10 ELEKTRO 8-9/2013 Transformátor v proměnách času Úvod Elektrická zařízení, transformátory nevy-jímaje, patří k zařízením, která díky své ne-postradatelnosti pro lidskou společnost mu-sela zákonitě v minulosti procházet určitým vývojem. Hlavním důsledkem tohoto vývoje, který ani v současnosti nepolevuje, je např. zdokonalování konstrukce a parametrů elek-trických zařízení (transformátorů). Neopo-menutelným aspektem je ale také zvyšování spolehlivosti a prodlužování životnosti těchto zařízení, a to zejména z ekonomického hle-diska. Článek proto stručně popisuje vývoj v oblasti výkonových transformátorů, pro-měny (zlepšování) konstrukce a poukazuje na nejdůležitější milníky, které ovlivňují bu-doucnost těchto zařízení.1. Historie výkonových transformátorůVývoj transformátorů lze úzce spojit se situací po první světové válce, kdy nutnost obnovit společnost a modernizovat ji sou-visela s rozvojem elektrifikace. Ta s sebou nesla i poznání, že stejnosměrný proud již není pro mnohé oblasti, zejména pro přenos elektrické energie, dostačující. Lidstvo ne-mělo technické možnosti, jak vyrobit stej-nosměrný proud o velmi vysokém napětí tak, aby Jouleovy ztráty (Pj = RI2 (W)) při přenosu energie nebyly příliš velké. Tato skutečnost je paradoxní, protože v součas-né době se uvažuje o stavbě několika stej-nosměrných přenosových linek. To umožnil poslední vývoj v oblasti výkonových spína-cích součástek, tím i měničů schopných pře-nášet velké výkony.Přenos elektrické energie na větší vzdá-lenosti tak nepřicházel v úvahu. Situace ve venkovských oblastech nebyla na elektrifika-ci vůbec připravena (v podstatě se na venko-vě elektřina vůbec nepoužívala). Jiná situace byla v průmyslu. Jednotlivé podniky si elek-trickou energii pro vlastní potřebu vyráběly ve vlastní režii. Souviselo to i se skutečností, že používané spotřebiče byly menšího výko-nu a dálkové rozvody stejnosměrného proudu neexistovaly. A tak přišel na scénu střídavý proud, který – aby umožnil přenos vysokých výkonů na větší vzdálenosti, nutně s sebou nesl potřebu zařadit do přenosové soustavy také transformátory [20].Myšlenka použít transformátory v pra-xi ovšem sahá hluboko do minulosti. Je úzce spjata se jmény dvou velikánů v obo-ru elektrifikace – T. A. Edisona a N. Tesly, kteří v konkurenčním boji stáli na protěj-ších stranách. Edison byl tvrdým zastáncem použití pouze stejnosměrného proudu, za-tímco Tesla byl přesvědčen, že budoucnost je spojena jenom s plným využitím střída-vého proudu. To dokázal projektem vod-ní elektrárny na Niagarských vodopádech (1896), kdy s pomocí Teslových transfor-mátorů začala proudit elektřina do Buffala a o několik let později i do New Yorku [5], [20], [21].Prvotní konstrukce transformátorů v po-rovnání s jejich současným designem byla mnohem mohutnější a robustnější. To se pro-mítlo i do velikosti zařízení a jeho hmotnos-ti při docílení požadovaných parametrů, v té době za daných podmínek dosažitelných. doc. Ing. Pavel Trnka, Ph.D., Ing. Martin Širůček, FEL, ZČU v Plzni,Ing. Magdaléna Trnková, Ph.D., ETD Transformátory, a. s.Obr. 1. Transformátor 17,5 MV · A vyrobený v závodě Elektrotechnické továrny Škoda v roce 1924, převzato z [21]Obr. 3. Montáž českého transformátoru 138/6,3 kV, 12,5 MV · A, Gudu, Pákistán, 1969, převzato z [21]Obr. 2. Transformátor 15 MV · A, 33 kV/6,6 kV pro elektrárnu v Šanghaji (Čína), rok výroby 1929, výrobce Elektrotechnické továrny Škoda, převzato z [21]