所（TPSS）とは、電力業界または鉄道所有の牽引電力ネットワークから供給される電力を、列車、路面電車、またはトロリーバスに牽引電流を供給するのに適した電圧、電流の種類、および周波数に変換する電気変電所のことです。牽引電力変電所は、公共電力会社から鉄道牽引電力ネットワークに電力を供給する施設を指す場合もあります。
牽引変電所の具体的な機能と電力変換は、使用されている電化システムのタイプによって異なります。電化システムは大きく分けて3つのカテゴリーに分類され、それぞれ異なるシステム構成を持っています。すなわち、低電圧直流電化（架線導体レールを使用）、高電圧低周波交流電化（架線使用） 、および25kV商用周波数交流電化（架線使用）です。
しかし、すべてのシステムにおいて、牽引変電所は、複数の架線または導体レール回路が（通常は）遮断器を介して母線に接続されている場所として定義できます。これにより、2つの機能が可能になります。
さらに、多くの変電所には、電化回路に新たな電力を供給する（送電網接続、その他の高電圧ケーブル、降圧変圧器、または整流器付き変圧器から）機能や、通常開放状態にある母線区間（以下「通常開放点」）間に設置された遮断器によって異なる電源を分離する機能も備わっています。
しかし、変電所は基本的に、少なくとも最初の2つの機能を果たす必要があり、特定の場所にある特定の電源変圧器や降圧変圧器がオフラインになった場合など、運転状態が悪化した際には、その基本状態に戻ります。これらの2つの基本原則に基づき、変電所は、スイッチングや給電方式の柔軟性を確保するために、主要な駅や複数の電化線路の分岐点付近に設置されることがよくあります。また、電圧降下を低減するために、通常の変電所は長距離の直線線路に間隔をあけて設置されることもあります。
母線構成に関して言えば、鉄道変電所はほぼ例外なく放射状であり、これは最も単純なタイプである。
低電圧直流システムは、1800年代後半に架線と導体レールの両方を使用して登場した最初の電化方式でした。多くの国（特に日本とヨーロッパ全域）が、混合交通の幹線ネットワークに1.5 kVまたは3 kVの直流架線ネットワークを導入しましたが、現在ではこのシステムは主に高速鉄道、短距離/高頻度の郊外システム、ライトレール、路面電車、トロリーバスに展開されています。導体レール集電を使用する地下鉄と路面電車またはライトレール（架線を使用）の標準は750 Vですが、架線集電を使用する地下鉄と通勤システムの標準は1.5 kVです。
これらのシステムの主な利点は、列車に必要な車載変換装置が比較的少なく、牽引電流を牽引モーター制御装置に直接接続できることです。これは、すべての列車で電圧変換と（通常）整流を必要とする交流電化とは対照的です。ただし、線路電圧が低いということは、より多くの牽引変電所を建設する必要があり、直流電流は、正確なシステム電圧と交通量/線路速度に応じて、 2～12 km（1.2～7.5 マイル）の一定間隔で供給する必要があることを意味します。線路電圧が高いほど必要な変電所の数は減りますが、直流システムの最大牽引電圧は、
変電所の間隔が広く、列車に搭載する機器が比較的少ないため、低電圧直流システムは短距離・高頻度運行の鉄道（地下鉄など）で広く利用されています。これは、路線距離が短く列車の運行頻度が高い場合、運行する列車の数が、牽引変電所に設置される変圧器や整流器の数よりも多いためです。
出典：[ 1 ]
多数の定常的な直流電源供給ポイントが必要となるため、低電圧直流システムでは高電圧の3相交流牽引電力ネットワークが利用されることが多いが、必ずしもそうとは限らない。一般的に、牽引電力ネットワークを使用する直流電化は、通常、大規模な都市や郊外のネットワークであり、公共の電力インフラがまだ十分に整備されていなかった20世紀初頭に始まった（直流電化自体は19世紀後半に遡る）。一方、各牽引変電所で公共電力網に接続する直流電化設備は、公共の電力インフラが都市部で最も密集しているため、通常はより最近設置されたものか、路面電車システムである。
