Podstawowe przeznaczenie stacji transformatorowych jest dość oczywiste – dostarczają one energii elektrycznej o napięciu dostawanym do odbiorników końcowych.

Są to urządzenia niespecjalnie skomplikowane pod względem mechanizmu działania ich podstawowej funkcji lecz miejsce zastosowania wymusza już dużo większe przyłożenie się do konstrukcji niż ma to miejsce chociażby w przypadku stacji transformatorowych napowietrznych. Przede wszystkim muszą być umieszczone w szczelnych i niepalnych obudowach. Krytyczne znaczenie ma to w metanowych kopalniach węgla kamiennego, których jest bardzo dużo na Górnym Śląsku. Mogłyby one bardzo łatwo doprowadzić do zapłonu metanu. Równie poważnym zagrożeniem jest wybuch pyłu węglowego, który spustoszenie potrafi stworzyć gorsze niż mieszanina powietrza z wodorem.

Niektóre mobilne stacje transformatorowe budowane są w taki sposób by dało się je rozmontować na mniejsze części. Spowodowane jest to koniecznością dostarczania ich na głębokości niejednokrotnie przekraczające jeden kilometr stosunkowo wąskimi szybami i korytarzami. Często zdarza się też, że tworzone są one na potrzeby specjalistycznego sprzętu, który jest wykorzystywany w danej kopalni.

Z prądu dostarczanego przez kontenerowe stacje transformatorowe korzystają najczęściej średnie i duże osiedla mieszkalne, małe wsie i obiekty przemysłowe. Mogą być zarówno stacjami końcowymi, które przekształcają napięcia średnie w napięcia niskie przystosowane bezpośrednio do odbiorników końcowych lub mogą stanowić przedostatni element sieci obniżający napięcia dla stacji końcowych, które dzięki temu są lepiej zabezpieczone i mogą mieć mniejsze rozmiary dzięki niższym wartościom napięcia prądu dostarczanego do nich.

Typowa kontenerowa stacja transformatorowa to niewielki budynek z żelbetowym fundamentem, betonową konstrukcją oraz dachem zbudowanym z tego samego materiału. Dla najlepszych właściwości konstrukcji, bardzo często wykonuje się je w całości jako jeden odlany element. Dzięki takiemu podejściu osiąga się pełna szczelność konstrukcji, która jest szczególnie ważna jeśli idzie o piwnicę kablową. Całość zawsze powinna też być pokrywana farbami odpornymi na wodę a dach dodatkowo należy zabezpieczać substancjami opartymi o gumę lub polimery, które są całkowicie niewrażliwe na wodę.

Są to konstrukcje bardzo duże zwłaszcza ze względu na zastosowanie dużych transformatorów i często konieczne jest rozdzielenie takich elementów jak sam transformator, rozdzielnice NN oraz SN i wszystkie inne urządzenia, które znajdują się na wyposażeniu stacji transformatorowej pomiędzy różne pomieszczenia. Jedną z największych wewnętrznych stacji transformatorowych jest właśnie możliwość dokonania takiego podziału.

Stacje transformatorowe wewnętrzne możemy znaleźć w bardzo różnych miejscach – od budynków przemysłowych, przez usługowo-handlowe nawet po domy mieszkalne. Ich rozmiary mogą być bardzo różne i zależą od napięcia prądu do nich dostarczanego i zapotrzebowania danego budynku na energię elektryczną.

Najważniejszymi zaletami wymienianymi przez osoby korzystające z wewnętrznych stacji transformatorowych jest ich niezawodność oraz zdecydowanie mniejszy koszt instalacji w porównaniu z dużymi stacjami transformatorowymi umieszczonymi na zewnątrz budynków. Na element niezawodności składa się głównie zapewnienie urządzeniom idealnych warunków do działania i możliwość ich konserwacji w prosty i szybki sposób. Znacznie łatwiejszy jest też nadzór.

Autotransformatory wykorzystywane są zamiast klasycznych transformatorów głównie w sytuacjach kiedy potrzebna przekładnia jest niewielka. Przykładem może być przekształcenie napięcia przesyłowego na dosyłowe czyli zmiana 220kV na 110kV. Wybór pada na alternatywę dla transformatorów głównie z powodu oszczędności materiałów a także łatwości przenoszenia urządzenia. Ponadto przy niewielkich przekładniach autotransformatory cechują się znacznie lepszym stosunkiem mocy do rozmiarów niż klasyczne urządzenia.

