laz73
Üye
- Katılım
- 28 Eyl 2006
- Mesajlar
- 94
- Puanları
- 1
- Yaş
- 40
ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ
Alternatif akımda yüksek gerilim ve büyük akımların ölçü aletleri ile ölçülebilmesi çok zor ve tehlikelidir. Çünkü ölçü aletinin yüksek gerilimden yalıtılması ve alet bobinlerinin yüksek akımlara dayanacak kesitlerde yapılması belirli değerlerden sonra mümkün olamaz.Bu nedenle yüksek gerilim ve büyük akımların ölçülmesi için ölçü transformatörleri kullanılır. Ölçü transformatörleri yardımı ile yüksek gerilimler ve büyük akımlar, transformatörün ikinci devresinde, ölçül aletlerinin ölçebileceği değerlere indirilir. Ölçü transformatörleri, ölçmelerin güvenlik içinde kolay ve doğru bir şekilde yapılmasını sağladığı gibi, çalışanları da yüksek gerilimlerden korur.
TANIMI :
Ölçü transformatörleri büyük akım veya yüksek gerilimi belli bir oran dahilinde düşüren; ölçü aletlerini ve röleleri besleyen cihazlardır.
AMACI :
Ölçü transformatörlerinin kullanma amaçlan şunlardır :
a. Ölçü aletlerinin ölçme hudutlarının büyütülmesi sağlanır.
b. Ölçü aletleri ve koruma rölelerini primer gerilimden izole ederek güvenli çalışmaya imkan sağlarlar.
c. Ölçü transformatörleri ile değişik primer değerlere karşılık, standart sekonder değerler elde edilir.
d. Koruma rölelerinin, ölçü aletlerinin ve sayaçların akım ve gerilim devrelerinde çeşitli bağlantıların yapılması sağlanır.
e. Ölçü aletlerinin ve koruma rölelerinin küçük boyutlu vehassas olarak imal edilmesini sağlar.
HATA SINIFI :
Ölçü transformatörlerinin hata sınıfları her ülkenin standartlarında verilmekle birlikte genellikle 0,1 -0,2-0,5- l -3 - 5 şeklindedir.
• 0,1 ve 0,2 sınıflı ölçü transformatörleri : Labaratuarlarda
• 0,5 sınıflı ölçü transformatörleri: Hassas ölçmelerde,
• 1.sınıflı ölçü transformatörleri : Endüstriyel ölçmelerde,
• 3 ve 5 sınıflı ölçü transformatörleri: Fazla hassasiyet gerektirmeyen ölçmelerde kullanılır.
Ölçü transformatörleri genel olarak akım ve gerilim ölçmelerinde kullanılır. Buna göre iki ayrı özellikte ölçü transformatörü yapılmıştır.
Bunlar :
1- Akım transformatörleri
2- Gerilim transformatörleri
6.3.1- Akım ölçü transformatörleri:
Primer akımını belirli bir oranda düşüren ve primer akımı ile sekonder akımı arasındaki faz farkı yaklaşık sıfır derece olan bir ölçü transformatörüdür.
Akım ölçü transformatörünü oluşturan bölümler şunlardır:
Primer sargı: Devreye seri olarak bağlanır. Az sipirli ve kalın kesitli olarak sarılır.
Sekonder sargı: Sipir sayısı çok ve ince kesitli tellerden sarılır. Ölçü aletleri sekonder sargıya seri olarak bağlanır.
Manyetik Nüve: 0,30-0,50 mm kalınlığında silisli saçların preslenerek paketlenmesi ile meydana getirilir.
İzolasyon malzemesi: Kuru tiplerde sentetik (epoksi) reçine ile izole edilir. Yağla izole edilen tipleri de vardır. Yağlı tiplerde birde izolatör bulunur.
Akım trafolarından geçen akım Ǿ manyetik akısını meydana getirir. Ǿ akısı saç nüve üzerinden devresini tamamlar. Sekonder sargı bu değişken Ǿ akısının etkisinde kaldığı için uçlarında bir gerilim indüklenir. İndüklenen bu gerilim sekonder devreden bir akım geçmesine sebep olur.
Şekil 5.26: akım trafosu prensip şekli
Akım trafolarının sekonder sargısının bir ucu gövde üzerinden topraklanır. Primer sargı ile sekonder sargı arasında meydana gelebilecek bir kısa devrede primer devre gerilimi topraklanan sekonder sargısı ucundan devresini tamamlar. Eğer sekonder sargısı topraklanmamış olsaydı kısa devre .arızası ile primerin yüksek gerilimi sekondere bağlı olan koruma ve ölçü cihazlarının zarar görmesine sebep olurdu.
Akım ölçü trafolarının sekonder sargısının uçları primerden akım geçerken herhangi bir sebeple açık bırakılmamalıdır. Eğer açık kalırsa sekonder sargıda oluşacak olan primer sargının manyetik akısının azaltıcı yöndeki manyetik akı ortadan kalkar. Dolayısıyla primer sargıdan geçen akıma bağlı olarak primerin manyetik akısı artar. Sekonder sargının uçlarında aşırı gerilim oluşur. Bu sebeple açık kalabilecek akım trafolarının sekonder uçları kısa devre edilir.