直流電化用の牽引電力ネットワークは、商用周波数（50 または 60 Hz）の高電圧3 相交流 電流を、11、22、33、または 66 kV の一般的な電圧で使用しますが、歴史的にはより低い電圧が使用されていました。50 ～ 60 Hz の 3 相交流は、効率的な電力伝送特性だけでなく、AC/DC 整流器に 3 相交流を容易に供給できるため、地域の電力網との統合が容易であるという利点もあります。鉄道牽引電力ネットワークは、主に複数の直流牽引変電所（TSS）をサポートしており、そこで電流は鉄道電化システム用の低電圧直流に変換されます。列車は、低電圧直流電流を収集し、直流モーターの場合は抵抗バンク、3 相交流モーターの場合はインバーターモータードライブなどのモーター制御システムに直接供給できます。
これは、鉄道の牽引電力ネットワークが地域の電力網から供給される変電所です。直流鉄道の牽引電力ネットワークは三相であり、その管轄区域の電力網と同程度の電圧レベルで定格できるため、グリッド供給ポイントは多くの場合、入力グリッド回路を母線に集めて鉄道側に分配する単純なスイッチングステーションです。または、鉄道の負荷が特に高い場合は、電力供給者が鉄道専用の変圧器を提供し、より高いグリッド電圧（約132kVなど ）から鉄道牽引電力ネットワークをサポートすることができます。通常、異なるグリッド供給ポイントからの供給は、常時開回路ブレーカーを使用して牽引電力ネットワーク内で分離されています。これは、高電圧故障の影響を制限し、過電流を避けるために各グリッド供給ポイントから適切な負荷が引き出されていることを確認するためです（鉄道システムの各グリッドサイトは通常、異なる電力消費量で定格されています）。
ここでは、牽引電力ネットワークの高電圧3相交流が、まず電力変圧器 を使用して牽引電流電圧（600～3,000V）まで降圧され、その後直流に整流されて、直近の架線または導体レール回路に分配されます。一般的な直流牽引変電所の交流配電盤は通常、複数の交流回路に接続されており、これにより変電所は2つの異なる地点から給電されて耐障害性を確保し、牽引電力ネットワーク内の異なるグリッド供給源間で常開点を移動させることができます。また、鉄道信号システム、トンネル排水ポンプ、駅構内用電源に供給するための補助変圧器もサポートしている場合があります。牽引電力グリッドが使用されていない場合は、地域の電力会社からの3相電圧が牽引変電所で降圧および整流され、必要な直流電圧が供給されます。直流牽引変電所の一般的な物理的間隔は、主に列車に供給される牽引電力電圧だけでなく、交通需要と平均線路速度にも依存します。
鉄道の信号システムと通信システムは、一般的に地域の電力網から独自の低圧電源を備えています。しかし、供給の安定性を高めるため、信号電源は、信号電源専用の変圧器を1台または2台備えた牽引変電所で、3相交流牽引電力ネットワークからも電力を供給されるのが一般的です。[ 3 ]
牽引変電所間の距離は、隣接する変電所間に1つまたは複数の線路並列小屋を設置することで延長できます。線路並列小屋は、各架線または導体レール回路を共通の直流母線で電気的に並列接続するための手段を提供します。これにより、より多くの列車を並列に供給点に接続することで電圧降下を低減し、利用可能な電力をより効率的に使用できます。
これはTSSに似ていますが、直流変電所が高電圧交流回路を切り替える能力を持たず、ある程度交流回路を切り替えることができる通常の牽引変電所とは異なり、牽引電力ネットワークの特定の回路に恒久的に接続されている状況を指します。T字型変電所は通常のTSSよりも運用上の回復力は劣りますが、単一の回路遮断器以外の交流配電盤が構築されないため、設置および運用コストを削減できます。線路並列小屋は、鉄道線路への利用可能な電力を増やすための費用対効果の高い方法として、T字型変電所に改造されることがよくあります。
低周波高電圧交流電化は、1904年には既に導入されていた低電圧直流システムとほぼ同じくらい古い歴史を持つ。当初、低周波交流システムは、16～25Hzの周波数の交流電流を使用するユニバーサルモーター の利用に大きく依存していた。1900年代初頭には、列車に整流器やパワーエレクトロニクスを搭載する技術が存在しなかったため、技術者は牽引モーターを駆動する方法に制約を受けていた。高周波（後に電力供給周波数として使用されるようになった周波数など）では、モーター部品間で許容できないアーク放電が発生することが判明したが、低周波ではこれらの問題は解決された。これにより、列車に高電圧の線路電圧を供給し、それを車載変圧器で牽引モーターに適した電圧まで降圧し、モーターに直接交流として供給することが可能になった。大規模に導入された交流システムのほぼすべては、三相交流電化に必要な架線システムの複製に伴う機械的および実用的な複雑さのため、単相交流を使用している。
