7 – Transformatörler Transformatör Yapıları 1 7 – Transformatörler Transformatör Yapıları 2 7 – Transformatörler Transformatör Yapıları 3 7 – Transformatörler Transformatör Yapıları 4 7 – Transformatörler Transformatör Yapıları 1. Shell Transformatör Shell tür transformatörde, düşük gerilimli sargı içe yüksek gerilimli sargı ise dışa sarılır. Bunun amacı; 1. Yüksek gerilimli sargıyı nüveden uzak tutarak yalıtım problemlerine mahal vermemek. 2. Hava aralığı yolunu artırarak kaçak akıyı azaltmak. *Bu yüzden yüksek gerilimler için shell tür transformatörler daha uygundur. *Doğal soğutma performansı düşüktür. 2.Çekirdek Transformatörler *Düşük gerilimlerde kullanılır, yüksek gerilimler için uygun değildir. *Doğal soğutma performansı yüksektir çünkü sargılar iki farklı bacağa sarılır. 5 7 – Transformatörler Transformatör Çeşitleri Primer ve Sekonder Gerilimlerinin Durumuna Göre; 1. Yükselten Transformatör 2. Düşüren Transformatör Nüve Şekline Göre; 1. Çekirdek Transformatör 2. Shell Transformatör Faz Sayısına Göre 1. Tek Fazlı Transformatör 2. Çok Fazlı Transformatör Çalışma Bölgesine Göre 1. Güç Transformatörleri 2. Enstrüman Transformatörleri a.) Akım transformatörleri b.) Gerilim transformatörleri 3. Pals Transformatörleri (Sayısal ve Telekominikasyon devrelerinde) 4. Radyo-Frekans (RF) Transformatörleri 5. Ses Transformatörleri (Yükselteç devrelerinde) 6. Ev Kullanımı için Düşüren Tip Klasik Transformatör 6 7 – Transformatörler Enerji İletimi 7 7 – Transformatörler Enerji İletimi 8 7 – Transformatörler İdeal Transformatör 1. Primer ve Sekonder sargılarının elektriksel direnci sıfır kabul edilir. Bu yüzden sargı bakır kayıpları sıfır çıkar. Ayrıca dirençlerdeki gerilim düşümü de ihmal edilmiş olmaktadır. Böylece primer sargısına uygulanan gerilim, primer sargısında indüklenen gerilime eşit olur. 2. Primer ve Sekonder sargılarındaki kaçak akının sıfır olduğu kabul edilir. Böylece, primer sargısının ürettiği bütün akı değeri nüvede mıknatıslama akısı olarak dolaşır. 3. Nüvede manyetik doyma, histeresis ve eddy etkilerinin olmadığı kabul edilir. Bu durum demir kayıplarının sıfır olduğunu göstermektedir. (ic=0) 4. Nüvenin permabilitesinin sonsuz olduğu (𝜇 = ∞) kabul edilir. Bu durum nüve relüktansının sıfır endüktansların sonsuz olmasına yol açar. Böylece mıknatıslama akımı da sıfır olmuş olur. (im=0) 5. Boşta çalışma akımı sıfır olmuş olur. (i0=im+ic=0) 6. Demir ve bakır kayıpları sıfır olduğu için verim %100’dür. P (L P ) S (L S ) m (L m ) Fnet m m 0 0 P (L P ) S (L S ) + iP VP Vm sin( t) - LP NP m (L m ) + - eP eS - + iS LS NS RL VS + 0 9 7 – Transformatörler İdeal Transformatör – Giriş ve Çıkış Güçleri P (L P ) S (L S ) m (L m ) Fnet m m 0 0 P (L P ) S (L S ) + iP VP Vm sin( t) LP NP - m (L m ) + - eP eS - + a iS LS