Sekonder sargının uçlarının açık kalması durumunda aşağıdaki hususlar meydana gelebilir:
• Akım ölçü trafosunun nüvesi ve sargılan ısınır.
• Sekonder sargının uçlarında fazla bir gerilim indüklenir, ölçü cihazları ve personel zarar görür.
Transformatör hasara uğrar.
Yukarıda açıklanan olumsuzlukların meydana gelmemesi için akım ölçü trafolarının sekonder sargısı uçları kesinlikle açık bırakılmaz, kısa devre edilir ve bu uçlara sigorta bağlanmaz.
Şekil 5.27: Akım trafosunun sekonderinin topraklanması
Akım Transformatörlerinin Sınıflandırılması:
a) Kullanma Amaçlarına Göre Akım Transformatörleri:
1- Ölçü akım transformatörleri
2- Koruma akım transformatörleri
b) Dönüştürme Oranlarına Göre:
1- Bir dönüştürme oranlı akım transformatörleri
2- Çok dönüştürme oranlı akım transformatörleri
c) Soğutma şekline göre:
1- Yağlı akım transformatörleri
2- Yağsız (havalı ve kuru) akım transformatörleri
d) Yapılışlarına göre
1- Sargılı tip akım transformatörleri
2- Bara tipi (çubuklu veya kamalı) akım transformatörleri
e) Kullanıldıkları yerlere göre:
1- İç tip (bina içi) akım transformatörleri
2- Dış tip (bina dışı) akım transformatörleri
AKIM TRANSFORMATÖRLERİNİN SEMBOLLERLE GÖSTERİLİŞİ
Akım transformatörleri çeşitli ülkelerde, tek hat ve prensip şemaları değişik şekillerde gösterilir. Aşağıdaki tablo-1 de Akım transformatörlerinin bazı ülke standartlarında sembollerle gösterilişleri görülmektedir
TABO:1
AKIM TRANSFORMATÖRLERİ ETİKET DEĞERLERİ
Tablo 2
Akım transformatörü üzerinde bir etiket bulunur. Bu etiket akım transformatörünün teknik özelliklerini belirtir. Tablo2 de verilen etiket değerlerini inceliydim.
YALITIM SEVİYESİ ( KULLANMA GERİLİMİ ) : Akım transformatörü, nominal çalışma gerilimine ve sistemdeki gerilim yükselmelerine karşı dayanabilecek koşullarda yalıtılmalıdır.
PRİMER ANMA AKIMI :
Akım transformatörleri, sürekli çalışmada primer anma akımını taşıyabilmelidir. Akım transformatörleri primer anma akımının 1,2 katına sürekli olarak dayanabilmelidir. Primer anma akımı, transformatörün imalatında esas olarak alınan ve nominal çalışma şartlarını belirten akım değeridir
Akım transformatörlerinin primer anma akımları ; 10 -12,5 - 15 - 20 - 25 - 30 - 40 - 50 - 60 - 75 - 100 sayılarının 5 veya 10 katıdır.
Aynı zamanda primer anma akım değerleri için imalatçı firma kataloglarından faydalanılır
SEKONDER ANMA AKIMI :
Akım transformatörlerinin imalinde esas olarak alınan ve trafonun nominal çalışma şartlarını belirten sekonder akım değeridir.Akım Transformatörlerinin sekonder akım değerleri ;l - 2 - 5 - ve 10 A olarak yapılırlar.
Akım transformatörlerinin sekonderine bağlanması istenilen ölçü aletlerinin ( Ampermetre, Vatmetre akım bobini, sayaç akım bobini vb ) değerleride akım transformatörünün sekonder akım değerlerine göre imal edilir. Orta gerilim sistemlerinde kullanılan sekonder akım değeri genelde 5 A dir. Bir amper akım değeride 154 ve 380 kV sistemlerde kullanılır.
ORANLAR
ns = Sarım Oranı
Nı = Primer spir sayısı
N2 = Sekonder spir sayısı
n ı = Akım Oranı ( Dönüştürme Oranı)
I 1 = Primer Anma Akımı
I 2 = Sekonder Anma Akımı
İdeal bir akım transformatörlerinin akım oranı sargı oranına eşittir.
HATA SINIFI
Akım Transformatörlerinin % 50 - % 120 primer akım değerlerinde ve % 25 - % 100 sekonder yüklerde yapacağı hatayı bildirir.
Transformatörün etiketinde Cl , SN, 5P ve 10 P şeklinde yazılmıştır.
Etiketinde 5P ve 10 P yazan akım transformatörleri koruma amaçlı kullanılır.
Tablo 4' te hata sınırları verilmiştir.
Tablo 4' te
Bu eşitlikte
nı = Akım Oranı
I 1 = Primer Anma Akımı
I 2 = Sekonder Anma Akımı
Primer akım mıknatıslama ve demir kayıpları akımlarını beslediğinden primer akımın sekonder akıma oranı tam olarak dönüştürme oranına eşit değildir. İşte aradaki bu fark oran hatası olarak belirtilir.