鉄道電化の初期段階において、低周波交流システムの主な利点は、交流電圧を牽引モーターにとって最適な電圧よりもはるかに高い電圧で列車に供給できることでした。これは、直流電化のように変圧器で昇圧または降圧する必要がないため、列車内で交流電圧を降圧できるからです。このことから、交流電化システムにはさらに多くの利点が生まれます。
ドイツ、オーストリア、スイスでは、郊外路線、混合交通路線、高速路線において、交流電化と低周波が標準システムとなった（15 kV 16.7 Hz）。スウェーデンとノルウェーでは15 kV 16 + 2 ⁄ 3、米国北東部の一部地域では12 kV 25 Hzが採用された。歴史的には、6.6 kVから11 kV までの線間電圧が用いられていた。
低周波交流電化の主な欠点となったのは、特定の非標準周波数（16.667～25 Hz）の単相交流電力が必要だったことである。低周波交流と低電圧直流システムは、当初は独自の牽引電力ネットワークと発電所を建設する必要があった。これは、1900 年代初頭には全国的な電力網が存在しなかったためである。しかし、20 世紀を通じて汎用電力供給網の規模と範囲が拡大するにつれて、50 Hz または 60 Hzの三相交流送電が標準化された。低電圧直流システムは、既に三相であり、特定の周波数を必要としないため、牽引電力ネットワークを電力供給業界に容易に統合でき、直流鉄道は一般的に牽引発電所の必要性を放棄することができた。しかし、低周波交流システムは、単相であり周波数が異なるため、非標準となり、電力供給業界全体と互換性がなくなった。そのため、低周波交流電化と国家電力網との相互作用には、三相50Hzまたは60Hzの交流（AC）を、より低い周波数と単相の交流鉄道電化システムに供給するために変換する複雑で高価な機械（および後のパワーエレクトロニクス）が必要となります。
直流システムと同様に、低周波交流システムも、55kV～138kVの電圧の牽引電力ネットワークを利用して、 12kVまたは15kVの架線電圧を支えることができます。ただし、直流システムとは異なり、これらの牽引電力ネットワークは必然的に単相かつ低周波です。一方、ノルウェー、スウェーデンの一部、ドイツ北東部などでは、低周波交流システムは分散型となっており、架線牽引変電所が電力供給業界に直接接続され、各変電所に個別の周波数および位相変換装置が必要となります。
集中型牽引電力ネットワークを使用する行政機関の場合、配電電圧は オーストリアの一部で 55 kV、 スイスの一部で 66 kV、 ドイツとオーストリアの大部分で 110 kV、 スイスとスウェーデンの大部分で 132 kV、米国北東回廊 の南部で 138 kVです。集中型システムでも分散型システムでも、牽引電力ネットワークと関連する架線電化ではオートトランス給電(平衡線送電と呼ばれることもあります) が一般的です。つまり、15 kV の鉄道は実際には 30 kV の変圧器によって給電され、+15 kV が接触線に接続され、センタータップが走行レールに接地され、-15 kV が外部給電線に接続されます。鉄道変電所間の地点では、接触線に大きな電流を流すために、負給電線がオートトランスによって正接触線に接続されます。同様に、110kVの送電線は実際には+ 55kV、0V、-55kVの3本の電線で構成されており、すべての導体間の合計電圧は110kVとなる。
いずれの場合も、列車は12kV または 15kVの交流電力を収集し、車載変圧器で牽引モーターに適した電圧に降圧する。新型列車では、モーター駆動装置を介して三相牽引モーターに電力を供給するために、直流に整流される場合もある。
