Redigerer Transformator (avsnitt)

== Konstruksjon og oppbygging ==
=== Jernkjerne ===
==== Laminerte stålkjerner ====
[[Fil:Flickr - Quistnix! - Heavy Load - the Transformers are coming - 29 (CC-BY-SA).jpg|miniatyr|Transport av en stor krafttransformator.]]

[[Fil:Kern 722.jpg|miniatyr|Arbeid med sammensetning av en laminert jernkjerne for en  krafttransformator på 375&nbsp;MVA.]]

[[Fil:Power Transformer Inrush Current.gif|miniatyr|Transformatorens innkoblingsstrøm forårsakes av remanens (gjenværende magnetisme) ved øyeblikket for innkobling: Magnetisk fluks med grønn kurve, jernkjernens magnetiske egenskaper med rødt og magnetiseringsstrømmen med blå farge.]]

Transformatorer for bruk på strøm- eller lydfrekvenser har vanligvis jernkjerne laget av silisiumstål med høy permeabilitet.<ref name="Hindmarsh (1984)">{{Cite book|last=Hindmarsh|first=J.|title=Electrical Machines and Their Applications.|url=https://archive.org/details/electricalmachin0000hind|year=1984|publisher=Pergamon Press|location=Oxford|isbn=0-08-030573-3|pages=[https://archive.org/details/electricalmachin0000hind/page/29 29]–31}}</ref> Denne typen stål har en permeabilitet mange ganger større enn [[vakuum]], og jernkjernen virker dermed til å redusere magnetiseringsstrømmen i betydelig grad, samt å begrense magnetfeltet til en bane som tett omslutter viklingene.<ref>{{Cite book| last=Gottlieb | first=Irving | title=Practical Transformer Handbook | url=https://archive.org/details/practicaltransfo00gott | publisher=Newnes | isbn=0-7506-3992-X | page=[https://archive.org/details/practicaltransfo00gott/page/n16 4] | year=1998}}</ref> Konstruktører av transformatorer innså tidlig at en jernkjerne konstruert av massivt jern resulterte i uoverkommelig store hvirvelstrømtap. Men med jernkjerner som bestod av bunter av isolerte stråltråder ble denne effekten dempet.<ref name="allan" /> Senere utførelser bestod av jernkjerner der stabler av mange lag med tynne blikkplater ble satt sammen. Dette prinsipp er fremdeles i bruk i dag og en kaller dette for en laminert jernkjerne. En vesentlig detalj er at hver enkelt plate er isolert fra de andre med et tynt lag med isolasjon.<ref name="k&k_p36-7">{{Cite book| last=Kulkarni | first=S. V. | author2 = Khaparde, S. A.| title=Transformer Engineering: Design and Practice | url=https://archive.org/details/transformerengin00kulk | isbn=0-8247-5653-3 | publisher=CRC | date=24. mai 2004 | pages=[https://archive.org/details/transformerengin00kulk/page/n52 36]–37}}</ref> Den generelle transformatorligningen for EMS indikerer at jernkjernens tverrsnitt må ha et minimums areal for å unngå metning.

Effekten av lamineringen er å begrense virvelstrømmene til overveiende elliptiske baner, samt at disse skal omsluttes av en liten del av fluksen, for dermed å redusere størrelsen av virvelstrømmene. Desto tynnere lamineringer, desto mer reduseres tap,<ref>Hindmarsh, s. 29-31</ref> men det betyr også at jernkjernen blir mer arbeidskrevende og kostbar å konstruere.<ref name="McLyman">McLyman kap. 3 s. 9–14</ref> Tynne blikklaminater er vanligvis brukt i transformatorer for høye frekvenser, og med svært tynne stållaminater kan disse konstrueres for frekvenser opp til 10&nbsp;kHz. For frekvenser opptil noen hundre Hz benyttes blikkplater med en tykkelse på rundt 3,6&nbsp;mm. Silikonstål gir for denne typen transformatorer lave kostnader, små jerntap og den ønskede høye permeabiliteten for flukstetthet på rundt 1,0 til 1,5 T.<ref name="F51" />

[[Fil:Laminering av kärna.svg|miniatyr|upright|left|Laminering av jernkjernen reduserer virvelstrømstapene.]]

En vanlig utforming av laminerte jernkjerner er at de er laget av stabler av E-formete stålplater og med I-formet stykker inntil disse igjen. Dette har ført til navnet ''E-I-transformator''. Disse er som nevnt isolert fra hverandre.<ref name="McLyman" /> En slik konstruksjon har en tendens til å gi noe mer tap, men er mer økonomisk å fremstille. C-formet jernkjerne er laget ved hjelp av et stålbånd viklet rundt en rektangulær form og deretter legges buntene sammen. Den blir deretter skåret i to, altså at jernkjernen settes sammen av to C-former. Kjernen sammenføyes ved at de to C-halvdelene klemmes sammen med et stålbånd.<ref name="McLyman" /> Denne konstruksjonen har den fordel at fluks alltid er orientert parallelt med metallkornene for dermed å redusere [[Magnetisk reluktans|reluktansen]].