Wspomniana już regulacja przekładni może odbywać się na dwa sposoby.

• Pierwszy z nich to odczepy czyli dołączanie lub usuwanie części uzwojenia. Daje to zmiany skokowe. W laboratoriach wykorzystuje się częściej uzwojenia nawinięte na specjalny rdzeń.
• Zmiana przekładni następuje poprzez przesuwanie po nim szczotki węglowej. Daje to efekt w pełni płynnej regulacji z zakresie standardowym dla tego typu urządzeń czyli 0%-130% lub w znacznie rzadszych przypadkach: 90%-110%.

Wskazówką może być nazwa gdyż chodzi naturalnie o zwracanie bardzo wysokich napięć. Transformatory sieciowe zwykle obniżają napięcie z sieci przesyłowych tak by nie spaliło ono urządzeń domowych czy przemysłowych. Transformatory wysokiego napięcia miały za zadanie dostarczać prąd o napięciu do 11 kilovoltów do nawet 25 kilovoltów do bardzo specyficznych urządzeń.

Wykorzystywane one były one głównie w telewizorach lampowych. Bezpośrednie ich wykorzystanie polegało na dostarczaniu prądu o napięciu około 11 kilovoltów do kineskopu telewizora, który następnie wytwarzał obraz. Wszelkie nieprawidłowości związane z działaniem transformatorów owocowały powstawaniem linii na ekranie utrudniających lub uniemożliwiających odbiór.

Transformatory wysokiego napięcia stosowane były także w innych urządzeniach generujących obraz takich chociażby jak w rzutnikach elektrycznych. Polskie konstrukcje tego typu były w swoim czasie dość innowacyjne chociaż stosowały papier jako materiał izolacyjny co owocowało krótką żywotnością opartego o nie sprzętu.

Nikola Tesla był zawsze zwolennikiem wysokonapięciowego prądu zmiennego, który chociaż był niebezpieczny dla zdrowia i życia ludzi, dużo lepiej nadawał się do wykorzystania praktycznego. Słynne były jego polemiki z Grahamem Bellem, amerykańskim wynalazcy miedzy innymi telefonu, który w Tesli i jego pracy widział duże zagrożenie dla siebie.

Jednym ze szczytowych chociaż do tej pory nie wykorzystanym w naprawdę użyteczny sposób wynalazkiem serbskiego konstruktora był transformator bardzo wysokich napięć. Określa się go dzisiaj także mianem cewki Tesli, generatora Tesli lub transformatorem rezonansowym.

Jego niezwykłość polega na tym, że wytwarza prąd o napięciu dochodzącym do kilku milionów Voltów i równocześnie znikomym natężeniu. Była to próba stworzenia prądu zmiennego niegroźnego dla człowieka. Niestety najwyższe napięcia wciąż powodują oparzenia i problemy neurologiczne zwłaszcza przy długiej ekspozycji.

Cewka Tesli nie jest obecnie wykorzystywana praktycznie do niczego innego niż pokazy pięknych snopów energii elektrycznej, które wytwarza się w samym generatorze lub przy jego odpowiednim uziemieniu. Trwają obecnie prace nad zastosowaniem jego technologii do bezprzewodowego przekazywania energii.

Transformatory spawalnicze działają zupełnie inaczej. Obniżają one napięcia do poziomu ograniczającego możliwość powstawania łuków elektrycznych przy równoczesnym powiększaniu natężenia prądu czyli ładunku, który jest w stanie przepłynąć w jednostce czasu przez obwód elektryczny. Natężenia, z którymi pracują spawarki byłyby zabójcze dla praktycznie każdego rodzaju innego sprzętu.

Przeciętny transformator spawalniczy wytwarza prąd o napięciu z przedziału 20V-60V ale już o natężeniu powyżej 20A sięgającym czasami gigantycznej wartości 600A. Są to wielkości gigantyczne, których ułamek dal człowieka jest śmiertelny. Jak duże jest to natężenie łatwo sobie wyobrazić oglądając efekty pracy spawarek elektrycznych, które po prostu topią potężne stopy metali.

