Στους κύριους υποσταθμούς των συστημάτων τροφοδοσίας αστικής σιδηροδρομικής διαμετακόμισης, χρησιμοποιούνται τυπικά τρεις-ελαίου-βυθισμένοι μετασχηματιστές τριών φάσεων. Οι μετασχηματιστές βυθισμένοι σε λάδι-αποτελούνται κυρίως από πυρήνα, περιελίξεις, δεξαμενή λαδιού, συσκευή ρύθμισης τάσης, ψυγείο, συντηρητή λαδιού, ρελέ αερίου, μονωτικούς δακτυλίους και αντιεκρηκτικούς σωλήνες-.
1. Πυρήνας Ο πυρήνας αποτελείται από στοιβαγμένα φύλλα χάλυβα πυριτίου με καλή μαγνητική διαπερατότητα, σχηματίζοντας ένα κλειστό κύκλωμα μαγνητικής ροής. Τόσο η κύρια όσο και η δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή τυλίγονται στον πυρήνα.
Οι πυρήνες μετασχηματιστών χωρίζονται σε δύο δομές: τον τύπο-πυρήνα και τον τύπο του κελύφους-. Επί του παρόντος, οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι μετασχηματιστές είναι τύπου πυρήνα-. Ένας πυρήνας-τύπου πυρήνα αποτελείται από μια στήλη πυρήνα και έναν ζυγό. Ο πυρήνας ενός μετασχηματιστή-βυθισμένου σε λάδι έχει εσωτερικά κανάλια λαδιού για την ψύξη του πυρήνα, τη διευκόλυνση της κυκλοφορίας του λαδιού και την ενίσχυση της απαγωγής θερμότητας.
2. Περιελίξεις
Τα τυλίγματα, γνωστά και ως πηνία, είναι το αγώγιμο κύκλωμα ενός μετασχηματιστή, κατασκευασμένου από σύρμα χαλκού ή αλουμινίου τυλιγμένο σε πολλαπλά στρώματα κυλινδρικού σχήματος. Οι πρωτεύουσες και δευτερεύουσες περιελίξεις τυλίγονται ομόκεντρα στον πυρήνα του σιδήρου. Για μόνωση, το τύλιγμα χαμηλής-τάσης είναι γενικά μέσα και το τύλιγμα υψηλής-τάσης είναι έξω. Το μονωτικό υλικό τυλίγεται γύρω από τους αγωγούς για να εξασφαλίσει μόνωση μεταξύ των αγωγών και μεταξύ των αγωγών και της γείωσης.
3. Δεξαμενή λαδιού
Η δεξαμενή λαδιού είναι το εξωτερικό κέλυφος ενός μετασχηματιστή-βυθισμένου σε λάδι. Η λειτουργία του, εκτός από τη συγκράτηση λαδιού, είναι να στεγάζει και άλλα εξαρτήματα.
4. Συσκευή ρύθμισης τάσης
Η συσκευή ρύθμισης τάσης έχει ρυθμιστεί για να διασφαλίζει τη σταθερότητα της δευτερεύουσας τάσης του μετασχηματιστή. Όταν η τάση τροφοδοσίας κυμαίνεται, η συσκευή ρύθμισης τάσης προσαρμόζει τον εναλλάκτη βρύσης του μετασχηματιστή για να εξασφαλίσει μια σταθερή δευτερεύουσα τάση εξόδου. Οι συσκευές ρύθμισης τάσης χωρίζονται σε-εναλλάκτες βρύσης φορτίου και σε ανενεργούς-εναλλάκτες βρύσης φορτίου.
5. Καλοριφέρ
Το ψυγείο είναι τοποθετημένο στον τοίχο της δεξαμενής, συνδεδεμένο με τη δεξαμενή μέσω σωλήνων στο πάνω και στο κάτω μέρος. Όταν υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της ανώτερης και της κατώτερης θερμοκρασίας λαδιού, δημιουργείται ρεύμα μεταφοράς μέσω του ψυγείου, ψύχοντας το λάδι πριν ρέει πίσω στη δεξαμενή, μειώνοντας έτσι τη θερμοκρασία λαδιού του μετασχηματιστή. Για να βελτιωθεί η απόδοση της ψύξης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η αυτοψύξη, η εξαναγκασμένη ψύξη με αέρα και η εξαναγκασμένη ψύξη με νερό.
6. Συντηρητής λαδιού
Ο συντηρητής λαδιού, γνωστός και ως δεξαμενή λαδιού, παρέχει ένα ρυθμιστικό διάλυμα έναντι της θερμικής διαστολής και συστολής του λαδιού του μετασχηματιστή, προκαλώντας αύξηση ή πτώση της στάθμης του λαδιού. Διατηρεί τη δεξαμενή γεμάτη λάδι και μειώνει την περιοχή επαφής λαδιού και αέρα, επιβραδύνοντας την οξείδωση.
7. Ρελέ αερίου
Το ρελέ αερίου, γνωστό και ως ρελέ μεθανίου, είναι η κύρια διάταξη προστασίας για εσωτερικά σφάλματα μετασχηματιστή. Τοποθετείται στη μέση του σωλήνα πετρελαίου που συνδέει τη δεξαμενή και τον συντηρητή λαδιού. Όταν συμβεί ένα σοβαρό εσωτερικό σφάλμα στον μετασχηματιστή, το ρελέ αερίου ενεργοποιεί το κύκλωμα ενεργοποίησης του διακόπτη κυκλώματος. όταν παρουσιαστεί ένα μικρό εσωτερικό σφάλμα, το ρελέ αερίου ενεργοποιεί το κύκλωμα σήματος βλάβης.
8. Μονωτικοί δακτύλιοι Οι μονωτικοί δακτύλιοι υψηλής-και χαμηλής-τάσης βρίσκονται στο επάνω κάλυμμα της δεξαμενής του μετασχηματιστή. Οι μετασχηματιστές που βυθίζονται σε λάδι- γενικά χρησιμοποιούν μονωτικούς δακτυλίους από πορσελάνη. Η λειτουργία των μονωτικών δακτυλίων είναι να διατηρούν καλή μόνωση μεταξύ των καλωδίων περιέλιξης υψηλής- και χαμηλής{{7} τάσης και της δεξαμενής και να ασφαλίζουν τα καλώδια.
9. Αντιεκρηκτικός-σωλήνας αντιεκρηκτικός-σωλήνας, γνωστός και ως εξαερισμός ασφαλείας, είναι εγκατεστημένος στη δεξαμενή του μετασχηματιστή και η έξοδος του είναι σφραγισμένη με μια γυάλινη μεμβράνη αντιεκρηκτική-. Όταν παρουσιαστεί σοβαρό εσωτερικό σφάλμα στον μετασχηματιστή και δυσλειτουργεί το ρελέ αερίου, το αέριο μέσα στη δεξαμενή διαπερνά την αντιεκρηκτική μεμβράνη του γυαλιού-και εκτινάσσεται από τον αεραγωγό ασφαλείας, αποτρέποντας την έκρηξη του μετασχηματιστή.