これらの変電所は、電力供給業界からの三相 50Hzまたは60Hzの電力を、高電圧（55kV ～138kV）の牽引電力ネットワークで使用するための単相低周波電力に変換します。また、変電所が鉄道線路の近くにある場合は、 12kV～ 15kVの架空線に直接電力を供給することもあります。変換所では、電動発電機またはソリッドステートパワーエレクトロニクスが利用される場合があります。
鉄道牽引電力ネットワークにおいて、牽引発電所または集中変換所がある場合、これは、牽引電力ネットワークが降圧変圧器に電力を供給し、国によって 12kVまたは15kVの架空線に電力を供給する場所を指します。
これは、電力供給業界から三相50Hzまたは60Hzの電力が供給され、単相低周波交流に変換され、その変電所付近の架空線に供給される牽引電流電圧に直接変換される場所を 指します。
これらの変電所は、 架空送電線設備の12～15kVレベルに設置され、オートトランスを介して負給電線と接触線を接続することで、供給変電所間の距離を可能な限り伸ばす役割を果たします。これらは実際には低周波交流システムに特有のものではなく、オートトランス給電を利用する商用周波数交流鉄道（下記参照）にも見られます。
これは現代の混合列車、長距離列車、高速列車において最も一般的な電化方式であり、世界中で採用されています。現代の標準とみなされることが多いこの方式は、1950年代後半になってようやく実用化され始めたため、鉄道網の電化が遅れた国々でよく見られます。一部の地域では20kVまたは 12.5kVの電圧 が使用されていますが、システム自体は機能的に同じです。
50 Hz または 60 Hz の交流電流の使用は、システムが地域の電力網を架線回路に 直接接続することを示しており、変電所での複雑な周波数または電流変換装置を必要としない最もシンプルなアーキテクチャで、常に分散型で牽引電力ネットワークを必要としません。しかし、直流電化と比較すると、直流モーターまたはインバーターモータードライブを介して 3 相交流モーターに電力を供給するために、電流をより低い直流電圧 (通常 800 V 程度)に変換するための変圧器や整流器などの車載機器がより多く必要になります。また、直流システムと低周波交流システムの両方と比較すると、主電源周波数 25 kV AC には、列車が惰性で通過しなければならない架線中性区間が必要となるという欠点があります。中性区間は複雑な制約であり、列車がその中で立ち往生する可能性が低いように、慎重に計画する必要があります。しかし、低周波交流と同様に、25kVシステムも高電圧交流送電と同じ利点を享受できる。すなわち、変電所の数が少なく、直流に比べて架空送電線の設計がシンプルで軽量であり、利用可能な電力も大きい。
25 kV AC の商用周波数 電化は、低周波 AC 電化よりも DC 電化に構造的に類似しています。DC 電化では、高圧 AC 電源から変圧器と整流器を備えた変電所が近接して配置されていますが、25 kV AC では、個々の列車が独自の変圧器と整流器を備えた移動式変電所として機能し、架線は牽引電力ネットワークと牽引電流供給システムの 2 つの役割を担います。これらは、DC システムでは別々の機器です。25 kV AC では、インフラと列車のインターフェースが高圧 AC ネットワークの地点に移動しますが、DC 電化では、モーター制御と DC 電源の間のはるかに下流に位置します。
直流電化と直接比較すると、25kV 交流は、長距離かつ比較的低周波数のシステムにおいて、より経済的である。これは、変圧器と整流器を列車に設置すれば、数キロメートルごとに変電所を設置するよりも、ルート長が長い場合に必要となる変圧器と整流器の総数が少なくて済むためである。さらに、25kV 交流は、高速で重量貨物を輸送する列車に十分な電力を供給するための最も現実的な選択肢でもある。
直流電化と商用周波数25kV交流のアーキテクチャの大きな違いは 、鉄道の高圧交流配電網が 3相ではなく25kV交流では単相である点です。これは、3相架空線に必要な架空線設備を複製することが実際的に困難であるためです。そのため、鉄道は高度に不均衡な鉄道負荷に対応できる十分な電圧で地域の電力網に接続する必要があるため、系統連系がより複雑になります。また、架空線システム内では隣接する系統連系は常に互いに絶縁されている必要があり、架空線のニュートラルセクションを使用して並列接続を行うことはできません。