En stålkjerne har [[remanens]], noe som betyr at den beholder et statisk magnetfelt lang tid etter at  spenningen fjernes. Når strømmen blir tilkoblet på nytt, vil det resterende felt forårsaker en høy innkoblingsstrøm som varer frem til effekten av den gjenværende magnetismen svekkes. Vanligvis dør den store innkoblingsstrømmen ut etter noen få sykluser med påtrykt vekselspenning.<ref name="Harlow (2004a)">{{Cite conference|last=Sim|first=H. Jim|author2=Digby|author3=Scott H.|title=The Electric Power Engineering Handbook|year=2004|publisher=CRC Press|chapter=§2.1 Power Transformers in Chap. 2 - Equipment Types|editor2=James H. Harlow|editor1=L. L. Grigsby|isbn=0-8493-8578-4|url=|edition=Online|at=§2.1.7 & §2.1.6.2.1}}</ref> Overstrømvernet som er tilknyttet må innstilles for å tillate denne ufarlig innkoblingsstrømmen å passere uten vernutløsning. På transformatorer koblet til lange kraftlinjer kan det oppstå indusert strøm på grunn av såkalt ''geomagnetisk indusert strøm'' forårsaket ved [[solstorm]]er. Dette fører til metning av kjernen og utløsning av transformatorers vernereleer.<ref>{{Cite journal| last=Boteler | first=D. H. | last2=Pirjola | first2=R. J. | last3=Nevanlinna | first3 = H. | title= The Effects of Geomagnetic Disturbances On Electrical  Systems at the Earth's Surface | journal=Advances in Space Research | doi=10.1016/S0273-1177(97)01096-X | volume=22 | pages=17–27 | year=1998}}</ref>

==== Massive jernkjerner ====
Kjerner av pulverisert jern brukes i kretser som switch-mode strømforsyninger som anvendes ved vanlige nettfrekvenser, samt frekvenser opp til et par titalls kHz. Disse materialene kombinerer høy magnetisk permeabilitet med høy elektrisk resistivitet. For frekvenser som strekker seg utover [[Veldig høy frekvens|VHF-båndet]] anvendes gjerne jernkjerner laget av ikke-ledende magnetiske [[keramiske materialer]] kalt [[ferritt]].<ref name="McLyman" /> Noen radio-frekvenstransformatorer har også bevegelige kjerner som tillater justering av gjensidig induktans mellom primær- og sekundærsiden (og [[båndbredde]]n) for å tune kretser for radiofrekvenser.

==== Toruskjerner ====
[[Fil:Small toroidal transformer.jpg|miniatyr|Liten torusformet kjerne for en transformator.]]

En torusformet transformatorer er bygget rundt en smultringformet jernkjerne (ringkjerne) som er laget av en lang strimmel av silisiumstål, eller permalloy som er viklet som en spole. Den kan også være laget av pulverisert jern eller ferritt. Valget mellom disse konstruksjonene er avhengig av driftsfrekvensen.<ref>McLyman, kap. 3 s. 1</ref> Båndkonstruksjonen gjør at ''korngrensene'' i stålet er optimalt innstilt og forbedrer transformatorens virkningsgrad ved å redusere kjernerens reluktans. Den lukkede ringformen eliminerer luftspalter som ikke helt kan unngås i en E-I-jernkjerne omtalt over.<ref>Si s. 485</ref> Tverrsnittet av ringen er vanligvis firkantet eller rektangulært, men dyrere kjerner med sirkulært tverrsnitt er også vanlige. Primær- og sekundærviklingene er ofte viklet konsentrisk for å dekke hele overflaten av kjernen. Dette reduserer lengden av ledning som er nødvendig, og gir skjermingseffekt ved at magnetfeltet begrenses fra å generere [[elektromagnetisk forstyrrelse]] til omgivelsene.

Ringkjernetransformatorer er mer effektive enn de billigere laminerte E-I-typer for en tilsvarende effekt. Andre fordeler sammenlignet med E-I-typen er mindre størrelse (ca. halvparten), lavere vekt (ca halvparten), mindre brumming (noe som gjør dem overlegne i audio-forsterkere), lavere utvendig magnetfelt (om lag en tidel), lave tomgangstap (gjør konstruksjonen mer effektiv i standby-modus), de kan monteres med en bolt og større utvalg av former. De største ulempene er høyere kostnader og begrenset kapasitet. På grunn av at det ikke forekommer luftgap (luftspalte) i jernkjernen vil torusformede jernkjerner også ha en tendens til å oppvise høyere startstrøm sammenlignet med laminert E-I-typer.

