Bildiğimiz gibi gerek şebeke sistemlerinde kullanılan büyük yapıdaki trafolar ve gerekse hobi,cihaz devrelerinde kullanılan trafolar,prensip olarak iki adet sarımdan oluşan 2 ayrı Elektrik devresinden ve bir adet de,her iki sarım tarafından ortak olarak kullanılan mağnetik bir kuplaj devresinden oluşan statik (Hareketli parçası bulunmayan) elektrik makineleridir.Sarım sayılarına göre alçaltıcı,yükseltici(Gerilim),izolasyon,oto ve akım trafosu gibi çeşitli tipleri de vardır.Biz burada şebeke voltajını belirli bir değere düşüren kuru tipteki gerilim trafolarının,değişik şekillerdeki yüklenme durumlarını inceleyeceğiz.
Trafoların sekonder sarımlarının a-Boşta,b-Normal yükte,c-Aşırı yükte ve d-Kısa devre durumlarında,şebeke ile doğrudan ilişkisi bulunan primer devresinden her durumda birbirlerinden çok farklı olan tepki akımları,birincil sarımlarından (I primer) geçer.Burada isterseniz bu dört farklı durumu da ayrı ayrı inceleyelim.
1-TRAFO SEKONDERİNİN YÜKSÜZ (BOŞTA) OLMASI
Bu durumda trafonun primer sargılarından sadece trafo kayıplarını karşılayacak şekilde çok küçük bir akım geçer.Trafo ideal trafo yapısında ise,çok az ısınması da normaldir.Trafo nüvesinin yapıldığı malzemenin kalitesi,nüve oluştururken boşluk bırakılmayıp da,mağnetik akının havadan değil de tamamının doğrudan nüve çekirdeğinden geçmesiyle,primer sargıdaki bu ısınma ve enerji kaybı da asgari düzeyde kalacaktır.Yani bu durumda şebekeye direk bağlı olan primer sargılarından en düşük akım geçmiştir.Bu akımın geçişi esnasındaki primer sarımın şebekeye olan indüktif direnci (Empedansı) her zaman en yüksek bir değerdedir.Trafonun bu çalışma durumu şebekede bir voltaj düşümüne de ayrıca neden olamaz.
2-TRAFO SEKONDERİNİN TRAFONUN NOMİNAL GÜÇ KAPASİTESİNE YAKIN OLAN VEYA NOMİNAL KAPASİTESİNDE OLAN YÜKLE YÜKLENMESİ
Bu yeni durumunda trafomuzun primer sargılarının şebekeden çekeceği akım da artacaktır.Sebebi de aslında karşılıklı dengelerin yeniden kurulmaya çalışılmasındandır.Sekonder sarım uçları trafomuz boşta iken de,bu sargı uçlarında bir e.m.k. yine oluşmaktaydı.Ancak biz bu uçları herhangi bir yüke bağlamadığımızdan, sekonder devre bir açık devre şeklinde kalarak,üzerinden akan herhangi bir akım da olmadığından,bu sarım tarafından,nüvedeki primer devrenin oluşturduğu mağnetik devreye ek bir mağnetik devre de ilave olarak ayrıca oluşmuyordu.Ancak küçük değerli bir yükün de bağlanmasında,bu mağnetik devreye ek yeni bir mağnetik devre,sekonderin kapalı devre haline gelmesiyle hemen oluşup asıl mağnetik devreye eklenir.Oluşan bu yeni durumda,primer devre bu mağnetik dengeyi yeniden dengelemek için tepki akımı da dediğimiz,daha büyük şiddetteki akımı da şebekeden çeker.Bu durumda primer devrenin şebekeye gösterdiği indüktans değeri de bir miktar azalmıştır,yani şebekeye gösterdiği elektrik direnci bu yeni durumunda bir miktar düşmüş olur.Burada trafo küçük bir yükle yüklendiğinden,ortam sıcaklığı veya havalandırma şartları kötü de olsa,trafonun fazla ısınarak izolasyonunun bozulup yanması riski hemen hemen hiç yoktur.Ancak tam nominal kapasitedeki bir kullanımda ise,ortam sıcaklığı ve havalandırma şartları önemli olabilir.Bu atıl ısı enerjisi düzenli olarak atılamazsa,trafo sargılarının fazla sınıp yanma riski bu son durumda da yine doğabilir,dikkatli olunması gerekir.
