Transformatörler Transformatörler
advertisement
Transformat örler Transformatörler Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 Transformatörler Transformatör Tipleri Manyetik Manyetik devre devre tipine tipine göre göre •• Çekirdek Çekirdek Tip Tip Tr. Tr. •• Shell Shell Tip Tip Tr. Tr. Çekirdek Tip Shell Tip Yalıtım Yalıtım tipine tipine göre göre •• Yağ Yağ Yalıtımlı Yalıtımlı Tip Tip •• Kuru Kuru Yalıtımlı Yalıtımlı Tip Tip •• Gaz Gaz Yalıtımlı Yalıtımlı Tip Tip Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 2 Transformatörler Transformatör Tipleri Şebeke Şebeke Transformatörleri Transformatörleri Endüstri Endüstri Transformatörleri Transformatörleri Reaktörler Reaktörler •• Generatör Generatör Trafosu Trafosu •• Doğrultucu Doğrultucu Trafo Trafo •• Şönt Şönt Reaktör Reaktör •• İndirici İndirici Trafo Trafo •• Fırın Fırın Trafosu Trafosu (( ark arkfırın fırın •• Seri Seri Reaktör Reaktör ((akım akım sınırlayıcı sınırlayıcı)) •• Faz Faz Kaydırıcı Kaydırıcı Trafo Trafo •• Oto Oto Trafo Trafo trafosu trafosuAC ACve veDC) DC) •• Nötr Nötr Reaktörü Reaktörü •• Cer Cer Trafoları Trafoları (AC (AC ve ve DC) DC) •• Dağıtım Dağıtım Trafosu Trafosu •• Topraklama Topraklama Trafosu Trafosu Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 3 Transformatörler Çekirdekler : 1 fazlı Transformatörler Φ Φ/2 1 / 2 Çekirdek 1 / 1 Çekirdek Φ1 Φ2 Φ1/2 Φ1/2 Φ2/2 Φ2/2 2 / 2 Çekirdek 2 / 0 Çekirdek Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu Φ/2 İTÜ 8 Mart 2012 4 Transformatörler Çekirdekler : 3 fazlı Transformatörler Φ1 Φ2 Φ2 Φ3 Φ1 3 / 0 Çekirdek Φ1 Φ2 Φ2 Φ3 Φ3 3 / 2 Çekirdek Φ1 Φ2 Φ2 Φ3 2 x 3 / 0 Çekirdek Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 5 Transformatörler Çekirdekler : Reaktörler Φ1 Φ1 Φ2 Φ2 Φ3 Φ3 Hava Aralıklı Reaktör Çekirdeği 3 / 2 Hava Çekirdekli Reaktör Φ1 Φ2 Φ2 Φ3 Hava Aralıklı Reaktör Çekirdeği 3 / 0 Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 6 Transformatörler Çekirdekler : Dilimleme ve Kesme Dilimleme Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu Kesme İTÜ 8 Mart 2012 7 Transformatörler Çekirdekler : Dizim 2 tür dizim şekli vardır : 1. Klasik dizim 2. Step-lap dizim Klasik Dizim Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu Step-Lap Dizim İTÜ 8 Mart 2012 8 Transformatörler Çekirdekler : Montaj ve sıkıştırma delikleri Çekirdeklerdeki dizim ve sıkıştırma delikleri kayıpların artmasına neden olur. Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 9 Transformatörler Çekirdekler : Sıkıştırma Düzeni 3 bacaklı çekirdek ve sıkıştırma düzeni 5 bacaklı çekirdek ve sıkıştırma düzeni Sıkıştırma düzeninin yerine getirdiği fonksiyonlar : • Çekirdek saç plakalarının sıkıştırılması • Kısa-devre kuvvetlerinin karşılanması • Aktif kısmın kaldırılması ve taşınması Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 10 Transformatörler Çekirdek Kayıplar Boştaki kayıplar : • Çekirdek kayıplarını, öncelikle çekirdekteki; Histerezis Eddy akım kayıpları meydana getirir • Dilimleme ve kesim yerleri, birleşim yerleri, delikler, şekil bozuklukları, sıkıştırmalar ve işlemler, kayıpları arttıran etkenlerdir. Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 11 Transformatörler Çekirdekler : Dizim ve Kaldırma Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 12 Transformatörler Çekirdekler : Reaktör Çekirdeği Reaktör bacak saç paketleri ve seramik hava aralığı(seramik takozlar) Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 13 Transformatörler Çekirdekler : Reaktör Çekirdeği Reaktör çekirdeği oluşumu ve bobinlerin yerleşimi Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 14 Transformatörler Çekirdekler : Reaktör Çekirdeği Reaktör montaj başlangıcı Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 