การออกแบบโครงสร้างของหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังส่งผลโดยตรงต่อความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงาน ประสิทธิภาพ และอายุการใช้งาน เนื่องจากเป็นอุปกรณ์ชิ้นสำคัญในระบบไฟฟ้าสำหรับการแปลงแรงดันไฟฟ้าและการส่งพลังงาน โครงสร้างโดยรวมประกอบด้วยวงจรแม่เหล็กไฟฟ้า ฉนวนและระบบทำความเย็น อุปกรณ์ป้องกันและตรวจสอบ และส่วนประกอบสนับสนุนภายนอก ส่วนประกอบเหล่านี้ทำงานร่วมกันเพื่อให้แน่ใจว่ามีการถ่ายโอนพลังงานอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพระหว่างระดับแรงดันไฟฟ้าสูงและต่ำ
วงจรแม่เหล็กไฟฟ้าที่ประกอบด้วยแกนเหล็กและขดลวด เป็นแกนหลักของการแปลงพลังงานของหม้อแปลงไฟฟ้า โดยทั่วไปแกนเหล็กจะทำจากแผ่นเหล็กซิลิกอนรีดเย็น-ที่มีความสามารถในการซึมผ่านสูง-วางซ้อนกันตามทิศทางฟลักซ์แม่เหล็กเพื่อลดการสูญเสียของกระแสไหลวนและฮิสเทรีซีส และสร้างเส้นทางต้านทานแบบปิด- ต่ำ ส่งผลให้เกิดการมีเพศสัมพันธ์ฟลักซ์แม่เหล็กสูงระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ ขดลวดแบ่งออกเป็น-ขดลวดแรงดันสูงและแรงดันต่ำ- โดยทั่วไปทำจากลวดทองแดงหรืออะลูมิเนียมคุณภาพสูง-พันบนกระบอกสูบฉนวนหรือแท่งรองรับ กระดาษหรือฟิล์มฉนวนถูกนำมาใช้ระหว่างชั้นและรอบเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นฉนวนไฟฟ้าและให้การสนับสนุนทางกล ขดลวดแรงดันไฟฟ้า-สูงและแรงดันต่ำ{-ถูกจัดเรียงแบบศูนย์กลางหรือทับซ้อนกันบนเสาแกนเหล็กเพื่อรองรับข้อกำหนดระยะห่างของฉนวนสำหรับความจุและระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน ระบบฉนวนและระบบทำความเย็นมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับประกันการทำงานที่ปลอดภัยของหม้อแปลง น้ำมันหม้อแปลงทำหน้าที่ทั้งเป็นฉนวนและกระจายความร้อน เติมถังและนำความร้อนจากขดลวดและแกนไปยังพื้นผิวถังหรือหม้อน้ำ หม้อแปลงขนาดใหญ่มักติดตั้งแผ่นหม้อน้ำ อุปกรณ์ระบายความร้อนหมุนเวียนน้ำมัน และพัดลมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการกระจายความร้อน ตัวถังเชื่อมจากแผ่นเหล็ก มีความแข็งแรงเชิงกลเพียงพอที่จะทนต่อแรงดันน้ำมันภายในและความเครียดจากสิ่งแวดล้อมภายนอก นอกจากนี้ยังมีตัวอนุรักษ์น้ำมัน (ถังขยาย) เพื่อปรับสมดุลความผันผวนของระดับน้ำมันเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และป้องกันการบุกรุกของความชื้น
อุปกรณ์ป้องกันและการตรวจสอบประกอบด้วยสวิตช์ รีเลย์ และเซ็นเซอร์ต่างๆ รีเลย์แก๊สสามารถตรวจจับก๊าซที่เกิดจากความผิดพลาดภายในและแจ้งเตือนหรือตัดการทำงานทันที วาล์วระบายแรงดันจะปล่อยแรงดันอย่างรวดเร็วเมื่อแรงดันภายในเพิ่มขึ้นผิดปกติ ปกป้องถังจากความเสียหาย เทอร์โมมิเตอร์แบบน้ำมันและเทอร์โมมิเตอร์แบบหมุนจะตรวจสอบอุณหภูมิการทำงานแบบเรียลไทม์ ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการกระจายโหลด หม้อแปลงสมัยใหม่ยังสามารถรวมระบบการตรวจสอบออนไลน์ เช่น การตรวจสอบการปล่อยประจุบางส่วนและการวิเคราะห์ก๊าซที่ละลายในน้ำมัน ช่วยให้สามารถแจ้งเตือนล่วงหน้าถึงข้อผิดพลาดแฝงได้
ส่วนประกอบรองรับภายนอก ได้แก่ ฐาน บุชชิ่ง และวาล์ว บุชชิ่งเชื่อมต่อสายไฟที่คดเคี้ยวเข้ากับวงจรภายนอก ในขณะเดียวกันก็รับประกันความเป็นฉนวนและการปิดผนึกของสายไฟฟ้าแรงสูง- วาล์วใช้สำหรับการฉีดน้ำมัน การสุ่มตัวอย่าง และการระบายอากาศ อำนวยความสะดวกในการตรวจสอบและบำรุงรักษา การออกแบบโครงสร้างโดยรวมต้องพิจารณาโหลดแม่เหล็กไฟฟ้า โหลดความร้อน ความแข็งแรงทางกล และสภาพแวดล้อมอย่างครอบคลุม เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่มั่นคงในระหว่าง-การทำงานระยะยาว
ดังนั้น โครงสร้างหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังจึงเป็นระบบวิศวกรรมที่มีการบูรณาการสูง ซึ่งสะท้อนถึงความแม่นยำของการออกแบบแม่เหล็กไฟฟ้า และผสมผสานการประยุกต์ใช้วัสดุ เทคโนโลยีความร้อน และเทคโนโลยีการตรวจสอบอย่างครอบคลุม ทำให้เกิดรากฐานที่มั่นคงสำหรับการดำเนินงานระบบไฟฟ้าที่ปลอดภัยและประหยัด