DOYMA KATSAYISI
Akım transformatörlerinin primerindeki akım arttıkça, sekonderindeki akım değeride aynı oranda artar. Ancak arıza akımlarıda aynı oranda sekondere yansıyacak olursa sekonderden büyük bir akım geçecektir. Bu durumda sekonderdeki ölçü aletleri ve röleler zarar görecektir. Bunu önlemek için sekonder akımın belli bir değerde sınırlanması gerekir.
Genelde ölçme devrelerinde kullanılacak akım transformatörleri sekonder akımın maksimum 5 katında nüvesi doyuma ulaşacak şekilde imal edilirler. Bu akım trafosunun etiketinde n ≤ 5 veya Fs 5 ( Emniyet Katsayısı ) olarak ifade edilir.
Koruma devrelerinde kullanılacak akım transformatörlerinin nüvesi ise sekonder anma akımının 10 katından sonra doyuma ulaşacak şekilde seçilmiştir. Trafonun etiketinde n >10 veya ALF ( Doğruluk Sınır Katsayısı) olarak ifade edilir.
Avrupa IEC standartlarında koruma nüveleri için 5P10 , 10P10 ve 10P20 olarak verilmiştir.
TERMİK ANMA AKIMI
Akım transformatörü, sisteme seri olarak bağlandığından, sistemde meydana gelecek kısa devre akımlarının etkilerine dayanabilmelidir. Bu etkiler termik ve dinamik etkilerdir. Akım transformatörünün termik bakımdan dayanabileceği akım değeri etiketinde termik anma akımı ( I th ) , dinamik bakımdan dayanabileceği akım değeri dinamik anma akımı ( Idyn ) olarak verilir. Termik ve dinamik anma akımlarının standartlarda tanımı şöyle yapılmıştır.
Termik Anma Akımı: Bir akını transformatörünün sekon-deri kısa devre durumunda iken, bir saniye süre ile yalıtımın bozulacağı sıcaklığa ulaşmadan dayanabileceği primer akımın etkin değeridir.
Termik anma akımı primer anma akımının 40 - 100 katıdır.
Dinamik Anma Akımı : Bir akım transformatörünün primer şebekedeki kısa devre esnasında, ilk periyotta geçecek darbe akımının yol açacağı mekanik kuvvetler açısından transformatörün dayanabileceği primer akımın maksimum ( tepe ) değeridir.
Dinamik anma akımı termik anma akımının 2,5 katıdır.
Yalıtım seviyesi bu standartın dışındaysa imalatçı firma etikette mutlaka dinamik anma akım değerini verir.
FREKANS
Akım transformatörünün imalatında esas alınan frekans değeridir. Bu değer Türkiyede 50 Hz dir.
İZOLASYON TİPİ
Akım transformatörlerinde izolasyon yağ ve imalatçı firmaların epoksi reçine adını verdikleri malzeme ile sağlanır. Kuru üp ( K ) ve yağlı tip ( Y ) olarak belirtilir.
GÜCÜ
Akım transformatörünün hata sınıfının normal sınırlarını aşmadan sekonderine bağlanabilecek empedanstır. Yani yüktür. Akım transformatörü etiketinde yük empedans veya görünür güç ( VA ) cinsinden verilebilir. Akım transformatörünün sekonderine bağlanan ölçü aletlerinin toplam güç kaybı, transformatörün etiketinde yazılı olan değeri geçmemelidir. Aynı zamanda bağlantı iletkenlerinde meydana gelecek güç kayıplarıda ( I2. R ) dikkate alınmalıdır. Tablo 5 te bazı ölçü aletleri, röle ve iletkenlerin ( VA ) olarak güç kayıpları verilmiştir.
ÖLÇÜ ALETLERİ GÜCÜ ( VA )
Ampermetre 1 VA
Aşırı Akım rölesi 2,5 VA
Kosinüsfîmetre akün bobini 2 VA
Üç faz üç telli sayaç ( ARON ) akım bobini 1 - 1,4 VA
Üç faz dört telli sayaç akım bobini 0,8 VA
Dijital Ampermetre 0,4 VA
2,5 mm2 çiftli bakır kablo (lOm)
4 mm2 çiftli bakır kablo (lOm) 3,6
2,2
Tablo 5
AKIM TRANSFORMATÖRLERİNDE POLARİTE
Akım transformatörlerinin sekonderine bağlanan bazı ölçü aletleri ( aktif sayaç, kilovatmetre vb ) ve röleler için akım yönü önemli bir faktördür. Akım transformatörünün giriş çıkış uçları bilinmeden bu ölçü aletleri ve röleler bağlanamaz. Bu uçların mutlaka doğru tesbit edilmesi gerekir.
Akım transformatörünün primer giriş ucunun sekonder karşılığına polarite uçlar ; bu uçların bulunması işlemine de polarite tayini denir.