15 Transformatörler Çekirdekler : Reaktör Çekirdeği Reaktör bobin montajı Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 16 Transformatörler Sargılar Sargı tasarımı yapılırken ; öncelikle iletken seçimi yapılır : Daha sonra iletkende oluşacak: • İletkenin tipi • Gerilim zorlamaları • Ölçüleri ve • Kayıplar ve ısınmalar ve de • Yalıtımı • Mekanik zorlanmalar belirlenir. göz önüne alınır Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 17 Transformatörler Sargılar Sargı tasarımı yapılırken gerilim zorlamaları için ; Gerek işletmedeki ve gerekse testler sırasında oluşacak zorlamalar göz önüne alınır : • İşletme gerilimi • Yıldırım darbe gerilimi (tam ve kesikli darbe) • Anahtarlama darbe gerilimi • Uygulanan gerilim testi • Endüklenen gerilim testi Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu 18 Transformatörler Sargılar Sargı tasarımı yapılırken ; Sargı düzenlemesi için : • Sargının ölçüleri • Ara mesafeler • Konulacak bariyerler • Bağlantılar • Ekranlamalar (toprağa karşı ekranlamalar dahil) belirlenir. Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 19 Transformatörler Sargılar Sargı tasarımı yapılırken ; Sargı tipleri de belirlenir. Genelde sargı tipleri : • Kat sargı (tek katlı ve çok katlı, helisel ) • Disk sargı( sürekli disk, kapalı disk, iç içe sarılmış/interleaved, ekranlı/shielded) Olarak belirlenir. Yükteki kayıplar : • I2R (DC kayıpları / Joule kayıpları ) • Eddy akım kayıpları ( AC kayıplarının bir kısmı ) • Dağılmış akı (Stray Flux ) kayıpları [ kazan kayıpları dahil AC kayıplarının bir kısmı ] disk sargı tipleri Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 20 Transformatörler Sargılar Kazan ekranlaması Dağılmış akının kazan duvarlarında oluşturacağı kayıpların(AC kayıplarının bir kısmı) azaltılması için de kazan ekranlaması yapılır. Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 21 Transformatörler Sargılar CTC ( Continously Transposed Cable) Transpoze edilmiş iletkenler ; • Özellikle Eddy Kayıpların düşürülmesini sağlar • Kısa-devre dayanımını yükseltir • Boşluk faktörünü düşürür • İşçilik maliyetlerini yükseltir Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 22 Transformatörler Sargılar ve yalıtımı Sargı tasarımı yapılırken ; Ana yalıtım düzeni oluşturulurken : • Bobinden bobine yalıtım • Bobinden topraklanmış kısımlara olan yalıtım • Genel yapı ve • Elektriksel zorlamalar Göz önüne alınır. Sargı içi yalıtım düzeni oluşturulurken : • Sargı içindeki yalıtım • İletken sarım yalıtımı • Diğer parçalar ( ara parçalar, çıtalar … ) • İletken geçişleri ve yalıtım • İletkenlerin bağlantıları ve yalıtımları Göz önüne alınır. Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 23 Transformatörler Sargılar Transient Gerilimler Transient gerilimlerin sargı boyunca dağılımı Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 24 Transformatörler Sargılar Transient Gerilimler Transient gerilimlerin kontrolü ; • Sargı içindeki düşük seri kapasiteler, sargı giriş bölümlerinde aşırı zorlamalar yapar • Gerilimlerin kontrolü(seri kapasitelerin yükseltilmesi) sargı giriş bölümlerindeki zorlamaları azaltır ve gerilim dağılımını lineere yakın duruma getirir İç içe sarılmış sargı(interleaved) ve ekranlı sargı(shielded) kullanılması yoluyla transient gerilimler kontrol altına alınabilir Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 25 Transformatörler Sargılar Transient Gerilimler İç içe sarılmış sargı ( interleaved) ; Ekranlı sargı ( shielded) ; • Sarımlar arası düşük zorlanma • Sarım hızı yüksek • Sargı bölümleri arası düşük zorlanma • Düşük işçilik maliyetleri • İletken kaynak sayısı çok düşük • Gerektiğinde ekran sayısı arttırılabilir Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İç içe sarılmış sargı