NS RL + 0 iP LP LS NP NS VS Np Ns V p (t) Vs (t) is (t ) eP (t) N p a eS (t) N s N p i p (t ) N s is (t ) i p (t ) iS Ns 1 Np a Pin V p I p cos( p ) Pout Vs I s cos( s ) VP VS RL p s 10 7 – Transformatörler İdeal Transformatör – Güç Eşitliği P (L P ) S (L S ) m (L m ) Fnet m m 0 0 P (L P ) S (L S ) + iP VP Vm sin( t) - LP NP Pin V p I p cos( p ) Pout Vs I s cos( s ) m (L m ) + - eP eS - + LS NS 0 p s iS RL VS + V Pout P aI p cos( ) Pin a V Qout P aI p sin( ) Qin a V Sout P aI p Sin a 11 7 – Transformatörler (S.Chapman) İdeal Transformatör – Empedans Dönüşümü ZL VL IL ZL Vs V Z L' P Is IP V p aVs Ip Z L' Is a Vp Ip aVs a2ZL Is a 12 7 – Transformatörler İdeal Transformatör – Empedans Dönüşümü Yandaki devrede trafonun empedans dönüşümü özelliği kullanılarak, yükseltecin çıkış direnci ve hoparlörün giriş direnci birbirine eşitlenmektedir. Böylece maksimum güç aktarımı sağlanabilmekte dir. Yüksek güçlü amplifikatörlerin büyük ve ağır olmalarının ana sebebi de budur. 13 7 – Transformatörler İdeal Transformatör – Empedans Dönüşümü . 14 7 – Transformatörler (S.Chapman) İdeal Transformatör – Empedans Dönüşümü 15 7 – Transformatörler İdeal Transformatör – Empedans Dönüşümü a.) I line I G I load V 4800 90.8 37.8 Z line Z load 4.18 j 3.24 Vload I line Z load 90.8 37.8 536.9 454 0.9 Ploss I line Rline 90.8 0.18 1484W 2 2 ' b.) Z load a 2 Z load 400 j 300 Z eq 400.18 j 300.24 Z 'eq a 2 Z eq 0.01 400.18 j 300.24 5.00336.88 4800 95.94 36.88 5.00336.88 N P1 I G N S 1 I line I line 9.594 36.88 IG N P 2 I line N S 1 I load I load 95.94 36.88 Vload I load Z load 479.7 0.01 Ploss I line Rline 9.594 0.18 16.7W 2 2 16 7 – Transformatörler (S.Chapman) İdeal Transformatör – Empedans Dönüşümü 17 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör Çalışılan konular: *Trafo parametrelerinin bulunması *Trafo kayıplarının bulunması *Trafo veriminin bulunması *Trafonun maksimum verimde çalışma koşullarının sağlanması *Trafo regülasyonunun bulunması PS (L PS ) SP (L SP ) m (L m ) *Üç fazlı trafolarda bağlantı şekilleri Fnet m PS (L PS ) SP (L SP ) + iP RP + VP Vm sin( t) - m (L m ) LP (L LP ) ePS LP NP RS - eSP + - l A iS RL LS NS - VS + LS ( LLS ) 18 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör 1. Kaçak akılar var. (Sargı akımları ile orantılıdır) 2. Sargıların elektriksel direnci var. 3. Histeresis ve eddy etkisi ile manyetik doyum var. 4. Nüvenin relüktansı var. 5. Sıfırdan büyük bir boşta çalışma akımı var. 6. Verim %100’ün altında. PS (L PS ) SP (L SP ) m (L m ) Fnet m PS (L PS ) SP (L SP ) + iP RP + VP Vm sin( t) - m (L m ) LP (L LP ) ePS LP NP RS - eSP + - l A iS RL LS NS - VS + LS ( LLS ) 19 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör 1. Kaçak akılar var. (Sargı akımları ile orantılıdır) 2. Sargıların elektriksel direnci var. 3. Histeresis ve eddy etkisi ile manyetik doyum var. 4. Nüvenin relüktansı var. 5. Sıfırdan büyük bir boşta çalışma akımı var. 6. Verim %100’ün altında. 