Akım ölçü trafosu sipariş edilirken aşağıda belirlenen özelliklere dikkat edilmelidir:
• Kullanma amacı (ölçme veya koruma amacı belirlenmeli)
• Kullanma yeri( Bina içerisinde mi yoksa açık sahada mı tesis edileceği)
• Yalıtım şekli (yağlı tipte mi yoksa kuru tipte mi olduğu)
• Primer anma akımı
• Kullanma gerilimi (primer)
• Sekonder anma akımı
• Anma gücü
• Hata sınıfı (ölçme veya koruma amacına göre)
• Termik anma akımı
6.3.2-Gerilim ölçü transformatörleri:
Yüksek gerilimi istenen oranda düşüren ve primerle sekonder gerilimleri arasındaki faz farkı yaklaşık olarak sıfır derece olan bir trafodur. genel olarak 600 volttan daha büyük gerilimlerin doğrudan doğruya ölçü aletleri ile ölçülmesi tehlikeli olur. Çünkü aletlerin yüksek gerilimden yalıtılması çok zordur. Bu nedenle yüksek gerilimlerin ölçülmesinde gerilim transformatörleri kullanılır.
Gerilim transformatörlerinin yapılışı, normal iki sargılı gerilim düşürücü transformatörlere benzer. Primer, ölçülmesi istenen yüksek gerilim şebekesine bağlanır. Bu nedenle primerin iyi şekilde yalıtılması gerekmektedir. Sekonder ise ölçü aletine (voltmetre veya çeşitli röleler) bağlanır. Sekonder gerilimi çoğu zaman 100 veya 110 volttur. Sekonderden beslenen alet ve cihazların çok olması veya uzakta bulunması gibi durumlarda sekonder gerilimi 200 volt olabilir. Bunun dışında sekonder için 120 V ; 150 V gibi gerilimlere de rastlanabilir. Primer gerilimleri ise şebekenin anma gerilimlerine uygun yapılır (üç fazlı yıldız bağlı şebekelerde primer sargı gerilimi Şebeke gerilimi ’e bölünerek bulunan değerdir.)
Ölçü transformatörlerinin sekonderine, gerektiğinde birkaç ölçü aleti de bağlanabilir. Ancak bunların güçleri toplamı, transformatörün anma gücünden büyük olamaz. Gerilim transformatörlerinin anma güçleri 10 - 15 - 25 - 30 - 50 - 75 - 100 - 150 - 200 - 300 - 400 ve 500 VA dir. Duyarlık sınıfları ise akım transformatörleri gibi 0,1 - 0,2 - 0,5 - 1 - 3 ve 5 dir
YAPISI
a-Primer sargı: Devreye paralel olarak bağlanır. İnce kesitli ve çok sipirli iletkenlerden sarılır.
b-Sekonder sargı: Primere göre kalın kesitli ve az sipirli iletkenlerden sarılır. Ölçü aletleri de sekondere paralel bağlanır.
c-Manyetik nüve: 0,50 mm kalınlığındaki silisli saçların preslenerek paketlenmesiyle meydana gelir.
d-Kullanılan izolasyon malzemesi: Kuru tiplerde sentetik (Epoksi) reçine ile izole edilir. Yağla izole edilen tipleri de vardır.
Şekil 5.28: Gerilim trafosu prensip şekli
ÇALIŞMA PRENSİBİ
Primer sargıya tatbik edilen AÇ gerilim nüvede değişken 0 manyetik akışım oluşturur. Bu akı nüve üzerinden devresini tamamlar. Sekonder sargı bu akının etkisinde kalır. Değişken bir manyetik akının etkisi altında kalan sekonder sargıda bir gerilim indüklenir.
GERİLİM TRANSFORMATÖRLERİN KORUNMASI
Gerilim transformatöründe primer devre ile sekonder devre arasında bir kısa devre meydana geldiğinde; primer devre.gerilimi sekondere tatbik edilmiş olur. Bu durumdan sekonder devredeki ölçü aletleride hasar görür. Aynı zamanda sekonder devreye yakın kişilerde bu durumdan zarar görebilir. Bunu önlemek için gerilim transformatörünün sekonder polarite olmayan ucu mutlaka topraklanmalıdır.
Gerilim transformatörünün sekonder devresinde bir kısa devre meydana gelirse sekonderdeki ölçü aletleri çalışmaz. Kısa devre akımı sekonder sargıdan devresini tamamlar. Sekonder sargı ısınır, izalasyonu bozulur ve transformatör hasar görür. Transformatörün hasar görmesini önlemek için sekonder devredeki polarite uca mutlaka sigorta konur.
Uygulamada özel sektörün sayaç devresini besleyen gerilim transformatörünün sekonder devresine sigorta konmasına müsade edilmez.
FAZ TOPRAK GERİLİM TRANSFORMATÖRÜ
Bu tip gerilim transformatörleri faz- toprak arasına bağlanır. Bir buşingi vardır. Üç fazlı sistemde ölçme yapmak için üç adet kullanılır. Faz - Faz ve faz - toprak gerilimlerini ölçebiliriz. Genelde 154 ve 380 kV sistemlerde kullanılır.
