Тяговые трансформаторы предназначены для преобразования электрической энергии в системах электрической тяги и применяются на электрифицированных железных дорогах, метрополитенах и городском электротранспорте. Их основная функция заключается в согласовании параметров питающей сети с требованиями тяговых электроприводов при работе в условиях резко переменных нагрузок и частых переходных режимов.

Номинальные параметры тяговых трансформаторов определяются типом системы электроснабжения и подвижного состава. В сетях переменного тока они, как правило, работают с первичными напряжениями 15–25 кВ при частоте 16,7 или 50 Гц, а вторичные напряжения формируются для питания тяговых преобразователей и вспомогательных цепей. Номинальные мощности выбираются с учётом кратковременных перегрузок, характерных для режимов разгона и торможения.

Конструктивные особенности тяговых трансформаторов обусловлены необходимостью работы при высоких токах и значительных механических и вибрационных нагрузках. Обмотки и магнитопровод проектируются с повышенной механической прочностью и устойчивостью к динамическим воздействиям. В трансформаторах, устанавливаемых на подвижном составе, особое внимание уделяется компактности, снижению массы и устойчивости к вибрациям.

Электрические режимы работы тяговых трансформаторов существенно отличаются от стационарных. Для них характерны частые перегрузки, несимметричные режимы и искажения формы тока, вызванные работой силовых преобразователей. Это требует увеличенного запаса по тепловой стойкости и специальных решений по снижению дополнительных потерь и нагрева.

Системы охлаждения тяговых трансформаторов подбираются с учётом ограниченного пространства и условий эксплуатации. В стационарных тяговых подстанциях применяются масляные трансформаторы с развитой системой охлаждения, тогда как на подвижном составе широко используются принудительные системы охлаждения с воздушным или жидкостным теплоотводом.

Эксплуатационные требования к тяговым трансформаторам включают высокую надёжность при интенсивных режимах работы, устойчивость к климатическим воздействиям и минимальные требования к обслуживанию. Системы защиты и диагностики ориентированы на предотвращение перегрева, повреждений изоляции и отказов в условиях непрерывной динамической нагрузки.

Тяговые трансформаторы являются ключевым элементом систем электрической тяги. Их конструкция и эксплуатационные характеристики адаптированы к тяжёлым режимам работы, что обеспечивает надёжное и устойчивое электроснабжение транспортных систем.