Ekranlı sargı ( interleaved) ( shielded) İTÜ 8 Mart 2012 26 Transformatörler Sargılar ve yalıtımı Yalıtım sıvısı ve tasarımı ; Sargı düzeni oluşturulurken • Sargı ve/veya bölümler arasındaki bariyerler yağ hacimlerinin bölünmesini sağlar • Dielektrik sabitleri (ε) bölümler arasındaki alan şiddeti hesaplanmasında göz önüne alınır • Elektrik alanını oluşturan elektrotların köşeleri yuvarlak olarak düzenlenir • Yüzey yürüme gerilimlerinin azaltılması için kullanılan bariyerlerin konturları uygun seçilir Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 27 Transformatörler Sargılar ve yalıtımı Bağlantı İletkenleri : Bobinler arası bağlantılar, ayar sargısı bağlantıları ve buşing çıkış iletken bağlantılarında kullanılabilir. İletken seçimi yapılırken ; • İletkenin özelliklerine • Yalıtımına • Elektriksel alan dağılımına • Kaçak akı iletkenin tipi ve ölçülerine • Bağlantı etkilerine • Isınmalara Dikkat edilmelidir. Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 28 Transformatörler Sargılar Mekanik Kuvvetler Elektromanyetik alanın oluşturduğu iki ayrı kuvvet : • Radyal • Aksiyal Radyal kuvvetler nedeni ile iç sargı çekirdeğe doğru, dış sargı dışa doğru genişler. Aksiyal kuvvetler nedeniyle sargıları sıkıştıracak şekilde bir basınç oluşur. Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 29 Transformatörler Sargılar ve kuvvetler/kısa-devre kuvvetleri Sargı kuvvetleri : Akımın yönleri kuvvetlerin yönleri • Radyal; Dışa doğru İletken bükülmesi • Aksiyal Çökme Basınç İletken devrilmesi Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 30 Transformatörler Sargılar ve kuvvetler/kısa-devre kuvvetleri Radyal kuvvetler Dış sargı Aksiyal kuvvetler İç sargı Serbest bükülme Basınç Devrilme Dışa baskı Kuvvetli bükülme Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 31 Transformatörler Sargılar Sarım Dikey Sarım Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu Yatay Sarım İTÜ 8 Mart 2012 32 Transformatörler Sargılar Ön kurutma ve Presleme Tamamlanmış bobinin montaj öncesi ön kurutma ve presleme işlemleri için kurutma fırınına alınması Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 33 Transformatörler Sargılar Bobin Montajı Ön kurutma ve presleme işlemleri tamamlanmış bobinlerin çekirdeğe montajı Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 34 Transformatörler Sargılar Bağlantılar ve Kademe Değiştiriciler Yükte kademe değiştiricili trafo Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu Boşta kademe değiştiricili trafo İTÜ 8 Mart 2012 35 Transformatörler Aktif Kısım Montaj işlemleri tamamlanmış son kurutmaya hazır aktif kısım(bir reaktörün aktif kısmı) Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 36 Transformatörler Kurutma Aktif Kısmın Kurutulması Fabrikalarda Transformatörlerin Aktif Kısmının Kurutulması genelde üç değişik yöntemle yapılmaktadır : 1. Sıcak hava ile kurutma 2. Kerosin buharı ile kurutma 3. Düşük frekanslı ( LFH- Low Frequency Heating ) kurutma Sıcak hava ile kurutma hacmi küçük olan trafolarda(genelde dağıtım trafoları) uygun olurken büyük güçlü trafolarda kurutma zamanı çok uzundur. Bu nedenle tercih edilmez. Büyük güçlü trafolarda kerosin buharı ile kurutma zamanı çok daha kısa olduğundan uygulamada sıkça kullanılır. Düşük frekanslı kurutma genelde sahadaki kurutma işlemlerinde kullanılır. Bunun yanında dağıtım trafolarının fabrikadaki kurutma proseslerinde de kullanılmaktadır. Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 37 Transformatörler Kurutma Aktif Kısmın Kurutulması Bir aktif kısmın kerosin buharlı kurutma fırınında kurutulması Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 38 Transformatörler Montaj Aktif Kısmın Kazana Montajı Kurutma işlemi ve sonrası presleme ve de hazırlık işlemleri tamamlanan aktif kısmın kazana montaj işlemi. Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 39 Transformatörler Soğutma Yağ ile soğutma ONAN Soğutma Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu ONAF Soğutma İTÜ 8 Mart 2012 40 Transformatörler Soğutma Yağ ile soğutma OFAF ve ODAF Soğutma Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu OFWF ve ODWF Soğutma İTÜ 8 Mart 2012 41 Transformatörler Soğutma Yağ ile soğutma Yönlendirilmiş yağ dolaşımı ve soğutma ( OD .. ) Sargı iç yapısı ve yağ kanalları düzenlemesi. Örnek : ODAF yada ODWF Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 42 Transformatörler Soğutma Yağ ile soğutma OFAF Soğutma Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu OFWF Soğutma İTÜ 8 Mart 2012 43 Transformatörler Genleşme Deposu Transformatörlerde ısınan yağın genleşmesi için iki ayrı yöntem uygulanır: • Hermetik tip(tam hermetik ve gaz yastıklı tip). Genelikle dağıtım ve küçük güçlü transformatörlere uygulanır. • Genleşme depolu tip (balonlu yada balonsuz ) Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 44 Transformatörler Genleşme Deposu Genleşme deposu balonlu tip Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu Genleşme deposu normal tip İTÜ 8 Mart 2012 45 Transformatörler Buşingler Buşing tipleri Transformatörlerde kullanılan buşingler çok sayıda tiptir : DIN tipi buşing, geçmeli buşing(plug in) ve Kondenser tipi buşing bunlardan en yaygın olanıdır. Bunların yanında özel tipte buşingler de mevcuttur. DIN Buşingi Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ Kondenser Buşing 8 Mart 2012 46 Transformatörler Kablo Kutuları Hava yalıtımlı Kablo Kutusu Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu Geçme buşingli (plug in) bağlantı İTÜ 8 Mart 2012 47 Transformatörler Kablo Kutuları parafudr Yağ-hava buşingi Bağlantı yeri yağ yalıtımlı Kablo kutusu ekranlama yağ-yağ buşingi Kazan ekranlaması sargılar Yağ yalıtımlı Kablo Kutusu Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu Kablo başlığı kazan İTÜ 8 Mart 2012 48 Transformatörler Gürültü ve titreşimin azaltılması Reaktör kazanında gürültünün Reaktör kazanında titreşimin düşürülmesi için taşyünü panelleri düşürülmesi için lastik titreşim emiciler Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 49 Transformatörler Taşıma Transformatörlerin taşınmasında ; •Kara, •deniz Düşük taşıma platformlu araç •Hava ve •Demiryolu İle taşıma kullanılır. Yüksek kirişli taşımalı araç Büyük güçlü transformatörlerin değişik taşınma şekilleri mevcuttur. Schnabel vagon tipi taşımalı araç Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 50 Transformatörler Taşıma Transformatörlerin taşınması sırasında maruz kalacakları darbelerin belirlenmesi ve sınır değerlerini aşıp aşmadığını kontrol etmek için şok kaydediciler (shock recorderder) kullanılır Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 51 Transformatörler Testler Fabrikadaki Testler Rutin RutinTestler Testler:: Tip TipTestler Testler:: •• Sıcaklık Sıcaklıkartış artış(ısınma) (ısınma)testi testi •• Sargı Sargıdirençlerinin dirençlerininölçümü ölçümü •• Çevirme Çevirmeoranı oranıölçümü ölçümüve vebağlantı bağlantıgrubu grubu kontrolü kontrolü •• Yükteki Yüktekikayıp kayıpve vekısa-devre kısa-devregeriliminin geriliminin ölçümü ölçümü •• Boştaki Boştakikayıp kayıpve veboştaki boştakiakımın akımınölçümü ölçümü •• Yalıtım Yalıtımtestleri testleri:: •• Yıldırım Yıldırımdarbe darbe gerilimi gerilimi Özel ÖzelTestler Testler:: •• Anahtarlama Anahtarlamadarbe darbegerilimi gerilimitesti testi •• Kapasite Kapasiteve vetan tanölçümü ölçümü •• Sıfır Sıfırempedans empedansölçümü ölçümü •• Gürültü(ses Gürültü(sesseviyesi) seviyesi)ölçümü ölçümü •• Akım Akımve vegerilim gerilimharmoniklerinin