Gerilim ölçü trafosu iki tipte yapılır:
DEVAMI İÇİN:
https://www.kontrolkalemi.com/forum/attachments/oel_ue_transformatoerler_-rar.32670/
*Eğitim notlarından derlenmiştir*
Alternatif akımda yüksek gerilim ve büyük akımların ölçü aletleri ile ölçülebilmesi çok zor ve tehlikelidir. Çünkü ölçü aletinin yüksek gerilimden yalıtılması ve alet bobinlerinin yüksek akımlara dayanacak kesitlerde yapılması belirli değerlerden sonra mümkün olamaz.Bu nedenle yüksek gerilim ve büyük akımların ölçülmesi için ölçü transformatörleri kullanılır. Ölçü transformatörleri yardımı ile yüksek gerilimler ve büyük akımlar, transformatörün ikinci devresinde, ölçül aletlerinin ölçebileceği değerlere indirilir. Ölçü transformatörleri, ölçmelerin güvenlik içinde kolay ve doğru bir şekilde yapılmasını sağladığı gibi, çalışanları da yüksek gerilimlerden korur.
TANIMI :
Ölçü transformatörleri büyük akım veya yüksek gerilimi belli bir oran dahilinde düşüren; ölçü aletlerini ve röleleri besleyen cihazlardır.
AMACI :
Ölçü transformatörlerinin kullanma amaçlan şunlardır :
a. Ölçü aletlerinin ölçme hudutlarının büyütülmesi sağlanır.
b. Ölçü aletleri ve koruma rölelerini primer gerilimden izole ederek güvenli çalışmaya imkan sağlarlar.
c. Ölçü transformatörleri ile değişik primer değerlere karşılık, standart sekonder değerler elde edilir.
d. Koruma rölelerinin, ölçü aletlerinin ve sayaçların akım ve gerilim devrelerinde çeşitli bağlantıların yapılması sağlanır.
e. Ölçü aletlerinin ve koruma rölelerinin küçük boyutlu vehassas olarak imal edilmesini sağlar.
HATA SINIFI :
Ölçü transformatörlerinin hata sınıfları her ülkenin standartlarında verilmekle birlikte genellikle 0,1 -0,2-0,5- l -3 - 5 şeklindedir.
• 0,1 ve 0,2 sınıflı ölçü transformatörleri : Labaratuarlarda
• 0,5 sınıflı ölçü transformatörleri: Hassas ölçmelerde,
• 1.sınıflı ölçü transformatörleri : Endüstriyel ölçmelerde,
• 3 ve 5 sınıflı ölçü transformatörleri: Fazla hassasiyet gerektirmeyen ölçmelerde kullanılır.
Ölçü transformatörleri genel olarak akım ve gerilim ölçmelerinde kullanılır. Buna göre iki ayrı özellikte ölçü transformatörü yapılmıştır.
Bunlar :
1- Akım transformatörleri
2- Gerilim transformatörleri
6.3.1- Akım ölçü transformatörleri:
Primer akımını belirli bir oranda düşüren ve primer akımı ile sekonder akımı arasındaki faz farkı yaklaşık sıfır derece olan bir ölçü transformatörüdür.
Akım ölçü transformatörünü oluşturan bölümler şunlardır:
Primer sargı: Devreye seri olarak bağlanır. Az sipirli ve kalın kesitli olarak sarılır.
Sekonder sargı: Sipir sayısı çok ve ince kesitli tellerden sarılır. Ölçü aletleri sekonder sargıya seri olarak bağlanır.
Manyetik Nüve: 0,30-0,50 mm kalınlığında silisli saçların preslenerek paketlenmesi ile meydana getirilir.
İzolasyon malzemesi: Kuru tiplerde sentetik (epoksi) reçine ile izole edilir. Yağla izole edilen tipleri de vardır. Yağlı tiplerde birde izolatör bulunur.
Akım trafolarından geçen akım Ǿ manyetik akısını meydana getirir. Ǿ akısı saç nüve üzerinden devresini tamamlar. Sekonder sargı bu değişken Ǿ akısının etkisinde kaldığı için uçlarında bir gerilim indüklenir. İndüklenen bu gerilim sekonder devreden bir akım geçmesine sebep olur.
Şekil 5.26: akım trafosu prensip şekli
Akım trafolarının sekonder sargısının bir ucu gövde üzerinden topraklanır. Primer sargı ile sekonder sargı arasında meydana gelebilecek bir kısa devrede primer devre gerilimi topraklanan sekonder sargısı ucundan devresini tamamlar. Eğer sekonder sargısı topraklanmamış olsaydı kısa devre .arızası ile primerin yüksek gerilimi sekondere bağlı olan koruma ve ölçü cihazlarının zarar görmesine sebep olurdu.
Akım ölçü trafolarının sekonder sargısının uçları primerden akım geçerken herhangi bir sebeple açık bırakılmamalıdır. Eğer açık kalırsa sekonder sargıda oluşacak olan primer sargının manyetik akısının azaltıcı yöndeki manyetik akı ortadan kalkar. Dolayısıyla primer sargıdan geçen akıma bağlı olarak primerin manyetik akısı artar. Sekonder sargının uçlarında aşırı gerilim oluşur. Bu sebeple açık kalabilecek akım trafolarının sekonder uçları kısa devre edilir.