Torusformede jernkjerner av ferritt benyttes ved høyere frekvenser, typisk mellom noen få titalls kHz til flere hundre MHz, for å redusere tapene, fysisk størrelse og vekt av de induktive komponentene. En ulempe med torusformede jernkjerner er de høyere arbeidskostnadene for viklingene. Dette fordi det er nødvendig å passere hele lengden av vikling gjennom jernkjernens åpning for hver eneste vinding av viklingene. Som en konsekvens vil ringkjernetransformatorer være uvanlig for ytelser over noen få kVA. Små fordelingstransformatorer kan oppnå noen av fordelene med en torusformet jernkjerne ved å splitte kjernen opp, tvinge den åpen, for deretter å sette inn primær- og sekundærviklingen, og deretter klemme den sammen.

==== Luftkjerner ====
En fysisk kjerne er ikke en absolutt nødvendighet og en fungerende transformator kan fremstilles ganske enkelt ved å anbringe viklingene nær hverandre. Dette kalles for en ''luftkjernetransformator''. Luften som er del av den magnetiske kretsen er i det vesentlige tapsfri,  slik at en luftkjernetransformator eliminerer tap på grunn av hysterese i kjernematerialet.<ref name="Calvert" /> Imidlertid blir lekkreaktansen høy, noe som resulterer i svært dårlig energiomsetning, dermed er en slik konstruksjon uegnet for bruk i kraftforsyningen.<ref name="Calvert" />

Denne typen transformator har imidlertid meget høy båndbredde, og blir derfor ofte anvendt i applikasjoner for radiofrekvens.<ref>{{Cite web| first=Reuben | last=Lee | title=Air-Core Transformers | work=Electronic Transformers and Circuits | url=http://www.vias.org/eltransformers/lee_electronic_transformers_07b_22.html | accessdate=22. mai 2007}}</ref> Her kan en få tilfredsstillende koblingskoeffisient ved nøye overlapping mellom  de primære og sekundære viklinger. Denne typen er også brukt for såkalte ''resonanstransformatorer'', (også kjent som [[Teslaspole]]) hvor de kan oppnå rimelig lave tap på tross av den høye lekkreaktansen.

=== Viklinger ===
[[Fil:TMW 50971 Transformatorschenkel eines Leistungstransformators mit aufgeschnittenen Wicklungen.jpg|miniatyr|Viklingene i en krafttransformator med papirisolerte viklinger. En ser tydelig jernkjernen innerst med grå farge. Vinklingene med høyest spenning er ytterst og de med lavest spenning innerst. Legg merke til at viklingene er presset sammen av en stor treplate øverst og nederst, samt at store stagbolter går gjennom disse. Ytelsen er 40&nbsp;MVA, trefase og omsetningen 110/10&nbsp;kV.]]

Det [[Elektrisk leder|ledende materialet]] som brukes til viklingene er avhengig av anvendelsen, men i alle tilfeller må de enkelte viklingene være elektrisk isolert fra hverandre for å sikre at strømmen virkelig går gjennom hver vinding.<ref name="Dixon (1997)">{{Cite journal|last=Dixon|first=L.H., Jr.|url=http://focus.ti.com/lit/ml/slup197/slup197.pdf| title=Eddy Current Losses in Transformer Windings|year=1997|publisher=Texas Instrument|pages=R2–1–to–R2–10}}</ref> For transformatorer for lave ytelser og signaltransformatorer, der strømmene er små og potensialforskjellen mellom tilstøtende vindinger er liten, er ofte viklingene laget av kopper- eller aluminiumstråd med et tynt lag av plastisolasjon. Større krafttransformatorer som opererer ved høye spenninger er ofte viklet med kopperledere med rektangulær form. Disse er isolert med oljeimpregnert papir.<ref name="cegb_1982">{{Cite book| author=Central Electricity Generating Board | title=Modern Power Station Practice | year= 1982 | publisher=Pergamon Press}}</ref>

[[Fil:transformer min stray field geometry.svg|miniatyr|left|Tverrsnitt gjennom forskjellige typer av transformatorviklinger. Hvit farge er isolasjon, grønn er elektrostål (kornorientert silisiumstål), svart er primærviklingene laget av oksygenfritt kopper og rød er sekundærviklingene. Øverst til venstre: Torusformet transformator. Til høyre: C-formet jernkjerne, men E-formet jernkjerne vil være lik. De sorte viklingene er laget av folie. Topp: Det er like lav kapasitans mellom alle ender av begge viklingene. Siden de fleste kjerner i det minste er moderat ledende trenger de også isolasjon. Nederst: Laveste kapasitans for den ene enden av sekundærviklingen er nødvendig for lavt strømforbruk ved høyspenningstransformatorer. Nederst til venstre: Reduksjon av lekkinduktans ville føre til økning av kapasitans.]]

