Nas principais subestações de sistemas de fornecimento de energia para transporte ferroviário urbano, normalmente são usados transformadores trifásicos-imersos em óleo-. Os transformadores imersos em óleo-consistem principalmente de um núcleo, enrolamentos, tanque de óleo, dispositivo regulador de tensão, radiador, conservador de óleo, relé de gás, buchas isolantes e tubos-à prova de explosão.
1. Núcleo O núcleo é composto por chapas de aço silício empilhadas com boa permeabilidade magnética, formando um circuito fechado de fluxo magnético. Os enrolamentos primário e secundário do transformador são enrolados no núcleo.
Os núcleos do transformador são divididos em duas estruturas: tipo-de núcleo e tipo-de shell. Atualmente, os transformadores mais utilizados são do tipo-core. Um núcleo do tipo-núcleo consiste em uma coluna central e um jugo. O núcleo de um transformador-imerso em óleo possui canais de óleo internos para resfriá-lo, facilitando a circulação do óleo e melhorando a dissipação de calor.
2. Enrolamentos
Os enrolamentos, também conhecidos como bobinas, são o circuito condutor de um transformador, feito de fio de cobre ou alumínio enrolado em múltiplas camadas de formato cilíndrico. Os enrolamentos primário e secundário são enrolados concentricamente no núcleo de ferro. Para isolamento, o enrolamento de baixa-tensão geralmente fica dentro e o enrolamento de alta-tensão fica fora. O material isolante envolve os condutores para garantir o isolamento entre os condutores e entre os condutores e o aterramento.
3. Tanque de óleo
O tanque de óleo é o revestimento externo de um transformador-imerso em óleo. Sua função, além de reter óleo, é alojar outros componentes.
4. Dispositivo regulador de tensão
O dispositivo regulador de tensão é configurado para garantir a estabilidade da tensão secundária do transformador. Quando a tensão da fonte de alimentação flutua, o dispositivo regulador de tensão ajusta o comutador de derivação do transformador para garantir uma tensão de saída secundária estável. Os dispositivos reguladores de tensão são divididos em comutadores em{2}}carga e comutadores sem{3}}carga.
5. Radiador
O radiador é montado na parede do tanque, conectado ao tanque por meio de tubos na parte superior e inferior. Quando há uma diferença de temperatura entre as temperaturas superior e inferior do óleo, uma corrente de convecção é criada através do radiador, resfriando o óleo antes que ele flua de volta para o tanque, diminuindo assim a temperatura do óleo do transformador. Para melhorar a eficiência do resfriamento, o auto-resfriamento, o resfriamento com ar forçado e o resfriamento forçado com água podem ser usados.
6. Conservador de óleo
O conservador de óleo, também conhecido como tanque de óleo, fornece um amortecedor contra a expansão e contração térmica do óleo do transformador, fazendo com que o nível do óleo suba ou desça. Mantém o tanque cheio de óleo e reduz a área de contato entre o óleo e o ar, retardando a oxidação.
7. Relé de gás
O relé de gás, também conhecido como relé de metano, é o principal dispositivo de proteção para falhas internas do transformador. É instalado no meio do tubo de óleo que conecta o tanque e o conservador de óleo. Quando ocorre uma falha interna grave no transformador, o relé de gás aciona o circuito de disparo do disjuntor; quando ocorre uma falha interna menor, o relé de gás ativa o circuito de sinal de falha.
8. Buchas isolantes As buchas isolantes de alta-tensão e baixa{2}}tensão estão localizadas na tampa superior do tanque do transformador. Transformadores-imersos em óleo geralmente usam buchas isolantes de porcelana. A função das buchas isolantes é manter um bom isolamento entre os cabos do enrolamento de alta-tensão e baixa-tensão e o tanque, e fixar os cabos.
9. Tubo-à prova de explosão O tubo-à prova de explosão, também conhecido como respiradouro de segurança, é instalado no tanque do transformador e sua saída é vedada com uma membrana de vidro-à prova de explosão. Quando ocorre uma falha interna grave no transformador e o relé de gás funciona mal, o gás dentro do tanque rompe a membrana de vidro à prova de explosão-e é ejetado pela ventilação de segurança, evitando que o transformador exploda.