Sekonder sargının uçlarının açık kalması durumunda aşağıdaki hususlar meydana gelebilir:
• Akım ölçü trafosunun nüvesi ve sargılan ısınır.
• Sekonder sargının uçlarında fazla bir gerilim indüklenir, ölçü cihazları ve personel zarar görür.
Transformatör hasara uğrar.
Yukarıda açıklanan olumsuzlukların meydana gelmemesi için akım ölçü trafolarının sekonder sargısı uçları kesinlikle açık bırakılmaz, kısa devre edilir ve bu uçlara sigorta bağlanmaz.
Şekil 5.27: Akım trafosunun sekonderinin topraklanması
Akım Transformatörlerinin Sınıflandırılması:
a) Kullanma Amaçlarına Göre Akım Transformatörleri:
1- Ölçü akım transformatörleri
2- Koruma akım transformatörleri
b) Dönüştürme Oranlarına Göre:
1- Bir dönüştürme oranlı akım transformatörleri
2- Çok dönüştürme oranlı akım transformatörleri
c) Soğutma şekline göre:
1- Yağlı akım transformatörleri
2- Yağsız (havalı ve kuru) akım transformatörleri
d) Yapılışlarına göre
1- Sargılı tip akım transformatörleri
2- Bara tipi (çubuklu veya kamalı) akım transformatörleri
e) Kullanıldıkları yerlere göre:
1- İç tip (bina içi) akım transformatörleri
2- Dış tip (bina dışı) akım transformatörleri
AKIM TRANSFORMATÖRLERİNİN SEMBOLLERLE GÖSTERİLİŞİ
Akım transformatörleri çeşitli ülkelerde, tek hat ve prensip şemaları değişik şekillerde gösterilir. Aşağıdaki tablo-1 de Akım transformatörlerinin bazı ülke standartlarında sembollerle gösterilişleri görülmektedir
TABO:1
AKIM TRANSFORMATÖRLERİ ETİKET DEĞERLERİ
Tablo 2
Akım transformatörü üzerinde bir etiket bulunur. Bu etiket akım transformatörünün teknik özelliklerini belirtir. Tablo2 de verilen etiket değerlerini inceliydim.
YALITIM SEVİYESİ ( KULLANMA GERİLİMİ ) : Akım transformatörü, nominal çalışma gerilimine ve sistemdeki gerilim yükselmelerine karşı dayanabilecek koşullarda yalıtılmalıdır.
PRİMER ANMA AKIMI :
Akım transformatörleri, sürekli çalışmada primer anma akımını taşıyabilmelidir. Akım transformatörleri primer anma akımının 1,2 katına sürekli olarak dayanabilmelidir. Primer anma akımı, transformatörün imalatında esas olarak alınan ve nominal çalışma şartlarını belirten akım değeridir
Akım transformatörlerinin primer anma akımları ; 10 -12,5 - 15 - 20 - 25 - 30 - 40 - 50 - 60 - 75 - 100 sayılarının 5 veya 10 katıdır.
Aynı zamanda primer anma akım değerleri için imalatçı firma kataloglarından faydalanılır
SEKONDER ANMA AKIMI :
Akım transformatörlerinin imalinde esas olarak alınan ve trafonun nominal çalışma şartlarını belirten sekonder akım değeridir.Akım Transformatörlerinin sekonder akım değerleri ;l - 2 - 5 - ve 10 A olarak yapılırlar.
Akım transformatörlerinin sekonderine bağlanması istenilen ölçü aletlerinin ( Ampermetre, Vatmetre akım bobini, sayaç akım bobini vb ) değerleride akım transformatörünün sekonder akım değerlerine göre imal edilir. Orta gerilim sistemlerinde kullanılan sekonder akım değeri genelde 5 A dir. Bir amper akım değeride 154 ve 380 kV sistemlerde kullanılır.
ORANLAR
ns = Sarım Oranı
Nı = Primer spir sayısı
N2 = Sekonder spir sayısı
n ı = Akım Oranı ( Dönüştürme Oranı)
I 1 = Primer Anma Akımı
I 2 = Sekonder Anma Akımı
İdeal bir akım transformatörlerinin akım oranı sargı oranına eşittir.
HATA SINIFI
Akım Transformatörlerinin % 50 - % 120 primer akım değerlerinde ve % 25 - % 100 sekonder yüklerde yapacağı hatayı bildirir.
Transformatörün etiketinde Cl , SN, 5P ve 10 P şeklinde yazılmıştır.
Etiketinde 5P ve 10 P yazan akım transformatörleri koruma amaçlı kullanılır.
Tablo 4' te hata sınırları verilmiştir.
Tablo 4' te
Bu eşitlikte
nı = Akım Oranı
I 1 = Primer Anma Akımı
I 2 = Sekonder Anma Akımı
Primer akım mıknatıslama ve demir kayıpları akımlarını beslediğinden primer akımın sekonder akıma oranı tam olarak dönüştürme oranına eşit değildir. İşte aradaki bu fark oran hatası olarak belirtilir.
