Transformators ir ierīce, kas pārveido maiņstrāvas spriegumu, strāvu un pretestību. Transformatora darbības princips ir tāds, ka tā ir statiska elektroierīce, kas izgatavota pēc elektromagnētiskās indukcijas principa. Tam ir daudz klasifikāciju. Saskaņā ar neparastajām funkcijām to var iedalīt impulsu jaudas transformatorā, starpfrekvences transformatorā, sprūda transformatorā, ekranēšanas transformatorā utt.
Transformators ir elektroierīce, kas nodod elektrisko enerģiju vai pārraida signālus no vienas ķēdes uz otru, izmantojot elektromagnētiskās indukcijas principu. Tā ir svarīga elektroenerģijas pārraides vai signālu pārraides sastāvdaļa. Transformators ir ierīce, kas pārveido maiņstrāvas spriegumu, strāvu un pretestību. Kad maiņstrāva plūst caur primāro spoli, dzelzs serdenī (vai magnētiskajā serdenī) tiek ģenerēta maiņstrāvas magnētiskā plūsma, tādējādi sekundārajā spolē tiek inducēts spriegums (vai strāva). Transformators sastāv no dzelzs serdes (vai magnētiskā serdeņa) un spoles. Spolē ir divi vai vairāki tinumi, no kuriem barošanas avotam pieslēgto tinumu sauc par primāro spoli, bet pārējos tinumus sauc par sekundārajiem tinumiem.
1. Pieļaujamā temperatūra
Kad transformators darbojas, tā spole un dzelzs serde rada vara zudumus un dzelzs zudumus. Šie zudumi tiek pārvērsti siltumenerģijā, kas izraisa transformatora dzelzs serdes un spoles temperatūras paaugstināšanos. Ja temperatūra ilgstoši pārsniedz pieļaujamo vērtību, izolācija pakāpeniski zaudēs savu mehānisko elastību un noveco.
Katras transformatora daļas temperatūra darbības laikā ir atšķirīga. Spoles temperatūra ir visaugstākā, kam seko serdes temperatūra. Izolācijas eļļas temperatūra ir zemāka nekā spoles un serdes temperatūra. Transformatora augšējā eļļas temperatūra ir augstāka par zemāko eļļas temperatūru. Pieļaujamā temperatūra transformatora darbības laikā tiek pārbaudīta atbilstoši augšējai eļļas temperatūrai. A klases izolācijas transformatoram normālā režīmā, kad apkārtējā gaisa temperatūra ir līdz 40 grādiem, transformatora tinuma robeždarba temperatūra ir 105 grādi. Tā kā tinuma temperatūra ir par 10 grādiem augstāka par eļļas temperatūru, lai novērstu eļļas kvalitātes pasliktināšanos, transformatora augšējā eļļas temperatūra nedrīkst pārsniegt 95 grādus. Normālos apstākļos, lai novērstu izolācijas eļļas pārmērīgu oksidēšanos, augšējā eļļas temperatūra nedrīkst pārsniegt 85 grādus. Transformatoriem, kas izmanto piespiedu eļļas cirkulācijas ūdens dzesēšanu un gaisa dzesēšanu, augšējā eļļas temperatūra bieži nedrīkst pārsniegt 75 grādus. (Šī transformatora augšējās eļļas temperatūras maksimālā pieļaujamā vērtība ir 80 grādi)
II. Pieļaujamā temperatūras paaugstināšanās
Tikai augšējās eļļas temperatūras kontrole transformatora darbības laikā nevar garantēt transformatora drošu darbību. Ir arī jāuzrauga temperatūras starpība starp augšējo eļļas temperatūru un dzesēšanas gaisu - tas ir, temperatūras paaugstināšanās. Starpību starp transformatora temperatūru un apkārtējā gaisa temperatūru sauc par transformatora temperatūras paaugstināšanos. A klases izolācijas transformatoriem, kad maksimālā apkārtējās vides temperatūra ir 40 grādi, valsts standarts nosaka, ka tinuma temperatūras paaugstināšanās ir 65 grādi un augšējai eļļas temperatūrai ir atļauts paaugstināties līdz 55 grādiem. Kamēr transformatora temperatūras paaugstināšanās nepārsniedz norādīto vērtību, var būt garantēts, ka transformators droši darbosies norādītajā darbības laikā pie nominālās slodzes. (Transformators var darboties nepārtraukti 20 gadus ar nominālo slodzi normālas darbības laikā)
III. Saprātīga jauda
Normālā darbībā transformatora jaudas slodzei jābūt aptuveni 75-90% no transformatora nominālās jaudas.
IV. Saprātīgs strāvas diapazons
Transformatora zemsprieguma maksimālā nelīdzsvarotā strāva nedrīkst pārsniegt 25% no nominālās vērtības; pieļaujamais transformatora barošanas sprieguma izmaiņu diapazons ir plus vai mīnus 5% no nominālā sprieguma.
Ja tas pārsniedz šo diapazonu, ir jāizmanto krāna slēdzis, lai noregulētu spriegumu līdz norādītajam diapazonam. (Regulēšana jāveic strāvas padeves pārtraukuma laikā) Sprieguma regulēšana parasti tiek panākta, mainot primārā tinuma krāna pozīciju. Ierīci, kas savieno un pārslēdz krāna pozīciju, sauc par krāna slēdzi, kas regulē transformācijas koeficientu, mainot transformatora augstsprieguma tinuma apgriezienu skaitu. Zemspriegums neietekmē pašu transformatoru, tikai samazina kādu jaudu, bet ietekmē elektroiekārtu; palielinās spriegums, palielinās magnētiskā plūsma, palielinās dzelzs serdes piesātinājums, palielinās dzelzs serdeņa zudumi un palielinās transformatora temperatūra.
V. Pārslodze
Pārslodzi iedala parastā pārslodzē un avārijas pārslodzē. Normālu pārslodzi izraisa palielināts lietotāja enerģijas patēriņš normālos barošanas avota apstākļos. Tas paaugstinās transformatora temperatūru, izraisot transformatora izolācijas ātrāku novecošanos un saīsinot tā kalpošanas laiku. Tāpēc pārslodzes darbība parasti nav atļauta. Īpašos gadījumos transformatoru var pārslogot uz īsu laiku, taču tā nedrīkst pārsniegt 30% no nominālās slodzes ziemā un 15% no nominālās slodzes vasarā. Turklāt transformatora pārslodzes jauda jānosaka, pamatojoties uz transformatora temperatūras paaugstināšanos un ražotāja noteikumiem.
Notiekot avārijai energosistēmā vai lietotāju apakšstacijā, lai nodrošinātu nepārtrauktu elektroapgādi svarīgām iekārtām, transformatoram ir atļauts īslaicīgi darboties zem pārslodzes, tas ir, avārijas pārslodzes. Negadījuma pārslodzes rezultātā spoles temperatūra pārsniegs pieļaujamo vērtību, tāpēc izolācija novecos ātrāk nekā normālos apstākļos. Tomēr negadījuma pārslodzes iespēja ir maza, un kopumā transformators ir nepietiekami noslogots, tāpēc īslaicīga pārslodze sabojās transformatora izolāciju. Negadījuma pārslodzes laiks un daudzkārtējs ir jāievieš saskaņā ar ražotāja noteikumiem.