به عنوان یک جزء حیاتی در سیستم های قدرت، ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن عملکردهایی مانند تبدیل ولتاژ، تبدیل جریان، و تبدیل امپدانس را انجام می دهند. اصل عملکرد آنها بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی است که به انتقال و تبدیل انرژی الکتریکی کارآمد از طریق یک سری فرآیندهای فیزیکی دست می یابد.
یک ترانسفورماتور غوطهور{0}}روغنی عمدتاً از یک هسته آهنی، سیمپیچها و روغن عایق تشکیل شده است. هسته آهنی معمولاً از ورق های فولادی سیلیکونی چند لایه با نفوذپذیری مغناطیسی بالا ساخته می شود. عملکرد آن ارائه یک مسیر{3}}گریز کم برای میدان مغناطیسی متناوب، کاهش پسماند و تلفات جریان گردابی است. سیمپیچها به سیمپیچهای ولتاژ بالا و ولتاژ پایین تقسیم میشوند، که هرکدام به دور هسته آهنی میپیچند و از سیمهای خوب عایقبندی شدهاند. روغن عایق نه تنها عایق را فراهم می کند، بلکه گرمای تولید شده در حین کار ترانسفورماتور را با انتقال آن به دیواره های مخزن نفت از طریق همرفت، دفع می کند.
هنگامی که جریان متناوب به سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور (سمت ولتاژ بالا یا پایین{1}) ترانسفورماتور وارد می شود، جریان متناوب در سیم یک میدان مغناطیسی متناوب در هسته آهنی ایجاد می کند. طبق قانون القای الکترومغناطیسی فارادی، این میدان مغناطیسی در حال تغییر، نیروی الکتروموتور را در سیم پیچ ثانویه مجاور القا می کند. به طور خاص، اگر تعداد چرخش در سیمپیچ اولیه N1، تعداد دور در سیمپیچ ثانویه N2، ولتاژ اولیه U1 و ولتاژ ثانویه U2 باشد، آنگاه رابطه تبدیل ولتاژ ترانسفورماتور معادله U1/U2}N1/U1 را برآورده میکند. هنگامی که N1 > N2، ترانسفورماتور یک ترانسفورماتور پله-پایین است. در غیر این صورت، ترانسفورماتور یک پله-بالا است. جریان با تعداد دورها نسبت معکوس دارد، یعنی I1/I2=N2/N1، تعادل تقریباً بین توان ورودی و خروجی را تضمین می کند (بدون توجه به تلفات).
روغن عایق نقش های متعددی در عملکرد ترانسفورماتور ایفا می کند. ابتدا شکاف های بین سیم پیچ ها و هسته را پر می کند و عایق الکتریکی را افزایش می دهد. دوم، روغن به دلیل ظرفیت گرمایی بالای خود، گرمای تولید شده توسط هسته و سیم پیچ ها را از طریق همرفت طبیعی یا گردش اجباری به سینک حرارتی منتقل می کند و دمای تجهیزات را در محدوده ایمن حفظ می کند. علاوه بر این، ساختار غوطهور شده در روغن بهطور مؤثری هوا را جدا میکند و روند پیری مواد عایق را کند میکند.
ترانسفورماتورهای غوطه ور شده در روغن، تبدیل ولتاژ انعطاف پذیری را از طریق القای الکترومغناطیسی به دست می آورند. کارایی و قابلیت اطمینان آنها به طراحی مدار مغناطیسی هسته، نسبت چرخش سیم پیچ و اتلاف حرارت و خواص عایق روغن عایق بستگی دارد. این اصل ترانسفورماتورها را به یک جزء اصلی ضروری شبکه های برق مدرن تبدیل می کند که از انتقال پایدار برق از تولید برق به مصرف پشتیبانی می کند.