Høyfrekvente transformatorer opererer i området fra noen titalls til hundretalls av kHz. Ofte har disse viklinger laget av flettet ''Litz-ledning'' for å minimere [[skinneffekt]] og nærførings tap.<ref name="dixon">{{Cite conference| first = Lloyd| last = Dixon| booktitle = Magnetics Design Handbook| title = Power Transformer Design| url = http://focus.ti.com/lit/ml/slup126/slup126.pdf| year=2001| publisher = Texas Instruments}}</ref> Store krafttransformatorer bruker også flertrådet ledere, da det selv ved lave nettfrekvenser vil oppstå ujevn fordeling av strøm i viklingene dersom de skal føre store strømmer.<ref name="cegb_1982" /> Hver tråd er da individuelt isolert, dessuten er trådene anordnet slik at ved visse punkter i viklingen, eller gjennom hele viklingen, opptar forskjellige relative posisjoner i den. Denne omrokeringen utjevner strømmen som flyter i hver tråd i lederen, og dermed reduseres tap på grunn av virvelstrømmer i selve viklingen. Flertrådet vikling er også mer fleksibel enn en massiv leder av tilsvarende tykkelse, noe som er til hjelpe ved produksjon.<ref name="cegb_1982" />

Viklingene i signaltransformatorer er delt inn i seksjoner og disse delene er innfelt mellom deler av den andre viklingen. Hensikten er at viklingene skal minimere lekkinduktansen og ''strøkapasitans'' bedre for å øke den høyfrekvente responsen. Strøkapasitans vil for øvrig si den kapasistansen som oppstår mellom viklingene, selv om den er liten er den uønsket.

Transformatorer for nettfrekvens kan ha ''trinnkobler'' ved at det er mellomliggende uttak (terminaler) på den ene viklingen for justering av spenningen. Vanligvis er trinnkobleren tilknyttet viklingen med høyest spenning. Trinnkobleren kan kobles manuelt, eller det er en automatisk bryter som endrer trinn for å holde spenningen innenfor gitte verdier selv om belastningen endrer seg. Automatisk trinnkobler brukes i kraftoverføring eller distribusjon, samt for transformatorer for  [[lysbueovn]]er. Hørefrekvenstransformatorer som brukes for høyttalere har trinnkoblere for å tillate justering av impedansen til hver høyttaler. En transformator med midtuttak brukes ofte for utgangstrinnet for en lydforsterker i en [[Push–pull converter]]. Modulasjonstransformatoren i [[Amplitudemodulasjon|AM]]-sendere er svært like disse.

[[Fil:DMM 86-531 Gießharz-Trockentransformator.jpg|miniatyr|Eksempel på en tørrisolert transformator. Ytelse 100&nbsp;kVA, omsetning 10/0,4&nbsp;kV, trefase, vektorgruppe Dyn&nbsp;5.]]

Tørrtransformator er transformatorer med viklinger med isolasjonssystemer som enten kan være laget med åpne viklinger av «dip-and-bake», eller typer med høyere kvalitet som vakuumpresset  impregnering (VPI), vakuumpresset innkapsling (VPN), og støpt vikling innkapsling.<ref name="Lane (2007)">{{Cite web|last=Lane|first=Keith (2007)|title=The Basics of Large Dry-Type Transformers|url=http://ecmweb.com/content/basics-large-dry-type-transformers|publisher=EC&M|accessdate=29. januar 2013}}</ref> I VPI-prosessen brukes en kombinasjon av varme, vakuum og trykk for å få en god forsegling, binding, og for å eliminere hulrom i viklingenes isolasjon. Materialet i isolasjonen er polyesterresin i flere lag, dermed økes motstanden mot [[Elektrisk gjennomslag#Korona|korona]]. VPN-viklinger er lik VPI-viklinger, men gir bedre beskyttelse mot miljømessig påvirkning, for eksempel fra vann, skitt eller etsende stoffer i omgivelsene. Det brukes flere lag med dypping og til slutt gis et strøk med epoxy.<ref>Heathcote, s. 720-723</ref>

=== Viklingenes sammenkobling og vektorgrupper ===
[[Fil:Diapositiva14.PNG|miniatyr|Skjematisk fremstilling av en transformator med y- og D-vikling, eller stjerne- deltavikling. Dette er en svært vanlig konfigurasjon for distribusjonstransformatorer der D-viklingens terminaler er tilknyttet 22 kV og y-viklingen [[distribusjonsnett]]et på 230 V.]]