DOYMA KATSAYISI
Akım transformatörlerinin primerindeki akım arttıkça, sekonderindeki akım değeride aynı oranda artar. Ancak arıza akımlarıda aynı oranda sekondere yansıyacak olursa sekonderden büyük bir akım geçecektir. Bu durumda sekonderdeki ölçü aletleri ve röleler zarar görecektir. Bunu önlemek için sekonder akımın belli bir değerde sınırlanması gerekir.
Genelde ölçme devrelerinde kullanılacak akım transformatörleri sekonder akımın maksimum 5 katında nüvesi doyuma ulaşacak şekilde imal edilirler. Bu akım trafosunun etiketinde n ≤ 5 veya Fs 5 ( Emniyet Katsayısı ) olarak ifade edilir.
Koruma devrelerinde kullanılacak akım transformatörlerinin nüvesi ise sekonder anma akımının 10 katından sonra doyuma ulaşacak şekilde seçilmiştir. Trafonun etiketinde n >10 veya ALF ( Doğruluk Sınır Katsayısı) olarak ifade edilir.
Avrupa IEC standartlarında koruma nüveleri için 5P10 , 10P10 ve 10P20 olarak verilmiştir.
TERMİK ANMA AKIMI
Akım transformatörü, sisteme seri olarak bağlandığından, sistemde meydana gelecek kısa devre akımlarının etkilerine dayanabilmelidir. Bu etkiler termik ve dinamik etkilerdir. Akım transformatörünün termik bakımdan dayanabileceği akım değeri etiketinde termik anma akımı ( I th ) , dinamik bakımdan dayanabileceği akım değeri dinamik anma akımı ( Idyn ) olarak verilir. Termik ve dinamik anma akımlarının standartlarda tanımı şöyle yapılmıştır.
Termik Anma Akımı: Bir akını transformatörünün sekon-deri kısa devre durumunda iken, bir saniye süre ile yalıtımın bozulacağı sıcaklığa ulaşmadan dayanabileceği primer akımın etkin değeridir.
Termik anma akımı primer anma akımının 40 - 100 katıdır.
Dinamik Anma Akımı : Bir akım transformatörünün primer şebekedeki kısa devre esnasında, ilk periyotta geçecek darbe akımının yol açacağı mekanik kuvvetler açısından transformatörün dayanabileceği primer akımın maksimum ( tepe ) değeridir.
Dinamik anma akımı termik anma akımının 2,5 katıdır.
Yalıtım seviyesi bu standartın dışındaysa imalatçı firma etikette mutlaka dinamik anma akım değerini verir.
FREKANS
Akım transformatörünün imalatında esas alınan frekans değeridir. Bu değer Türkiyede 50 Hz dir.
İZOLASYON TİPİ
Akım transformatörlerinde izolasyon yağ ve imalatçı firmaların epoksi reçine adını verdikleri malzeme ile sağlanır. Kuru üp ( K ) ve yağlı tip ( Y ) olarak belirtilir.
GÜCÜ
Akım transformatörünün hata sınıfının normal sınırlarını aşmadan sekonderine bağlanabilecek empedanstır. Yani yüktür. Akım transformatörü etiketinde yük empedans veya görünür güç ( VA ) cinsinden verilebilir. Akım transformatörünün sekonderine bağlanan ölçü aletlerinin toplam güç kaybı, transformatörün etiketinde yazılı olan değeri geçmemelidir. Aynı zamanda bağlantı iletkenlerinde meydana gelecek güç kayıplarıda ( I2. R ) dikkate alınmalıdır. Tablo 5 te bazı ölçü aletleri, röle ve iletkenlerin ( VA ) olarak güç kayıpları verilmiştir.
ÖLÇÜ ALETLERİ GÜCÜ ( VA )
Ampermetre 1 VA
Aşırı Akım rölesi 2,5 VA
Kosinüsfîmetre akün bobini 2 VA
Üç faz üç telli sayaç ( ARON ) akım bobini 1 - 1,4 VA
Üç faz dört telli sayaç akım bobini 0,8 VA
Dijital Ampermetre 0,4 VA
2,5 mm2 çiftli bakır kablo (lOm)
4 mm2 çiftli bakır kablo (lOm) 3,6
2,2
Tablo 5
AKIM TRANSFORMATÖRLERİNDE POLARİTE
Akım transformatörlerinin sekonderine bağlanan bazı ölçü aletleri ( aktif sayaç, kilovatmetre vb ) ve röleler için akım yönü önemli bir faktördür. Akım transformatörünün giriş çıkış uçları bilinmeden bu ölçü aletleri ve röleler bağlanamaz. Bu uçların mutlaka doğru tesbit edilmesi gerekir.
Akım transformatörünün primer giriş ucunun sekonder karşılığına polarite uçlar ; bu uçların bulunması işlemine de polarite tayini denir.