20 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Manyetik Bağlantı LLP LPS LSP LLS LLP LLS im Lm Lm Mantetik bağlantı devresi LP LPS LLP LS LSP LLS Lm LPS LSP Lm k LP LS 21 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Mıknatıslama Endüktansı iP RP LLP LPS LSP RS LLS iS aiP im ePS VP eSP Lm 1 eSP a VS RL Mantetik bağlantı devresi VP iP RP * X LS a 2 X LS X LP RS* a 2 RS iS* iS / a im ePS Lm * eSP aeSP LP LPS LLP RL* a 2 RL VS* aVS LS LSP LLS Lm LPS LSP Lm k LP LS 22 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Vektörel Diyagramlara Hazırlık P PS LP dP S SP LS d S PS SP m dm 1.Kaçak akilar çok küçük ise; PS LP & SP LS dt d d VS (t ) N S SP N S LS dt dt VS (t ) eSP (t ) eLS (t ) dt eP (t ) d N S m eS (t ) dt ePS (t ) N P a eSP (t ) N S LP LS 0 P PS S SP VP (t ) N P VS (t ) N S di VP (t ) LP P dt d d VP (t ) N P PS N P LP dt dt di di VP (t ) LPS P LLP P dt dt VP (t ) ePS (t ) eLP (t ) di VS (t ) LS S dt d d VS (t ) N S SP N S LS dt dt di di VS (t ) LSP S LLS S dt dt VS (t ) eSP (t ) eLS (t ) LP LPS LLP LS LSP LLS dt d d VP (t ) N P PS N P LP dt dt VP (t ) ePS (t ) eLP (t ) NP 2.Nüvenin relüktansi çok küçük ise; 0 Fnet N PiP N S iS m 0 P S m 0; FP FS Bu trafo ideale çok yakindir; VP (t ) eP (t ) N P a VS (t ) eS (t ) N S Sadece renkli formüller önemli. 23 7 – Transformatörler (S.Chapman) Gerçek Transformatör – Mıknatıslama akımı 24 7 – Transformatörler (S.Chapman) Gerçek Transformatör – Mıknatıslama akımı 25 7 – Transformatörler (S.Chapman) Gerçek Transformatörler – Eddy akımları ve Histeresis Etkisi 26 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Boşta Çalışma Akımı 27 7 – Transformatörler Gerçek Transformatörler – Boşta Çalışma Akımı 28 7 – Transformatörler Gerçek Transformatörler – Boşta Çalışma Akımı http://en.wikipedia.org/wiki/Transformer 29 7 – Transformatörler Gerçek Transformatörler – Nüve Kayıpları (M. Rashid) 30 7 – Transformatörler Gerçek Transformatörler – Boşta Çalışma Akımı *Sinüsoidal olmayan bir boşta çalışma akımı mevcuttur. Bu akımda 3. harmonik baskındır. *Eğer doğrusal bir yük besleniyorsa sekonderden çekilen akım sinüsoidal olur. Dolayısıyla, primerden çekilen yük akımı bileşeni (sekonder akımı bileşeni) de sinüsoidal olur. Yük akımı bileşeni boşta çalışma akımından çok daha büyük olduğu için, boşta çalışma akımının sinüsoidal olmayan durumunun toplam primer akımına bağıl etkisi çok düşük çıkar. Bu yüzden doğrusal yük altında çalışan trafolarda primer akımı hemen hemen tam sinüsoidaldir. *Üç fazlı trafolarda 3. harmonik fazlar arasında yok olmaktadır. Bu yüzden 3 fazlı trafolarda boşta çalışma akımları