I en transformator for trefasestrøm kan viklingens innbyrdes konfigurasjon kombineres på forskjellige måter, noe som kalles vektorgrupper. Kombineres viklingene slik at de har et felles punkt snakker en om Y- eller Z-kobling, eller om de ikke har fellespunkt benevnes dette D-kobling. Andre navn er stjerne (Y) og delta- eller trekantkobling (D). Vanligvis markeres viklingene for høyest spenning med store bokstaver og små bokstaver for viklingen med lavest spenning.

D-koblede viklinger er ikke vanlig for høyere overføringsspenninger (typisk fra 138 kV og over) på grunn av høyere kostnader for isolasjonen sammenlignet med en Y-kobling.<ref>Fink and Beaty, ''Standard Handbook for Electrical Engineers 11th Edition'', Mc Graw Hill 1978, page 17-39</ref>

Som et eksempel på vektorgrupper kan Dy-transformatoren studeres. Dette er den aller mest vanlige transformatoren for elektrisk energiforsyning, og disse brukes typisk mellom høyspent fordelingsnett (typisk 22 kV i Norge) og distribusjonsnettet for lavspenning (typisk 230 V i Norge, 400 V er vanligst ellers i Europa). Ofte kalles disse på norsk for fordelingstransformatorer (engelsk: distribution transformer). Jernkjernen i transformatoren har tre bein og på disse er seks viklingsspoler anbrakt, to for hver fase. Sammenkoblingen av disse er gjort slik at på høyspentsiden (primærsiden) danner disse en trekantkobling, se figuren. På lavspentsiden (sekundærsiden) er viklingene kombinert til en stjerne der fellespunktet, eller også kalt ''nøytralpunktet'' har en egen  terminal. Nøytralpunktet kan enten tilknyttes jordelektrode (TN- eller TT-system) eller isoleres fra jord (IT-system).

Med en trekant-stjernekoblet transformator av denne typen kan viklingene kobles slik at det oppstår en faseforskyvning på enten 30º, 150º, 270º eller 330º mellom spenningen på primær- og sekundærsiden. Mest vanlig er en Dyn11-transformator der D betegner den trekantkoblede primærvikling, y den stjernekoblede sekundærviklingen, n står for uttagbart nøytralpunkt. Tallet 11 står for den nevnte relative fasevridningen mellom primær og sekundærsidens spenning, der klokkens vinkelforskjell mellom hele timer brukes som referanse. Altså når lilleviseren på klokken viser 11:00 er den vridd 330º fra 12:00. Dette er grunnen til at koblingsgruppe også kalles for transformatorens klokketimetall.

=== Kjøling ===
[[Fil:Drehstromtransformater im Schnitt Hochspannung.jpg|miniatyr|Snittbilde av en typisk transformatorkonstruksjon der viklingene og jernkjernen er nedsenket i ''transformatorolje''. Konservatoren  (eller ekspanksjonstanken) på toppen gir oljen mulighet til å ekspandere ved temperaturendringer slik at ikke trykket skal sprenge tanken. Vegger og finnene i tanken gir nødvendige varmespredning til omgivelsene.]]

For å gi et perspektiv på problemet med kjøling er det en akseptert tommelfingerregel at forventet levealder for isolasjon i alle elektriske maskiner, inkludert transformatorer, halveres for omtrent hver 7&nbsp;°C til 10&nbsp;°C økning i driftstemperaturen. Denne regelen for levealderhalvering  holder mer snevert når økningen er mellom omtrent 7&nbsp;°C til 8&nbsp;°C for transformatorvikling med isolasjon av cellulose.<ref name="Harlow (2004b)">{{Cite conference|last=Tillman|first=Robert F.|booktitle=The Electric Power Engineering Handbook|year=2004|publisher=CRC Press|title=§3.4 Load and Thermal Performance in Chap. 3 - Ancillary Topics|editor-last=James H. Harlow (ed.); L. L. Grigsby (Series ed.)|isbn=0-8493-8578-4|url=http://www.uncp.edu.pe/newfacultades/ingenieriasarqui/newelectrica/phocadownload/descargas/E%20BOOK%20Electric%20Power%20Transformer%20Engineering.pdf|edition=Online|page=§3.4.8}}{{død lenke|dato=august 2017 |bot=InternetArchiveBot }}</ref><ref name="Walling (2007)">{{Cite conference|last=Walling|first=Reigh|author2=Shattuck|author3=G. Bruce|title=Distribution Transformer Thermal Behaviour and Aging in Local-Delivery Distribution Systems|conference=19th International Conference on Electricity Distribution|date=mai 2007|volume=Paper 0720|url=http://www.gepower.com.cindmz.gecompany.com/prod_serv/plants_td/en/downloads/cired_dist_transformer.pdf|accessdate=11. februar 2013|url-status=dead|archiveurl=https://web.archive.org/web/20140512214930/http://www.gepower.com.cindmz.gecompany.com/prod_serv/plants_td/en/downloads/cired_dist_transformer.pdf|archivedate=2014-05-12|tittel=Arkivert kopi|besøksdato=2013-02-11|arkivurl=https://web.archive.org/web/20140512214930/http://www.gepower.com.cindmz.gecompany.com/prod_serv/plants_td/en/downloads/cired_dist_transformer.pdf|arkivdato=2014-05-12|url-status=død}} {{Kilde www |url=http://www.gepower.com.cindmz.gecompany.com/prod_serv/plants_td/en/downloads/cired_dist_transformer.pdf |tittel=Arkivert kopi |besøksdato=2015-02-20 |arkiv-dato=2014-05-12 |arkiv-url=https://web.archive.org/web/20140512214930/http://www.gepower.com.cindmz.gecompany.com/prod_serv/plants_td/en/downloads/cired_dist_transformer.pdf |url-status=unfit }}</ref><ref name="Kimberly (web)">{{Cite web|last=Kimberly|first=E.E.|title=Permissible Temperatures for Insulation|url=http://www.vias.org/kimberlyee/ee_14_11.html|accessdate=12. februar 2013}}</ref>

