Cele mai frecvente sunt transformatoarele cu ulei natural sau răcire cu aer (transformatoarele cu răcire cu aer a pieselor active se numesc transformatoare "uscate").
În transformatoarele cu răcire cu ulei natural, componentele active (înfășurări, miez magnetic), surse de căldură, sunt instalate într-un rezervor umplute cu ulei de transformator. Căldura generată în bobină și circuitul magnetic este transmisă prin suprafața exterioară la uleiul de răcire. Uleiul încălzit are o densitate mai mică decât uleiul rece, lângă pereții rezervorului. Există o circulație convectivă a uleiului în rezervor. În apropierea părților încălzite se mișcă, încălzind treptat; lângă pereții rezervorului, răcirea treptată și furnizarea căldurii stocate prin pereții rezervorului către aerul înconjurător - în jos (Figura 1).
In starea de echilibru în fiecare secțiune orizontală este stabilită o astfel de distribuție a temperaturii (fig. 2), la care temperatura în exces magnetic și înfășurării de ulei, pe de o parte, iar temperatura uleiului în exces a aerului ambiant, pe de altă parte, sunt suficiente pentru a se asigura că toate căldura generată în părțile active transferate prin convecție și uleiul din ulei la pereții rezervorului, și apoi de pe suprafața exterioară a peretelui rezervorului prin convecție și radiație termică a aerului înconjurător.
Fig. 1. Schimbarea temperaturii în înălțimea transformatorului:
1 - temperatura uleiului; 2 - temperatura pereților rezervorului; 3 - temperatura lichidului; 4 - temperatura miezului magnetic
După cum se vede din figură, în interiorul miezului magnetic și înfășurările peretelui rezervorului datorită conductivității termice ridicate de metale din care sunt realizate, temperatura variază în mod semnificativ. fluctuații semnificativ mai mari de temperatură sunt observate în înfășurarea izolației și căldura transmisiei din circuitul magnetic și suprafața exterioară a izolației înfășurării la ulei și din ulei la pereții rezervorului. Este deosebit de mare diferența de temperatură dintre suprafața exterioară a peretelui rezervorului și aerul din jur.
Pe măsură ce crește puterea transformatorului, apar dificultăți în îndepărtarea căldurii de pe suprafața exterioară a rezervorului. Acest lucru se datorează faptului că pierderile din transformator per unitate de suprafață cresc proporțional cu prima putere a dimensiunii liniare.
Pentru a menține creșterea temperaturii la niveluri acceptabile de suprafață crescută artificial prin aranjarea canalelor în circuitul magnetic și înfășurări, și localizarea răcitoare sau radiatoare (fig. 3), pe pereții laterali ai rezervorului de răcire. Circulația uleiului prin radiatoarele din transformatoare cu răcire naturală are loc datorită convecției.
Fig. 2. Distribuția temperaturii în secțiunea orizontală a unui transformator de ulei cu răcire naturală
Fig. 3. Radiatorul de răcire
Fig. 4. Ventilatoare care suflă radiatorul
Într-un transformator uscat cu răcire naturală a aerului, părțile active sunt spălate cu aer ambiant. Aerul elimină căldura din transformator din cauza convecției; o parte din căldură este îndepărtată prin radiații termice.
În transformatoare mari, se folosește răcirea uleiului cu suflare și circulația uleiului natural. În astfel de transformatoare, radiatoarele de răcire sunt suflate de ventilatoare cu o unitate individuală (Figura 4). O îmbunătățire suplimentară a răcirii se realizează prin aplicarea circulației forțate a uleiului în transformator, care se realizează prin pompe speciale cu acționare electrică. Sistemul de răcire, care combină suflarea cu circulația forțată a uleiului, se numește suflare cu ulei și circulația forțată a uleiului. Chiar și o intensificare mai mare a radiatorului este obținută în sistemele de răcire cu ulei și apă cu circulație naturală sau forțată a uleiului. Cu circulația naturală a uleiului, schimbătoarele de căldură cu apă-apă sunt situate pe pereții rezervorului; atunci când este forțat - instalat separat. Sistemele de răcire cu apă-apă necesită multă apă curenta și sunt utilizate în centralele hidroelectrice unde este disponibilă.