hemen hemen sinüsoidal kabul edilir. Soru: Eşdeğer kullanılmış iki trafo bulunsun. Hangisinin daha yaşlı olduğunu en kolay nasıl anlarız. Cevap: Boşta çalışma akımının genliği ve dalga şeklinden… 31 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Tam Model VP iP RP X LP X LS iS* iS / a RS iS i0 ic im Rc X m ePS eSP VS RL NP : NS ideal trafo 32 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Primere ve Sekondere İndirgenmiş Tam Modeller RP iP * X LS a 2 X LS X LP RS* a 2 RS iS* iS / a i0 ic ePS VP im * X m eSP aeSP Rc iP* aiP R RP / a * P VP* VP / a RL* a 2 RL VS* aVS * X LP X LP / a 2 X LS iS i0 2 * ePS ePS / a RS ic im Rc X m eSP RL VS 33 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Primere ve Sekondere İndirgenmiş Yaklaşık Modeller RP iP * X LS a 2 X LS RS* a 2 RS iS* iS / a X LP i0 VP ic im Rc Xm * ePS eSP aeSP 1 VP a RL* a 2 RL VS* aVS * RP* RP / a 2 X LP X LP / a 2 iP* aiP X LS RS iS i0 ic im Rc Xm * ePS ePS / a eSP VS RL 34 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Polarite Deneyi 35 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Boşta Çalışma VP iS* 0 iP i0 ic 0 i0 m im iP RP * X LS a 2 X LS X LP RS* a 2 RS iS* iS / a i0 eS ic eP VP ePS Rc im * X m eSP aeSP RL* a 2 RL VS* aVS 36 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Boşta Çalışma Deneyi VP iS* 0 iP i0 ic 0 Pc P0 iP2 RP i0 im P0 pf V0i0 0 cos 1 m e0 V0 i0 RP Pc P0 iP2 RP eS eP P0 pf V i 00 0 cos 1 Ye i0 0 V0 1 Rc Ye cos( 0 ) Xm 1 Ye sin( 0 ) e02 RC Pc ic Pc e0 im i02 ic2 e Xm 0 im a e0 VS Xm 2 f LPS aLm Lm LSP 1 Lm a 37 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Yüklü Çalışma VP jX LP iP iP RP RP iP VP P iP * S i X i S* i S / a LP LS RS iS i0 Z P iP ePS X ic im Rc X m e SP ePS VS RL N P :N S id e a l tra fo i0 m VP eP iP RP jiP X LP VS eS i2 RS jiS X LS S iS VS iS RS iS Z S jX LS iS eSP 38 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Yüklü Çalışma VP VP eP iP RP jiP X LP Z P iP ePS e * SP S P i0 V m RP * X LS a 2 X LS X LP RS* a 2 RS iS* iS / a i0 ic VP * * jX LS iS iS* RS* iP iP * VS eS* iS* RS* jiS* X LS RP iP iS* Z S* * S iS* jX LP iP ePS Rc im * X m eSP aeSP RL* a 2 RL VS* aVS 39 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Kısa Devre Deneyi Z eq X eq iSC X LP * X LS a 2 X LS Req RP RS* a 2 RS P pf cos 1 SC VSC iSC V Z eq SC iSC R e q Z eq cos( ) VSC X eq Z eq sin( ) * X LP X LS LLP X LP / 2 f X LS X L*S / a 2 LLS X LS / 2 f 40 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Gerilim Regülasyonu Req iP* aiP X eq iS i0 1 VP a ic im Rc Xm VS VP / a iS Z eq iS X eq VS S %VR iS Req iS %VR VSnl VSfl VSfl 100 VP / a VSfl VSfl 100 41 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Gerilim Regülasyonu ve Verim *Boşta çalışma deneyinden demir kayıplarını ve ilgili parametreleri