3-TRAFO SEKONDERİNİN TRAFONUN NOMİNAL GÜCÜNDEN FAZLA OLAN AŞIRI YÜKLE YÜKLENMESİ
Bu durumda trafomuzun şebekeden çekeceği akım daha fazla artacaktır.Sebebi de sekonder sarımdan geçen aşırı akımın,nüveyi daha aşırı düzeyde doyuma getirmeye çalışması ve bu yolla oluşan bu yeni mağnetik akının dengelenmesi için de şebekeden çekilen tepki akımlarının da yine aşırı şekilde artmasıdır.Bu durumda trafo primerinin şebekeye gösterdiği indüktans değeri de aşırı şekilde düşmüş,yani şebekeye gösterdiği elektrik direnci de aşırı düşmüş olur.Bu durumda trafo primer ve sekonder sarımlarında,normal yüklenmede oluşandan çok daha fazla ısı enerjisi de oluşacağından,oluşan bu ısı enerjisinin cebri yollarla (Vantilatör,üfleyici,vb.) yeteri kadar atılıp soğutulamamasında,sargıların izolasyonunun bozulup trafonun yanma riski de çok fazla artacaktır.Trafo gücünün çok fazla artmasında da,bu durumda şebekede bir voltaj düşümüne neden olması da muhtemelen gerçekleşebilecektir.
4-TRAFO SEKONDERİNİN KISA DEVRE EDİLMESİ
Bu son durumda trafomuzun şebekeden çekeceği akım da çok aşırı olacaktır.Sekonder sarım mağnetik nüveyi tam bir doyuma getirmiş,primer devrenin bu son durumda çok daha büyük tepki akımlarının şebekeden çekilmesine sebep olmuştur.Bu son durumda primer devrenin indüktans değeri de çok aşırı düşmüş olur,trafonun gücü oranında şebekede de kolayca hissedilebilen bir voltaj düşümüne de ayrıca yol açması kaçınılmazdır.Kısa devre akımları primer devreyi çok kısa sürede ısıtır.Şebekeye gösterilen indüktans değeri çok düştüğünden büyük tepki akımları primerden geçer.Trafo çok kısa veya anlık sürelerde kısa devre akımlarına dayanıp yanmayabilir.Yeterli soğutma sağlanmış bile olsa,bu kısa devre durumunun uzun sürmesinde,kısa devre akımlarının neden olduğu aşırı akımlar,kısa sürede primer ve sekonder devredeki yükselen sargı sıcaklıkları nedeniyle trafo kısa sürede yanarak kullanılmaz duruma gelebilecektir.
Bir de bu son durumda,trafonun sekonderinde üretilen güç (Volt*amper*cos fi) doğrudan doğruya sekonder sarımlarında,çok şiddetli bir mağnetik enerjiye ve ısı enerjisine dönüşerek yok olmak (Tüketilmek) isteyecektir.Çünkü dış devrede,bu koşulda,bu gücün sekonder sarımların dışında kullanıldığı herhangi bir dış yük bulunmamaktadır.Burada üretilen tüm elektrik gücü,bu sekonderde tüketilmeye çalışılacak ve primer sargı tarafında da aşırı şebeke akımları bu ilk sarımlardan geçmiş olacaktır.Aşırı yüklenme durumunda ise,dış yükte tüketilen bu güç,trafo gücünü zorlayacak şekilde yine tüketilmiş olurken,kısa devre durumundakine çok benzer etkileri de,pimer ve sekonder devrelerde kısmen de olsa,aşırı ısı ve mağnetik akı (Doyumluluk) oluşturmak suretiyle bildiğimiz gibi yine ortaya çıkarabilmekteydi.Kısa devre durumunda ise bunun çok daha zararlı (Sargıları yakıp kavurucu) riski bulunan etkilenimleri doğrudan ortaya çıkmış oluyor.Kolay gelsin.Saygılarımla.