Akım ölçü trafosu sipariş edilirken aşağıda belirlenen özelliklere dikkat edilmelidir:
• Kullanma amacı (ölçme veya koruma amacı belirlenmeli)
• Kullanma yeri( Bina içerisinde mi yoksa açık sahada mı tesis edileceği)
• Yalıtım şekli (yağlı tipte mi yoksa kuru tipte mi olduğu)
• Primer anma akımı
• Kullanma gerilimi (primer)
• Sekonder anma akımı
• Anma gücü
• Hata sınıfı (ölçme veya koruma amacına göre)
• Termik anma akımı
6.3.2-Gerilim ölçü transformatörleri:
Yüksek gerilimi istenen oranda düşüren ve primerle sekonder gerilimleri arasındaki faz farkı yaklaşık olarak sıfır derece olan bir trafodur. genel olarak 600 volttan daha büyük gerilimlerin doğrudan doğruya ölçü aletleri ile ölçülmesi tehlikeli olur. Çünkü aletlerin yüksek gerilimden yalıtılması çok zordur. Bu nedenle yüksek gerilimlerin ölçülmesinde gerilim transformatörleri kullanılır.
Gerilim transformatörlerinin yapılışı, normal iki sargılı gerilim düşürücü transformatörlere benzer. Primer, ölçülmesi istenen yüksek gerilim şebekesine bağlanır. Bu nedenle primerin iyi şekilde yalıtılması gerekmektedir. Sekonder ise ölçü aletine (voltmetre veya çeşitli röleler) bağlanır. Sekonder gerilimi çoğu zaman 100 veya 110 volttur. Sekonderden beslenen alet ve cihazların çok olması veya uzakta bulunması gibi durumlarda sekonder gerilimi 200 volt olabilir. Bunun dışında sekonder için 120 V ; 150 V gibi gerilimlere de rastlanabilir. Primer gerilimleri ise şebekenin anma gerilimlerine uygun yapılır (üç fazlı yıldız bağlı şebekelerde primer sargı gerilimi Şebeke gerilimi ’e bölünerek bulunan değerdir.)
Ölçü transformatörlerinin sekonderine, gerektiğinde birkaç ölçü aleti de bağlanabilir. Ancak bunların güçleri toplamı, transformatörün anma gücünden büyük olamaz. Gerilim transformatörlerinin anma güçleri 10 - 15 - 25 - 30 - 50 - 75 - 100 - 150 - 200 - 300 - 400 ve 500 VA dir. Duyarlık sınıfları ise akım transformatörleri gibi 0,1 - 0,2 - 0,5 - 1 - 3 ve 5 dir
YAPISI
a-Primer sargı: Devreye paralel olarak bağlanır. İnce kesitli ve çok sipirli iletkenlerden sarılır.
b-Sekonder sargı: Primere göre kalın kesitli ve az sipirli iletkenlerden sarılır. Ölçü aletleri de sekondere paralel bağlanır.
c-Manyetik nüve: 0,50 mm kalınlığındaki silisli saçların preslenerek paketlenmesiyle meydana gelir.
d-Kullanılan izolasyon malzemesi: Kuru tiplerde sentetik (Epoksi) reçine ile izole edilir. Yağla izole edilen tipleri de vardır.
Şekil 5.28: Gerilim trafosu prensip şekli
ÇALIŞMA PRENSİBİ
Primer sargıya tatbik edilen AÇ gerilim nüvede değişken 0 manyetik akışım oluşturur. Bu akı nüve üzerinden devresini tamamlar. Sekonder sargı bu akının etkisinde kalır. Değişken bir manyetik akının etkisi altında kalan sekonder sargıda bir gerilim indüklenir.
GERİLİM TRANSFORMATÖRLERİN KORUNMASI
Gerilim transformatöründe primer devre ile sekonder devre arasında bir kısa devre meydana geldiğinde; primer devre.gerilimi sekondere tatbik edilmiş olur. Bu durumdan sekonder devredeki ölçü aletleride hasar görür. Aynı zamanda sekonder devreye yakın kişilerde bu durumdan zarar görebilir. Bunu önlemek için gerilim transformatörünün sekonder polarite olmayan ucu mutlaka topraklanmalıdır.
Gerilim transformatörünün sekonder devresinde bir kısa devre meydana gelirse sekonderdeki ölçü aletleri çalışmaz. Kısa devre akımı sekonder sargıdan devresini tamamlar. Sekonder sargı ısınır, izalasyonu bozulur ve transformatör hasar görür. Transformatörün hasar görmesini önlemek için sekonder devredeki polarite uca mutlaka sigorta konur.
Uygulamada özel sektörün sayaç devresini besleyen gerilim transformatörünün sekonder devresine sigorta konmasına müsade edilmez.
FAZ TOPRAK GERİLİM TRANSFORMATÖRÜ
Bu tip gerilim transformatörleri faz- toprak arasına bağlanır. Bir buşingi vardır. Üç fazlı sistemde ölçme yapmak için üç adet kullanılır. Faz - Faz ve faz - toprak gerilimlerini ölçebiliriz. Genelde 154 ve 380 kV sistemlerde kullanılır.
Gerilim ölçü trafosu iki tipte yapılır:
DEVAMI İÇİN:
https://www.kontrolkalemi.com/forum/attachments/oel_ue_transformatoerler_-rar.32670/
*Eğitim notlarından derlenmiştir*