bul. *Kısa devre deneyinden eşdeğer empedans ve bileşenlerini bul. *Isanma=S/Vs’den sekonder akımının tam yükteki değerini bul. *Belirli bir sekonder (yük) güç katsayısı (cos(θS)) için VP/a değerini hesapla. *Veya belirli bir güç katsayısı (cos(θS)) için VS değerini hesapla. *%VR’yi hesapla. *Po=VSiScos(θS) çıkış gücünü hesapla. *Pcu=IsanmaReq bakır kayıplarını hesapla. *Pin=Po+Pv+Pc giriş gücünü hesapla. *Verimi hesapla. Req X eq iP* aiP i0 1 VP a ic im Rc Xm iS VS 42 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör - Kayıplar Po VS I S cos(S ) Pin VP I P cos( P ) PPcu PScu Pfe Pc Pfe Pv PPcu PScu Po Po Pin Po Pc Pv 43 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Kısa Devre Deneyi Örnek 2.2 S 20kVA 8000 / 240V 50 Hz (Sekonderden uygulaniyor) V0 240V 240 1.3732rad 489 2.5 cos 1 Z eq VSC 195.61.3732 iSC a 8000 / 240 33.33 R e q Z eq cos( ) 195.6cos(1.3732) 38.3988 X eq Z eq sin( ) 195.6sin(1.3732) 191.7939 i0 7.133 A * X LP X LS 191.7939 / 2 95.8969 P0 400W LLP 95.8969 / (2 50) 0.305H LLS 95.8969 / (a 2 2 50) 0.0002746 H (Primerden uygulaniyor) VSC 489V iSC 2.5 A R p Rs* R e q / 2 38.4 / 2 19.2 Rs 19.2 / a 2 19.2 / 33.332 0.01728 PSC 240W 44 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Boşta Çalışma Deneyi Örnek 2.2 S 20kVA 8000 / 240V 50 Hz (Sekonderden uygulaniyor) V0 240V i0 7.133 A P0 400W Pc Po 400W 400 0 cos 1.33rad 240 7.133 e0 V0 240V 1 e02 2402 Rc 144 Pc 400 ic Pc 400 1.666A e0 240 (Primerden uygulaniyor) VSC 489V im i02 ic2 6.937A Xm e0 34.597 im X m 34.597 2 f 2 50 Lm 0.110H Lm LPS aLm 3.67H LSP 1 Lm 0.00329H a iSC 2.5 A PSC 240W a.) Geri kalan tüm parameterlerin değerlerini hesaplayınız. b.) Primere indirgenmiş tam modeli çıkartınız. NOT: Diğer modeller de (örneğin tam model) sorulabilirdi. 45 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Endüktans ve Direnç Hesapları Örnek 2.2 S 20kVA 8000 / 240V 50 Hz (Sekonderden uygulaniyor) V0 240V i0 7.133 A P0 400W LP LPS LLP LP 3.67 0.305 3.975H LS LSP LLS LPS aLm 3.67H LSP 1 Lm 0.00329H a LS 0.00329 0.0002746 LS 0.0036H k Lm 0.11 0.9255 LP LS 0.1175 (Primerden uygulaniyor) VSC 489V iSC 2.5 A PSC 240W 46 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Primere İndirgenmiş Tam Model iP 19.2 j 95.8969 j 95.8969 iS* i0 ic 144 19.2 im j 34.5973 VS* aVS 47 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Gerilim Regülasyonu ve Verim Hesabı Tam yük altında, 0.8 sekonder geri güç faktörü için %VR ve Ƞ değerini hesaplayınız. Req iP* aiP X eq iS VP / a 251.118V i0 1 VP a ic im Rc Xm iS Z eq 0.0389rad VS VS 240V iS X eq iS Req 0.644rad iS 83.33 A 20000 83.33-0.644A 240 Rs RP / a 2 0.01728 19.2/33.332 isanma Req VP / a 250.928 j9.769 VP / a 251.1180.0389 R e q 0.0345 X eq =191.7939/33.332 0.1725 VP / a 240 0.0345 83.33-0.644+j0.1725 83.33-0.644 VP / a 240 2.8748-0.644+14.37440.9268 VP / a 240 2.298 j1.726 8.63 j11.495 %VR= 251.118 240 100 %4.63 240 48 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Gerilim Regülasyonu ve Verim Hesabı Tam yük altında, 0.8 sekonder geri güç faktörü için %VR ve Ƞ değerini hesaplayınız. 