Utenpå den oljefylte transformatortanken er det ofte påmonterte radiatorer som oljen sirkulerer gjennom ved naturlig [[konveksjon]]. For mindre transformatorer brukes kjølefinner som en del av tanken, se bildet til høyre.<ref name="willis" /> Ettersom nominell effekt øker blir transformatorene ofte kjølt ved forsert luftkjøling, forsert oljekjøling (oljepumpe), vannavkjøling (oljepumpe og varmeveksler), eller kombinasjoner av disse.<ref>Pansini, s. 32</ref> Transformatorolje har altså to formål, den både kjøler transformatoren og virker som elektrisk isolator for viklingene.<ref name="willis">{{Cite book| last=Willis | first=H. Lee | title=Power Distribution Planning Reference Book | url=https://archive.org/details/powerdistributio00will_774 | publisher=CRC Press | year=2004 | page=[https://archive.org/details/powerdistributio00will_774/page/n354 403] | isbn=0-8247-4875-1}}</ref>  Transformatorolje er en høyraffinert [[mineralolje]] som kjøler viklinger og isolasjon ved å sirkulere inne i transformatortanken.

Mineralolje og isolasjonspapir rundt viklingene har vært i bruk i mer enn 100 år. Det er anslått at 50 % av alle krafttransformatorerer vil overleve 50 års bruk. Gjennomsnittsalderen for svikt i transformatorer er ca. 10 til 15 år, og omtrent 30 % av alle  transformatorhavarier er forårsaket av feil knyttet til isolasjonen eller overbelastning.<ref name="Hartley (2003)">{{Cite conference|last=Hartley|first=William H. (2003)|title=Analysis of Transformer Failures|url=http://www.bplglobal.net/eng/knowledge-center/download.aspx?id=191|conference=36th Annual Conference of the International Association of Engineering Insurers|accessdate=30. januar 2013|page=7 (fig. 6)|url-status=dead|archiveurl=https://web.archive.org/web/20131020185815/http://www.bplglobal.net/eng/knowledge-center/download.aspx?id=191|archivedate=2013-10-20|tittel=Arkivert kopi|besøksdato=2013-01-30|arkivurl=https://web.archive.org/web/20131020185815/http://www.bplglobal.net/eng/knowledge-center/download.aspx?id=191|arkivdato=2013-10-20|url-status=død}} {{Kilde www |url=http://www.bplglobal.net/eng/knowledge-center/download.aspx?id=191 |tittel=Arkivert kopi |besøksdato=2015-02-20 |arkiv-dato=2013-10-20 |arkiv-url=https://web.archive.org/web/20131020185815/http://www.bplglobal.net/eng/knowledge-center/download.aspx?id=191 |url-status=yes }}</ref><ref name="Hartley (~2011)">{{Cite web|last=Hartley|first=William H. (~2011)|title=An Analysis of Transformer Failures, Part 1 – 1988 through 1997|url=http://www.hsb.com/TheLocomotive/AnAnalysisOfTransformerFailuresPart1.aspx|publisher=The Locomotive|accessdate=30. januar 2013|archive-date=2018-06-18|archive-url=https://web.archive.org/web/20180618175745/http://www.hsb.com/TheLocomotive/AnAnalysisOfTransformerFailuresPart1.aspx|url-status=yes}}</ref>