より一般的でシンプルなタイプのニュートラルセクションは、両端にインライン絶縁体を備えた永久接地された接触線で構成されています。線路脇のバリスシステムが、ニュートラルセクションに入る直前に列車の回路ブレーカーを作動させ、パンタグラフが通電中の導体との接触を突然失った場合に発生する有害なアーク放電を防ぎます。ニュートラルセクションを惰性で通過した後、反対側のバリスが新しい供給エリアで回路ブレーカーを自動的に再閉じます。別の方法として、列車に常に電力を供給できる短いOLEエリア内で供給の切り替えを処理するOLEシステム内のスイッチを自動的に操作する方法があります。自動切り替えには複雑な制御装置が必要であり、列車検知装置と連携して実装する必要があります。[ 4 ]
OLEニュートラルセクションは25kVシステム特有のものです が、構造的には直流電化の牽引電力ネットワークに見られる常開接点と同等です。ただし、直流電化で使用される3相交流牽引電力ネットワークは、少なくともある程度までは系統連系を並列接続できます。これは25kV 交流では一般的に不可能ですが、近年牽引電力システムにおけるパワーエレクトロニクスの利用が進んだことで、ニュートラルセクションをなくす可能性が出てきました。
25 kV 電化において、「牽引電力システム」とは、送電変圧器を含む鉄道への超高電圧 (EHV) 単相接続を提供する、送電網供給者が所有および運用する機器を指します。[ 5 ] 「従来型」給電を使用する標準システムでは、単相負荷の不均衡を緩和するために、通常、送電変圧器の一次側は少なくとも 100 kV の電源に接続されます。25 kV の二次側は一般的に 10 M VA ～ 26.5 MVA の定格を持ち、システムの故障電流を 6 kA に設定します。[ 2 ]
25 kV の鉄道の中には、架線と接触線に隣接する架線の一部として-25 kV の追加導体が設置されるオートトランス給電(AT) を採用しているものがあります。負導体からの追加電流は、オートトランスが 2 つの導体を接続する一定間隔 (通常10 km (6.2 マイル)ごと) で接触線に供給されます。オートトランスシステム全体では、従来の給電方式と比較して 50 kV の範囲を持ち、高速鉄道では一般的ですが、高速鉄道に特有のものではありません。AT 鉄道は 50 kV を使用するため、供給変圧器の一次側は、従来のシステムよりも高い電圧でグリッドに接続されることがよくあります。これにより、AT 給電の鉄道では、供給変圧器の定格をはるかに高く指定することができ、従来の重軌道では通常 40 MVA から 80 MVA、高速システムでは最大 150 MVA になります。AT 鉄道は通常 12 kA の故障電流を提供します。[ 2 ]
近年では、一部の25kV 牽引電力システムでは、公共電力網の3相すべてを単相架空線に供給するために、電圧、位相、電流を動的に操作できるパワーエレクトロニクスが導入されています。これには3つの主な利点があります。より強力な接続とアクティブ電圧制御の使用による利用可能な電力の増加、公共電力網の需要のバランス調整による鉄道への電力供給に伴う負の外部性の大幅削減、すべての25kV 出力を同期できるため中性線区間を省略できる可能性です。[ 6 ]
グリッド供給ポイントとは、国の電力供給業界が送電または配電電圧を鉄道専用の供給変圧器を通して25 kV（ ATシステムの場合は50 kV）まで降圧する変電所を指します。グリッド供給ポイントは、多くの場合、そのグリッド供給業者のために多くの業務を行う大規模な施設内の1つまたは2つの変圧器で構成され、25 kVのフィーダー回路がGSPから近くの鉄道フィーダーステーションに接続されます（下記参照）。25 kVのフィーダーは通常、地下ケーブルですが、ごくまれに架空送電線の場合もあります。グリッド供給ポイントが、25 kV接続を提供するために特別に建設された専用変電所であり、架空または地下の送電電圧送電線から分岐している場合もあります。この場合、関連する鉄道フィーダーステーションは、グリッド供給業者の敷地に物理的に隣接し、すべて同じ敷地内にあります。
