In de belangrijkste onderstations van de stroomvoorzieningssystemen voor stadsvervoer per spoor worden doorgaans drie-fase-olie-ondergedompelde transformatoren gebruikt. In olie-ondergedompelde transformatoren bestaan voornamelijk uit een kern, wikkelingen, olietank, spanningsregelapparaat, radiator, olieconservator, gasrelais, isolatiebussen en explosieveilige leidingen-.
1. Kern De kern bestaat uit gestapelde siliciumstaalplaten met een goede magnetische permeabiliteit, die een gesloten magnetisch fluxcircuit vormen. Zowel de primaire als de secundaire wikkelingen van de transformator zijn om de kern gewikkeld.
Transformatorkernen zijn onderverdeeld in twee structuren: core-type en shell-type. Momenteel zijn de meest gebruikte transformatoren het core-type. Een kern van het type kern- bestaat uit een kernkolom en een juk. De kern van een in olie-ondergedompelde transformator heeft interne oliekanalen om de kern te koelen, de oliecirculatie te vergemakkelijken en de warmteafvoer te verbeteren.
2. Wikkelingen
Wikkelingen, ook wel spoelen genoemd, zijn het geleidende circuit van een transformator, gemaakt van koper- of aluminiumdraad, gewikkeld in meerdere lagen met een cilindrische vorm. De primaire en secundaire wikkelingen zijn concentrisch op de ijzeren kern gewikkeld. Voor isolatie bevindt de laag-wikkeling zich doorgaans binnen en de hoog-wikkeling buiten. Isolatiemateriaal wikkelt zich rond de geleiders om isolatie tussen geleiders en tussen geleiders en aarde te garanderen.
3. Olietank
De olietank is de buitenmantel van een in olie-ondergedompelde transformator. Zijn functie is, naast het vasthouden van olie, het huisvesten van andere componenten.
4. Spanningsregelapparaat
Het spanningsregelapparaat is bedoeld om de stabiliteit van de secundaire spanning van de transformator te garanderen. Wanneer de voedingsspanning fluctueert, past het spanningsregelapparaat de aftakkingswisselaar van de transformator aan om een stabiele secundaire uitgangsspanning te garanderen. Apparaten voor spanningsregeling zijn onderverdeeld in aan-belastingaftakwisselaars en uit-belastingaftakwisselaars.
5. Radiateur
De radiator wordt op de tankwand gemonteerd en via leidingen aan de boven- en onderkant met de tank verbonden. Wanneer er een temperatuurverschil is tussen de bovenste en onderste olietemperaturen, wordt er convectiestroom door de radiator gecreëerd, waardoor de olie wordt afgekoeld voordat deze terugstroomt naar de tank, waardoor de temperatuur van de transformatorolie wordt verlaagd. Om de koelefficiëntie te verbeteren, kunnen zelf-koeling, geforceerde luchtkoeling en geforceerde waterkoeling worden gebruikt.
6. Olieconservator
De olieconservator, ook wel olietank genoemd, biedt een buffer tegen thermische uitzetting en krimp van transformatorolie, waardoor het oliepeil stijgt of daalt. Het houdt de tank vol met olie en verkleint het contactoppervlak tussen de olie en de lucht, waardoor de oxidatie wordt vertraagd.
7. Gasrelais
Het gasrelais, ook wel methaanrelais genoemd, is het belangrijkste beveiligingsapparaat voor interne transformatorfouten. Het wordt geïnstalleerd in het midden van de olieleiding die de tank en de olieconservator verbindt. Wanneer er een ernstige interne fout optreedt in de transformator, activeert het gasrelais het uitschakelcircuit van de stroomonderbreker; wanneer er een kleine interne fout optreedt, activeert het gasrelais het foutsignaalcircuit.
8. Isolatiebussen Isolatiebussen voor hoge- en lage- spanning bevinden zich op de bovenklep van de transformatortank. In olie-ondergedompelde transformatoren worden doorgaans porseleinen isolatiebussen gebruikt. De functie van de isolatiebussen is het handhaven van een goede isolatie tussen de hoog-spannings- en laag- wikkelingskabels met lage- spanning en de tank, en om de kabels vast te zetten.
9. Explosie-veilige pijp De explosie-veilige pijp, ook wel veiligheidsopening genoemd, wordt op de transformatortank geïnstalleerd en de uitlaat ervan is afgedicht met een explosiebestendig- glazen membraan. Wanneer er een ernstige interne fout optreedt in de transformator en het gasrelais defect raakt, breekt het gas in de tank door het glazen explosie-beveiligde membraan en wordt uit de veiligheidsopening geworpen, waardoor wordt voorkomen dat de transformator explodeert.