harmoniklerininölçümü ölçümü •• Yalıtkanlık Yalıtkanlıkdirenci direnciölçümü ölçümü Uygulanan Uygulanangerilim gerilimtesti testi Endüklenen Endüklenengerilim gerilimtesti testi Kısmi-boşalma Kısmi-boşalmaölçümü ölçümü •• Yükte Yüktekademe kademedeğiştirici değiştiricitestleri testleri Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 52 Transformatörler Testler Fabrikadaki Testler Diğer DiğerTestler Testler:: •• Düşük Düşükgerilimli gerilimlisargıya sargıyataşınan taşınangerilim gerilimölçümü ölçümü •• FRA FRA((frekans frekanstepki tepkianalizi analizi))testi testi •• Termografik Termografikanaliz analiz •• Yağ Yağkaçak kaçaktesti testi •• Basınç Basınçtesti testi •• Vakum Vakumtesti testi •• Yardımcı Yardımcıdevrelerin devrelerinelektriksel elektrikselve vefonksiyon fonksiyontestleri testleri Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 53 Transformatörler Testler Fabrikadaki Testler Yağ testleri : • Fiziksel • Kimyasal ve • Elektriksel Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 54 Transformatörler Aşırı gerilimler ve sınırlandırılmaları Transformatörlerdeki aşırı gerilimler : Normal işletme gerilimleri dışında transformatörler serviste aşırı gerilimlere maruz kalabilirler. Bunlar nedenlerine ve sürelerine göre 2 ayrı grupta toplanabilir: Güç kaynağından oluşan (anahtarlama ve arıza sırasında) Atmosferik nedenlerle oluşanlar (yıldırım düşmesi) Bunlar : uzun süreli (temporary) aşırı gerilimler (toprak hatası, yük atma ve düşük frekanslı rezonans olayları) kısa süreli (transient) aşırı gerilimler ( kesici açma ve kapamaları) Uzun süreli aşırı gerilimler güç frekanslı ve uzun süreli olup bir saniyeden başlayıp onlarca dakikalar sürebilir Kısa süreli aşırı gerilimler, cephe süresi nano saniyeden başlayıp birkaç mili saniyeye kadar devam eder. Osilasyonlu ve osilasyonsuz olmak üzere iki biçimde bulunabilir. Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 55 Transformatörler Aşırı gerilimler ve sınırlandırılmaları Transient Aşırı Gerilimlerin Sınırlandırılması Transformatörler işletme güvencesinin sağlanması için, yıldırımdan kaynaklanan transient aşırı gerilimlere karşı korunmalıdır. Gerilimlerin sınırlandırılması için parafudurlar kullanılır. Yüksek frekanslı osilasyonlu gerilimlerin transformatör sargılarında oluşturduğu aşırı gerilimler : Anahtarlama işlemleri sırasında düşük ya da yüksek sönümlemeli yüksek frekanslı osilasyonlar görülebilir. Düşük sönümlemede osilasyonun baskın(dominant) frekansı transformatör sargılarının rezonans frekanslarından biri ile çakışırsa, sargılar arasında aşırı gerilimler oluşur ve bu arızalara neden olabilir. Kesicilerdeki açma kapama dirençleri bu tip osilasyonları etkin bir şekilde sönümleyecektir. Ayrıca monte edilecek olan kapasitörler de osilasyonların etkin frekansını değiştirerek transformatörün rezonans frekansları ile çakışmasını önleyecektir. Bunun için de transformatörün rezonans frekanslarının bilinmesi gerekir. Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 56 Transformatörler Aşırı gerilimler ve sınırlandırılmaları Transformatörlerde taşınan(transfer olan) aşırı gerilimler Yüksek frekanslarda (kHz seviyelerinde) gerilim oranı, normal çevirme oranından oldukça farklı olabilir. Bu nedenle diğer sargıya taşınan(transfer olan) gerilim rezonans efektini büyütecek şekilde olursa sargılarda arızaya neden olabilir. Taşınan gerilim aşağıdaki şekillerde olur: • Elektromanyetik yolla taşınma • Elektrostatik yada kapasitif taşınma • Transformatörün, primer ve sekonder sargılarının toprak kapasiteleri ve self endüktanslarının biçimlendirdiği devrelerinin doğal osilasyonlarının oluşturduğu taşınma . Taşınan aşırı gerilimler aşağıdaki koşullarda tehlikeli olabilir : • Sekonder gerilimli sargı şebekeye bağlı değilse. • Sekonder sargının gerilimi primer sargının gerilimine göre çok daha düşükse. • Sargı tersiyer bir sargı ise. Faz terminalleri arasına ve faz toprak arasına bağlanacak parafudrlar ile önlem alınabilir. Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 57 Transformatörler Aşırı gerilimler ve sınırlandırılmaları Rezonans Rezonansın engellenmesi için önlemler İki farklı yol izlenebilir : • Transformatördeki dahili sargı rezonansı yok edilmeli veya söndürülmelidir (bastırılmalıdır). Böylelikle sargıdaki gerilimin dahili salınımları (osilasyonları), osilasyonlu uyarım durumu için engellenebilir. Bunun için, transformatörün konstrüktif yapısı veya sargı bölümlerinin direkt bağlantıları yolu ile sonuca varılır. • Şebekedeki osilasyonlu gerilimlerin önlenmesi ile sağlanır, böylece rezonansın harici uyaranı önlenmiş olur. Bunun için şebeke konfigürasyonlarında değişiklik veya uygun yollarla şebekeye ilave elemanların montajı gereklidir. Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 58 Transformatörler Aşırı gerilimler ve sınırlandırılmaları Rezonans Trafoda Konstrüktif değişiklikler Transformatörün tasarımı sürecinde rezonans osilasyonlarının önlenmesi amacı ile konstrüktif değişiklikler hesaplama yolu ile yapılabilir. Bunun için sargının rezonans tehlikesi olan yerlerinde dayanımın arttırılması veya zorlamanın azaltılması yoluna gidilir. Dayanımın arttırılması, her şeyden önce çok büyük transformatörlerde sınırlı bir şekilde mümkündür. Burada transformatörlerin dış ölçülerinin tutturulması yüksek yalıtım açıklıkları nedeniyle genellikle sınırlandırılmıştır (veya mümkün değildir). Zorlamanın azaltılması, sargının dahili söndürme (sönümleme) mekanizmalarına etki etme yolu ile yüksek frekanslarda mümkündür. Bu ilk olarak yüksek frekanslarda iletkenin frekansa bağlı girdap akım kayıpları ve manyetik değişken alanı için geçerli olup bunlar örneğin iletken kollarının sayısı ve sargının tipinden etkilenmektedirler. Bununla beraber tam rezonans'sız sargı yapılması mümkün değildir. Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 59 Transformatörler Aşırı gerilimler ve sınırlandırılmaları Rezonans Trafoda Konstrüktif değişiklikler (devam) Dahili osilasyonlann bastırılması için bir diğer olasılık, transformatörün içinde, bir araya toplanmış elemanlarla sargı bölümlerinin bağlantısında önlemler almak: • Ya, sargıya paralel kondansatör bağlamak suretiyle sargı kapasitesinin suni olarak büyümesini sağlamak veya • RC-devresi formunda söndürme elemanları ve ZnO parafudrları (bunlar ya sargı boyunca veya sargıya paralel bağlanırlar) bağlamak suretiyle önlemler almak. Kondansatörlü bağlantı, sargıdaki gerilimin başlangıç dağılımının lineer yapılması amacı ile uygulanır ve bununla rezonans osilasyonların genliğinin küçültülmesi de sağlanmış olur. Kondansatör bağlantısının bir diğer kullanım imkanı sargının bir kısmında rezonans frekanslarının değerlerinin değiştirilmesi (kapasite ve sargının endüktivitesi rezonans frekansını oluşturduğundan kapasite değişmesi ile rezonans frekansı da kendiliğinden değişecektir). Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 60 Transformatörler Aşırı gerilimler ve sınırlandırılmaları Rezonans Trafoda Konstrüktif değişiklikler (devam) Bu yöntem transformatördeki belirli rezonans frekanslarından kaçınılması ve özel problemlerin çözümü (şayet yalnızca frekans kaydırılması yolu ile rezonans zorlaması ortadan kaldırılacak ise) imkanını sunmaktadır. Buna karşın RC-söndürme devresi ve ZnO parafudr'lar aşırı gerilimi direkt oluştuğu yerde sınırlarlar. ZnO parafudrlar dahili aşın gerilimlerden korunma için çok etkin bir önlemi oluştururlar. Haluk Odoğlu Haluk Odoğlu İTÜ 8 Mart 2012 61 Te şekkürler Teşekkürler Haluk Odoğlu