電力および配電 (P&D) とは、すべての鉄道変電所を含む牽引電力を管理および配電する、供給変圧器と架線設備の間のインフラストラクチャを指します。牽引電力システムとは異なり、常に鉄道当局によって所有および運営されます。[ 5 ] 25 kV AC 電化の場合、P&D 設備は、HV AC牽引電力ネットワークと2 ～ 7 km (1.2 ～ 4.3 マイル)ごとに複数の降圧変電所を運用する DC 鉄道の設備よりも大幅に規模が小さくなります。
25kV の配電設備は通常、さまざまなタイプの牽引変電所と、頻繁に遮断される可能性のある架線の一部区間を迂回する代替ルートとして電力を供給するための個別の高圧ケーブル（フィーダー線）で構成されます。また、常に電力が必要な場所（通常は列車の保守基地）への専用リンクを提供する役割も果たします。
フィーダーステーションとは、 25kVのケーブルから電力を受け取り 、母線を通して送電し、遮断器を介して架空線回路に分配する25kVの開閉所です。ほとんどの場合、フィーダーステーションは近隣の送電網供給地点に直接接続されており、鉄道システムに新たな電力を供給します。しかし、まれに、地理的に離れた複数のフィーダーステーションが、数十キロメートルにも及ぶ長い独立したフィーダーケーブルを介して、1つの送電網供給地点から電力供給を受ける場合があります。
ほとんどのフィーダーステーションには、2 つのグリッド電源 (2 つの別々の変圧器から) があり、どちらも FS の場所から異なる方向に同時に給電します。この場合、FS には、変電所内に 1 つ以上の架空線中性部 (OHNS) と関連する常開母線遮断器が設置されます。これらは、FS 内および OLE システム内の異なるグリッド電源を分離する役割を果たします。グリッド電源は互いに位相がずれていることが多いためです。二重電源を備えたフィーダーステーションは、通常、一方の変圧器が使用できない場合でも、もう一方の変圧器から完全な給電範囲と完全な時刻表を提供できることが期待されます。これは、第一緊急給電 (N-1) として知られています。[ 7 ]
場合によっては、フィーダー変電所に2つの電源が備わっているものの、同時に稼働するように構成されておらず、もう1つはバックアップとして機能していることがあります。あるいは、フィーダー変電所に系統からの電源が1つしかない場合もあります。いずれの場合も、その変電所が隣接する供給区域の境界としても機能していない限り、OLE（架空送電線）はFS（フィーダー変電所）の地点に中性線区間を持つ可能性があります。
一般的に、送電網の供給地点とその隣接するフィーダーステーションは40km （25マイル）ごとに配置されている。[ 7 ]
2 x 25 kV AT システムでは、フィーダー ステーションはオートトランス フィーダー ステーション (ATFS)と呼ばれ、次の ATFS から最大60 km (37 マイル)離れている場合があります。 [ 8 ]
軌道区分小屋は、架線が遮断器を介して母線に接続される、最も基本的な変電所です。分岐点や交差地点周辺に設置されるなど、線路の区分に役立ち、また、直流システムの軌道並列小屋と同様に、長距離にわたって複数の線路を並列接続するためにも使用されます。
TSCが屋外開閉装置を備えて建設された場合、それは線路区分場所（TSL）または（まれに）線路区分サイト（TSS）と呼ばれることがあります。
TSCは他の変電所から最大15km （9.3マイル）間隔で設置できます。[ 7 ]
2 x 25 kV ATシステムでは、同等の変電所はセクショニングオートトランスサイト（SATS）と呼ばれます。
中間線路区分キャビン (MPTSC) は、異なるグリッド供給 (フィーダーステーションから供給) の境界として機能する TSC の特定のタイプです。そのため、MPTSC には必ず OLE に中性セクションが設けられ、母線の各部分の間に常開回路ブレーカーが付属しています。標準的なデュアル FS で 2 つのグリッド供給が利用できなくなった場合、MPTSC の常開回路ブレーカーが閉じられ、次の FS からの電力が中間点を迂回して延長されます。これは第 2 緊急給電として知られており、通常は低速運転や運休を必要とする列車の運行に影響を及ぼします。[ 7 ]