Langvarig drift med forhøyet temperatur forringer isolasjonens egenskaper og transformatoroljen, noe som ikke bare forkorter transformatorens levetid, men kan føre til transformatorhavarier.<ref name="Harlow (2004b)" /> En mengde empiriske studier danner grunnlag for tester av transformatoroljen. Analyse av oljen og oppløste gasser i den gir verdifull informasjon om vedlikeholdsbehovet. Dette understreker behovet for å overvåke, modellere, prognosere og behandle ulike tilstander i olje- og viklingsisolasjonen under varierende temperatur og variable belastningsforhold.<ref name="Prevost (2006)">{{Cite web|last=Prevost|first=Thomas A. et al.|title=Estimation of Insulation Life Based on a Dual Temperature Aging Model|url=http://www.weidmann-solutions.cn/huiyi/Seminar%202006%20New%20Mexico/2006prevostpaperyes.pdf|publisher=Weidmann|accessdate=30. mars 2012|page=1|date=november 2006|url-status=dead|archiveurl=https://web.archive.org/web/20161020230009/http://www.weidmann-solutions.cn/huiyi/Seminar%202006%20New%20Mexico/2006prevostpaperyes.pdf|archivedate=2016-10-20|tittel=Arkivert kopi|besøksdato=2012-03-30|arkivurl=https://web.archive.org/web/20161020230009/http://www.weidmann-solutions.cn/huiyi/Seminar%202006%20New%20Mexico/2006prevostpaperyes.pdf|arkivdato=2016-10-20|url-status=død}} {{Kilde www |url=http://www.weidmann-solutions.cn/huiyi/Seminar%202006%20New%20Mexico/2006prevostpaperyes.pdf |tittel=Arkivert kopi |besøksdato=2015-02-20 |arkiv-dato=2016-10-20 |arkiv-url=https://web.archive.org/web/20161020230009/http://www.weidmann-solutions.cn/huiyi/Seminar%202006%20New%20Mexico/2006prevostpaperyes.pdf |url-status=yes }}</ref><ref name="Sen (2011)">{{Cite web|year=2011|last=Sen|first=P.K. et al.|title=PSERC Pub. 11-02 Transformer Overloading and Assessment of Loss-of-Life for Liquid-Filled Transformers|url=http://www.pserc.wisc.edu/documents/publications/reports/2011_reports/Sen_T-25_Final_Report_Feb_2011.pdf|publisher=Power Systems Engineering Research Center, Arizona State University|accessdate=11. januar 2013|archive-date=2014-01-06|archive-url=https://web.archive.org/web/20140106040854/http://www.pserc.wisc.edu/documents/publications/reports/2011_reports/Sen_T-25_Final_Report_Feb_2011.pdf|url-status=yes}}</ref>
[[Fil:Trafo hakavik.jpg|miniatyr|Transformator fra [[Hakavik kraftverk]], Enfase, 2,7 MVA, 5 kV/55 kV, 16 2/3 Hz]]
Forskrifter i mange land krever at innendørs transformatorer enten skal fylles med olje som er mindre brannfarlig enn vanlig transformatorolje, eller installeres i brannsikre rom.<ref name="De Keulenaer (2001)" /> Luftkjølte tørrtransformatorer kan være mer økonomisk fordi de eliminerer kostnaden for en eget transformatorcelle som skal være både brann og eksplosjonssikker.

Oljefylte transformatorer kan være utstyrt med et [[Buchholz relé]], avhengig av alvorlighetsgraden av gassutblåsing på grunn av kortslutning ved lysbue under kortslutning. Buchholz relé gir også signal ved andre feiltyper, som lav oljestand på grunn av lekkasje eller moderat gassutvikling. Dermed blir dette reléet brukt til å gi alarm ved mindre alvorlige feil, samt til å koble spenningen fra transformatoren.<ref name="Harlow (2004a)" /> Oljefylte transformatorinstallasjoner i bygninger krever vanligvis omfattende brannverntiltak som for eksempel vegger av brannsikkert materiale, oljeoppsamlingsbrønn og sprinkleranlegg.

[[Polyklorerte bifenyler]] har egenskaper som er gunstige som transformatorolje, men representerer en stor miljøtrussel. Dette har ført til utbredt forbud mot bruk av disse stoffene.<ref>{{Cite web | authorlink=[[Agency for Toxic Substances and Disease Registry]] | title=ASTDR ToxFAQs for Polychlorinated Biphenyls | year=2001 | url=http://www.atsdr.cdc.gov/toxfaqs/tf.asp?id=140&tid=26 | accessdate=10. juni 2007 | url-status=yes }}</ref> I dag finnes det giftfrie og stabile [[silikoner|silikonbaserte]] oljer, eller fluorerte hydrokarboner som brukes der en vil unngå store kostnader for en brannsikker transformatorcelle.<ref name="De Keulenaer (2001)" /><ref name="kulk-khap s. 2-3">Kulkarni, s. 2&ndash;3</ref>

