Ein Umspannwerk enthält Transformatoren zum Ändern der Eingangs- und Ausgangsspannung, Leistungsschalter zum Schutz der Geräte vor Überspannungen, Schalter und Abschalter zur Steuerung des Stromflusses und Blitzableiter zum Schutz der Leitungen vor Stürmen. Umspannwerke können unbemannt sein oder eine Leitstelle enthalten, wenn das Umspannwerk einen besonders wichtigen Abschnitt des Stromnetzes überwacht. Umspannwerke verfügen auch über Zäune und Tore für die Sicherheit.
Wenn Strom durch eine Stromleitung fließt, geht ein Teil des Stroms aufgrund des Widerstands verloren. Um Übertragungsverluste zu minimieren, übertragen Energieversorger Strom mit extrem hoher Spannung über Hauptleitungen. Wenn es von diesen Hochspannungsleitungen direkt in ein Wohngebiet floss, wäre die Spannung viel zu hoch für den Gebrauch, es würde elektrische Leitungen durchbrennen und Geräte zerstören. Transformatoren werden verwendet, um die Spannung zu erhöhen und zu senken, und Umspannwerke enthalten die Primärtransformatoren, die ihre jeweiligen Abschnitte des Stromnetzes versorgen.
Ein einfacher Transformator besteht aus einem Donut-förmigen Eisenkern mit Kupferspulen, die um gegenüberliegende Seiten gewickelt sind. Wenn Strom durch einen Spulensatz fließt, induziert das erzeugte Magnetfeld einen Strom in den Spulen auf der gegenüberliegenden Seite, obwohl es keinen direkten Weg für den Strom gibt. Wenn die Seite, die an die Übertragungsleitungen angeschlossen ist, doppelt so viele Spulen hat wie die Seite, die an das Hausnetz angeschlossen ist, wird die Spannung um die Hälfte reduziert. Mithilfe einer Reihe von Transformatoren wandelt das Energieversorgungsunternehmen die Spannung von 110.000 Volt oder mehr in den Übertragungsleitungen auf 110 Volt um, die für Haushaltsgeräte benötigt werden.
