46ELEKTRO 3/2012AMPER 2012 – 20. mezinárodní elektrotechnický veletrh témaSprávné a nesprávné metody chlazení transformátorů vnStále se objevují dotazy, především od pro-jektantů, jak zaručit bezpečný dlouhodobý provoz transformátorů. Jedním z hlavních vlivů na dlouhodobou spolehlivost a samo-zřejmě i životnost je chlazení.Transformátor je netočivý stroj a jako kaž-dý stroj má své ztráty, které se projevují jako ztráty tepelné čili teplo. Toto teplo je tře-ba odvádět, protože pro správné fungování a dlouhou životnost jsou v nor-mě ČSN EN 60076 ukotvena tři základní pravidla pro chlaze-ní, která je nutné dodržet. Prů-měrná roční teplota 20 °C, ma-ximální denní průměrná teplo-ta 30 °C a maximální špičková teplota 40 °C.Za těchto předpokladů by měl transformátor zvládnout dodávku své jmenovité hodno-ty výkonu bez zkrácení život-nosti. Platí, že „by měl“, proto-že v praxi je možné na vlastní oči vidět transformátory, pře-devším z jižních zemí jako Itá-lie, Španělsko, dimenzované na menší než jmenovitý (štítkový) výkon. Tuto hodnotu lze zjistit jen oteplovací zkouškou, která je naneštěstí za příplatek. Vý-robci to vědí a často na tuto sku-tečnost hřeší. Mnohdy jsou k vi-dění velmi levné transformátory poddimenzované o 10 až 20 % oproti hodnotě udané na štítku. Tyto transformátory se více pře-hřívají a jejich životnost končí pár let po záruce.Jestliže je transformátor umístěn venku, je vše v naprostém pořádku a zá-kazník se o zkrácení životnosti nemusí obávat. Příroda sama zaručí vyvážení horkých letních dní na požadovaný roční průměr 20 °C. Hor-ší situace nastává u transformátorů instalova-ných v kobkách nebo kioscích. Zde se teplo hromadí a je třeba je odvádět. A to dělá pro-jektantům problémy. Tepelné ztráty transfor-mátorů nejsou malé, mnohdy by stačily na vytopení nízkoztrátového rodinného domu.Chlazení lze rozdělit na dva základní typy1. Přirozené (samotížné)Přirozené chlazení (obr. 1) je pro transfor-mátory vhodnější. Zvláště pro transformátory suché, které pro správné fungování potřebují u podlahy nehybný „koláč“ studeného vzdu-chu, který cívky v dolní části nasávají, při-čemž ohřátý vzduch vystoupá vzhůru. Tak je zajištěno nejlepší chlazení.Pro správné větrání je nutné dodržet dva parametry: rozdíl výšky mezi nasávaným a odsávaným venkovním vzduchem a s tím související velikost chladicích otvorů. Kdysi se instalovaly tzv. anglické dvorky. Venkov-ní chladicí vzduch byl přiváděn pod transfor-mátor, a jestliže se nahoru nainstaloval komín a vznikl tzv. komínový efekt, bylo chlazení velmi kvalitní. Na určení správných rozměrů větracích mřížek je na webových stránkách http://www.elpro-energo.cz výpočtový pro-gram, proto se lze na firmu Elpro-Energo při těchto výpočtech s důvěrou obrátit.2. Nucené (s ventilátorem)V současnosti se lze ale v praxi většinou setkat s naprosto nedostatečným nuceným chlazením (obr. 2). Vlivem šetření jsou trans-formátory zavírány do těsných prostor. Stěny jsou vyzděny některým z velmi dobře tepel-něizolačních materiálů typu Ytong, a odvod přebytečného tepla stěnami je takřka vylou-čen. Ve dveřích se vytvoří chladicí žaluzie ve výšce alespoň 0,5 m kvůli výšce sněhu v zimním období a naproti nim se u stropu nainstaluje vysokoobrátkový ventilátor. Jak asi vypadá proudění vzduchu v takovéto kob-ce? Vzduch projde dveřními žaluziemi, leh-ce ovine transformátor a zamíří k výfukové-mu ventilátoru u stropu. V kobce jsou značné vzdušné víry, takže samotížné chlazení trans-formátoru je velmi ztíženo. Lokální přehří-vání cívek u suchých transformátorů vůbec nelze vyloučit. Chladný venkovní vzduch se pod cívky transformátoru skutečně nedosta-ne a o klidném koláči u země není možné vů-bec mluvit. Proto variantu odtahového venti-látoru, v současné době tak běžnou, naprosto nelze doporučit.Jsou k vidění i případy, kdy byl projek-tant výzkumníkem a snažil se proud vzduchu přivést přímo pod cívky potrubím a v rámci „zlepšení“ vhánět vzduch přímo do cívek. Na uvedený postup je lépe rychle zapomenout. Vypracovat návrh chlazení v režimu AF nebo ONAF je dosti složité a vzduch je nutné vhá-nět rovnoměrně nejen do cívek, ale i pod já-dro transformátoru. Jeden takový případ byl proměřován a výsledek byl opačný, než jaký projektant očekával.Ze zkušenosti lze doporučit použití tla-kového ventilátoru na místo tahového, s co největším průměrem, s použitou rourou, je-jíž hrdlo končí těsně nad úrovní země. Chlad-ný vzduch je pozvolna rozléván po zemi pod transformátorem. Odtahová mřížka by měla Jan Czernek, Elpro-energo, s. r. o.Obr. 1. Správně navržené chlazeníObr. 2. Příklad nevhodného chlazeníutěsněno3U, 3V, 3W2U, 2V, 2W1U, 1V,1W