I spesielle tilfeller brukes transformatorer med viklinger innkapslet i forseglede trykktanker som avkjøles med [[nitrogen]] eller [[svovelheksafluorid]]gass (SF<sub>6</sub>).<ref name="kulk-khap s. 2-3" />

Eksperimentelle krafttransformatorer med ytelser mellom 500 til 1000&nbsp;kVA har vært konstruert der det benyttes flytende [[nitrogen]] eller flytende [[helium]] for å avkjøle viklinger av [[Superleder|superledende]] materiale. Målet er å unngå tapene i viklingene. Tapene i jernkjernen påvirkes imidlertid ikke.<ref name="Mehta (1997)">{{Cite journal|last=Mehta|first=S.P.|author2=Aversa, N.|author3=Walker, M.S.|title=Transforming Transformers [Superconducting windings]|journal=IEEE Spectrum|date=juli 1997|volume=34|issue=7|pages=43–49|doi=10.1109/6.609815|url=http://www.superpower-inc.com/files/T141+IEEE+Spectrum+XFR.pdf|accessdate=14. november 2012}}</ref><ref>Pansini, s. 66–67</ref>

=== Tørking av viklingsisolasjonen ===
Konstruksjon av oljefylte transformatorer krever at isolasjonen som dekker viklingene blir grundig tørket før transformatoren kan monteres og olje fylles på. Tørking blir utført på fabrikken, men kan også være nødvendig som et tiltak på stedet der den monteres. Tørking kan utføres ved å sirkulere varm luft rundt kjernen, eller ved dampfase-tørking (VPD) hvor et fordampet løsningsmiddel overfører varme ved kondensering på spolen og kjernen.

For små transformatorer, blir motstandsoppvarming ved injeksjon av strøm i viklingene brukt. Oppvarmingen kan kontrolleres meget godt, og det er en energieffektiv fremgangsmåte. Metoden kalles lavfrekvent oppvarming (LFH) siden strømmen som brukes har en mye lavere frekvens enn den for kraftnettet, som normalt har 50 eller 60&nbsp;Hz. En lavere frekvens reduserer effekten av reaktans, slik at spenningen som kreves kan reduseres.<ref>{{Cite book| last=Fink |first=Donald G. | author2= Beatty, H. Wayne (Eds.) | year=1978 | title=Standard Handbook for Electrical Engineers | url=https://archive.org/details/standardhandbook0011edunse | edition=11th | publisher=McGraw Hill | isbn=978-0-07-020974-9 | pages=[https://archive.org/details/standardhandbook0011edunse/page/10 10]–38 through 10–40}}</ref> Denne metoden brukes også for eldre transformatorer.<ref name="Figueroa">{{Cite web | last=Figueroa | first=Elisa et al | title=Low Frequency Heating Field Dry-Out of a 750 MVA 500 kV Auto Transformer | url=http://www.electricity-today.com/et/issue0109/transformer_field_dry-out.pdf | publisher=Electricity Today | date=januar–februar 2009 | accessdate=28. februar 2012 | url-status=dead | archiveurl=https://web.archive.org/web/20120107034201/http://www.electricity-today.com/et/issue0109/transformer_field_dry-out.pdf | archivedate=2012-01-07 | tittel=Arkivert kopi | besøksdato=2012-02-28 | arkivurl=https://web.archive.org/web/20120107034201/http://www.electricity-today.com/et/issue0109/transformer_field_dry-out.pdf | arkivdato=2012-01-07 | url-status=død }} {{Kilde www |url=http://www.electricity-today.com/et/issue0109/transformer_field_dry-out.pdf |tittel=Arkivert kopi |besøksdato=2015-02-20 |arkiv-dato=2012-01-07 |arkiv-url=https://web.archive.org/web/20120107034201/http://www.electricity-today.com/et/issue0109/transformer_field_dry-out.pdf |url-status=yes }}</ref>

=== Gjennomføringer ===
[[Fil:DIN 52NF1000.jpg|miniatyr|Eksempel på en transformator-<br>gjennomføring som går gjennom transformatortanken slik at enden av viklingene kan tilkobles termineringene på utsiden. Potensialforskjellen mellom jord (tanken) og lederen inne i porselenisolatoren kan være mange hundre kV for store krafttransformatorer.]]

Større transformatorer er utstyrt med isolatorgjennomføringer laget av polymerer eller porselen for terminalene. En stor bøssing kan ha en kompleks struktur, siden den må gi nøyaktig kontroll av den [[elektriske feltgradienten]] som dannes rundt den. Et krav er selvsagt at den ikke må lekke olje.<ref>{{Cite book| last=Ryan | first= Hugh M. | title=High Voltage Engineering and Testing | isbn = 0-85296-775-6 | publisher=Institution Electrical Engineers | pages=416–417 | year=2001}}</ref>