場合によっては、2つのフィーダーステーション間に中性部と開放型母線遮断器を備えた複数のTSCが設置されることがあります。これは、その場所特有の劣悪な給電状況において、フィーダーステーション間で位相遮断を部分的に移動できるようにするためです。通常の給電では、これらのTSCの一部はバイパスされ、そのうちの1つが通常の中間点となります。さらに、分岐点にあるTSCは、一方の線路では供給エリアの境界となるものの、もう一方の線路では境界とならない場合がありますが、両方の分岐に中性部がある場合とない場合があります。単一供給フィーダーステーションも問題を複雑にしています。単一供給フィーダーステーションにも中性部が設置され、一方の供給の境界として機能するとともに、別のセクションに新たなグリップ供給を導入する場合があります。これらの理由から、TSCとMPTSCという用語は実際には曖昧な意味でのみ使用されます。
一般的なシナリオでは、MPTSCは隣接するフィーダー局から約20km （12マイル）離れた場所に位置しています。
中間変電所や「代替」中間変電所とは対照的に、OHNSのないTSCは、中間TSC（ITSC）と呼ばれることがある。
屋外開閉装置を備えたMPTSCは、中間線路区分場所（MPTSL）または中間線路区分サイト（MPTSS）と呼ばれることがあります。
同等のAT変電所は中間点オートトランスサイト（MPATS）と呼ばれ、隣接するATFSから約20km （12マイル）離れた場所にあります。
オートトランスサイト (ATS) は、2 x 25 kV AT 給電鉄道で使用される特殊な変電所で、-25 kV ATF 線と +25 kV 接触線が 1 つ以上のオートトランスを介して接続され、ATF 線の追加電流を接触線で利用できるようにします。ATS は通常、遮断器がないため故障電流を遮断したり、分岐点で線路を分割したりすることはできませんが、ITSC とほぼ同等です。ATS には遠隔操作のアイソレータスイッチがあり、負荷電流を遮断できる場合とできない場合がありますが、故障を遮断するために他の変電所の遮断器と併用して追加的に使用できます。ATS は、他の変電所 (ATFS、SATS、MPATS) がない限り5～10 km (3.1～6.2 マイル)ごとに設置されます。これは、それらの変電所すべてに -25 kV と +25 kV の母線間にオートトランスが設置されているためです。[ 2 ]
25 kV 線は、DC システムの HV AC 牽引電力ネットワークと構造的に類似しているため、400 V または 650 V の信号機器への電力供給にも使用されます。DC システムとは異なり、これらは 25 kV 変電所に設置されるだけでなく 、25 kV の接触線から分岐した独立型の変圧器である場合もあります 。[ 9 ]
当初、変換装置は通常、三相同期交流電動機と単相交流発電機を共通の軸に機械的に連結した、 1つまたは複数の電動発電機セットで構成されていた。回転式コンバータも使用され、特に交流電源から直流電流を出力したい場合に用いられた。
1920年代には、直流は電子管（水銀アーク整流器）を用いて生成されていました。現代のシステムでは、交流電力の異なる周波数や位相間の変換には機械装置の代わりに高電圧直流（HVDC）の「バックツーバック」変電所が使用され、交流電力から直流牽引電力への変換には固体サイリスタ整流器システムが使用されています。
牽引電流変換プラントは、分散型（1つのプラントが牽引システムの架線または第三軌条に直接電力を供給し、牽引電流配電網への供給は行わない）または集中型（通常は架線または第三軌条への直接供給に加えて、牽引電力網への供給を行う）のいずれかである。
中央集中型牽引電流変換所は、一般的にドイツ（主にネッカーヴェストハイム、ウルム、ニュルンベルク）、オーストリア、スイスに存在し、分散型牽引電流変換所は、一般的にノルウェー、スウェーデン、ドイツのメクレンブルク＝フォアポンメルン州とブランデンブルク州、およびイギリスの一部地域に存在します。鉄道電化システムの一覧表でさらに詳しい情報をご覧いただけます。