Трансформатор је уређај који претвара наизменични напон, струју и импедансу. Принцип рада трансформатора је да је то статички електрични апарат направљен по принципу електромагнетне индукције. Постоје многе његове класификације. Према својим неуобичајеним функцијама, може се поделити на импулсни трансформатор снаге, трансформатор средње фреквенције, трансформатор окидача, трансформатор за заштиту итд.
Трансформатор је електрични уређај који преноси електричну енергију или преноси сигнале из једног кола у друго коло користећи принцип електромагнетне индукције. То је важна компонента за пренос електричне енергије или пренос сигнала. Трансформатор је уређај који претвара наизменични напон, струју и импедансу. Када наизменична струја тече кроз примарни калем, АЦ магнетни флукс се генерише у гвозденом језгру (или магнетном језгру), тако да се напон (или струја) индукује у секундарном калему. Трансформатор се састоји од гвозденог језгра (или магнетног језгра) и завојнице. Завојница има два или више намотаја, од којих се намотај повезан са напајањем назива примарни калем, а преостали намотаји се називају секундарни.
1. Дозвољена температура
Када трансформатор ради, његов калем и гвоздено језгро стварају губитак бакра и гвожђа. Ови губици се претварају у топлотну енергију, што узрокује пораст температуре гвозденог језгра и завојнице трансформатора. Ако температура дуже време прелази дозвољену вредност, изолација ће постепено изгубити механичку еластичност и старост.
Температура сваког дела трансформатора је различита током рада. Температура завојнице је највиша, а затим следи температура језгра. Температура изолационог уља је нижа од температуре завојнице и језгра. Горња температура уља трансформатора је виша од доње температуре уља. Дозвољена температура током рада трансформатора се проверава према горњој температури уља. За изолациони трансформатор класе А у нормалном раду, када је температура околног ваздуха до 40 степени, гранична радна температура намотаја трансформатора је 105 степени. Пошто је температура намотаја 10 степени виша од температуре уља, да би се спречило погоршање квалитета уља, горња температура уља трансформатора је предвиђена да не прелази 95 степени. У нормалним околностима, како би се спречило прекомерно оксидисање изолационог уља, горња температура уља не би требало да прелази 85 степени. За трансформаторе који користе водено и ваздушно хлађење са присилном циркулацијом уља, горња температура уља не би требало често да прелази 75 степени. (Максимална дозвољена вредност горње температуре уља овог трансформатора је 80 степени)
ИИ. Дозвољено повећање температуре
Само праћење горње температуре уља током рада трансформатора не може гарантовати безбедан рад трансформатора. Такође је потребно пратити температурну разлику између горње температуре уља и ваздуха за хлађење – односно пораста температуре. Разлика између температуре трансформатора и температуре околног ваздуха назива се пораст температуре трансформатора. За изолационе трансформаторе класе А, када је максимална температура околине 40 степени, национални стандард предвиђа да је пораст температуре намотаја 65 степени, а горња температура уља је дозвољена да порасте на 55 степени. Све док пораст температуре трансформатора не пређе наведену вредност, може се гарантовати да ће трансформатор безбедно радити у оквиру наведеног радног века под називним оптерећењем. (Трансформатор може радити непрекидно 20 година са номиналним оптерећењем током нормалног рада)
ИИИ. Разуман капацитет
У нормалном раду, оптерећење које носи трансформатор треба да буде око 75-90% називног капацитета трансформатора.
ИВ. Разуман опсег струје
Максимална неуравнотежена струја ниског напона трансформатора не сме да прелази 25% називне вредности; дозвољени опсег промене напона напајања трансформатора је плус или минус 5% називног напона.
Ако прекорачи овај опсег, треба користити прекидач за подешавање напона до наведеног опсега. (Подешавање треба извршити приликом нестанка струје) Регулација напона се обично постиже променом положаја славине примарног намотаја. Уређај који повезује и пребацује положај славине назива се измјењивач, који прилагођава однос трансформације промјеном броја завоја високонапонског намотаја трансформатора. Низак напон нема утицај на сам трансформатор, само смањује неки излаз, али има утицај на електричну опрему; напон расте, магнетни флукс расте, засићење гвозденог језгра, губитак гвозденог језгра се повећава и температура трансформатора се повећава.
В. Преоптерећење
Преоптерећење се дели на нормално преоптерећење и преоптерећење у случају незгоде. Нормално преоптерећење је узроковано повећаном потрошњом енергије корисника у нормалним условима напајања. То ће повећати температуру трансформатора, узрокујући брже старење изолације трансформатора и смањење његовог радног века. Због тога рад преоптерећења генерално није дозвољен. У посебним случајевима, трансформатор може бити краткотрајно преоптерећен, али не сме прећи 30% називног оптерећења зими и 15% називног оптерећења лети. Поред тога, капацитет преоптерећења трансформатора треба одредити на основу пораста температуре трансформатора и прописа произвођача.
Када дође до хаварије у електроенергетском систему или корисничкој трафостаници, да би се обезбедило непрекидно напајање важне опреме, трансформатору је дозвољено кратко време да ради под преоптерећењем, односно хаваријским преоптерећењем. Преоптерећење у случају несреће ће узроковати да температура намотаја премаши дозвољену вредност, тако да ће изолација старити брже него у нормалним условима. Међутим, шанса од несрећног преоптерећења је мала, и генерално, трансформатор је подоптерећен, па ће кратко преоптерећење оштетити изолацију трансформатора. Време и вишеструко преоптерећење удеса треба применити у складу са прописима произвођача.