Warto zwrócić też uwagę na niskie wartości napięcia. Jak już wspomniano, pozwalają one na redukcję łuku elektrycznego, dzięki czemu da się bez problemu pracować ze spawarką i wytwarzać łuki elektryczne tylko wtedy kiedy jest to potrzebne i tylko pomiędzy ściśle określonymi, kontrolowanymi powierzchniami.

Jego działanie jest stosunkowo proste i opiera się na zasadzie indukcji elektromagnetycznej. Każdy transformator sieciowy zbudowany jest z dwóch obwodów – pierwotnego i wtórnego. Obwód pierwotny jest podłączony do zewnętrznego dla naszej danej sieci energetycznej źródła prądu. Obwód wtórny z kolei ma wyjście na urządzenia, które będą bezpośrednio zasilane prądem wychodzącym z transformatora sieciowego. Zadaniem urządzenia jest przekształcenie prądu na wejściu o napięciu standardowym, najczęściej 230V, w prąd o napięciu odpowiadającym potrzebom urządzenia, które będzie do niego podłączane.

Z technicznego punktu widzenia transformator to raczej urządzenie elektryczne niż maszyna elektryczna jak przyjęło się uważać. Powód tego jest bardzo prosty – chociaż zachodzą w nim podobne zjawiska jak w maszynach prądu zmiennego to nie ma w nim żadnych elementów ruchomych.

Składa się on jedynie z dwóch solenoidów (cewek – uzwojeń), które są nawinięte na wspólny rdzeń magnetyczny, który w znakomitej większości przypadków zbudowany jest z tworzywa ferromagnetycznego. Energia z nich nie jest przekazywana bezpośrednio gdyż odseparowane są od siebie zwykle tak zwaną separacją galwaniczną.

Osiągane jest to bezpośrednio poprzez zastosowanie separacji galwanicznej pomiędzy uzwojeniem pierwotnym i uzwojeniem wtórnym. Separacja ta uniemożliwia bezpośrednie przepływanie prądu z jednego uzwojenia do drugiego lecz równocześnie pozostawia możliwość przekazywania energi przez chociażby indukcję.

Podstawowym sposobem wykorzystanie transformatora separacyjnego jest przeciwporażeniowa. Jego stosowanie zalecane jest we wszystkich miejscach gdzie ryzyko takiego zjawiska jest wyjątkowo wysokie.

W szczególności zawsze wskazuje się na pomieszczenia mocno zawilgocone, wnętrza metalowych kontenerów a także wszelkiego rodzaju sytuacje, w których teoretycznie powinno się wykorzystywać obniżone napięcie lecz nie jest to z różnych przyczyn możliwe.

Ochrona uzyskiwana jest poprzez eliminację drogi powrotnej dla prądu porażeniowego, który mógłby popłynąć z powrotem do źródła zasilania przez ciało człowieka i ziemię. Żeby zabezpieczenie zadziałało, konieczne jest trzymanie się zasady podłączania tylko jednego odbiornika do jednego transformatora i nieuziemianie punktu zerowego uzwojenia wtórnego.

Sytuacja nie jest jednak taka prosta gdyż przypadkowe drgania nie stworzą dźwięku a dostarczenie nie przygotowanego odpowiednio prądu właśnie taki dałoby efekt. W tym momencie stosuje się transformator głośnikowy.

Bezpośrednim zadaniem transformatora głośnikowego jest dopasowywanie impedancji głośnika do impedancji obwodów wyjściowych wzmacniacza akustycznego. Zazwyczaj jest to jej obniżanie gdyż wzmacniacze akustyczne charakteryzują się wyższą wartością tej cechy. Transformatory głośnikowe powszechnie wykorzystuje się w lampowych wzmacniaczach akustycznych.

Konstruowanie transformatorów głośnikowych nie jest proste i zazwyczaj technologia ich wytwarzania stanowi ściśle strzeżony sekret firm zajmujących się tym procesem. Podstawowym priorytetem twórców transformatorów głośnikowych jest dobranie konstrukcji i materiału rdzenia tak by maksymalnie ograniczyć nieliniowość wynikającą z histerezy materiału rdzenia. Ważne jest też by dążyć do zmniejszenia pojemności miedzyuzwojeniowej oraz redukować indukcyjność zwojeń.

Ze względów praktycznych stosuje się obecnie głównie sprzęganie bezpośrednie jako podstawową zasadę działania tego typu transformatorów.