1 VP a Req iP* aiP X eq iS VP / a 251.118V i0 ic im Rc Xm iS Z eq 0.0389rad VS VS 240V 0.644rad iS X eq iS Req iS 83.33 A Po 240 83.33 cos(0.644) 16000 W Pv 83.332 0.0345 239.56W Pc 400W Pin Po Pv Pc 16000 400 239.56 Pin 16639.56W 16000 16639.56 100 %96.15 49 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Maksimum Verim noktası 0.8 geri güç faktörü için, verimin maksimum olduğu kVA yüklenme değerini ve bu yükteki sekonder akımını hesaplayaınız. 1 VP a Req iP* aiP X eq iS Pv iS2 0.0345 i0 ic im Rc Xm Pc 400W Pv Pc VS 400 107.6A 0.0345 S 240 107.6 25825VA iS Po 240 107.6 cos(0.644) 20651W Pin Po Pv Pc Pin 20651 2 400 21451W max 20651 21451 100 %96.27 50 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Maksimum Verim noktası Soru: Bu trafo maksimum verimde çalışabilir mi? 1 VP a Req iP* aiP X eq iS Pv iS2 0.0345 i0 ic im Rc Xm Pc 400W Pv Pc VS 400 107.6A 0.0345 S 240 107.6 25825VA iS Po 240 107.6 cos(0.644) 20651W Pin Po Pv Pc Pin 20651 2 400 21451W max 20651 21451 100 %96.27 Cevap: Bir trafonun maksimum verimde çalışabilmesi için maksimum verim noktasının trafounun VA cinsinden güç değerinin altında bulunması gerekir. Dolayısıyla buradaki trafo maksimum verimde çalışamaz. 51 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Örnek 4kVA 200/400V bir trafonun; primere indirgenmis esdeger direnci 0.15' dur. Pfe =60W olduguna göre: a.)0.9 geri güç faktöründe tam yükte nedir? b.)0.8 ileri güç faktörleründe yari yükte nedir? 200 0.5 400 0.15 Req 0.6 0.52 4000 isanma 10 A 400 4000 0.9 100 4000 0.9 102 0.6 60 %96.77 0.5 4000 0.8 b.) 100 0.5 4000 0.8 52 0.6 60 %95.52 a.)a Kitaptan çalışma ödevi: Örnek 2.5 52 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör – Maksimum Verim Koşulları iS2 R e q Pc d 0 d (IS ) max iSanma iS m Pv Pc VS iS cos(S ) VS iS cos(S ) iS2 R e q Pc Pc Req iS m iS m I S ( A) iSanma VS iS m VS iSanma 1 Pc Req iSanma kVA n kVA Pc Pvanma Pc Pvanma P i c 2 Sanma iS m iSanma Req Pc Pvanma VS iS cos(S ) 0 2 V i cos( ) i R P S S eq c SS VS iS cos(S ) iS2 R e q Pc did VS iS cos(S ) VS iS cos(S ) did VS iS cos(S ) iS2 R e q Pc 0 S S d diS V i S S cos(S ) iS2 R e q Pc VS cos(S ) VS iS cos(S ) VS cos(S ) 2iS R e q 0 iS2 R e q Pc Pv Pc 53 7 – Transformatörler Gerçek Transformatör - Örnek 100kVA’lık bir trafonun anma yükünde demir kayıpları 1.2kW, bakır kayıpları ise 1.5kW’tır. a.)Maksimum verim için trafo kaç kVA’da çalışmalıdır. b.)Birim güç faktöründe tam yükte trafonun maksimum verimi nedir? a.)kVA n kVA kVA n 100 Pc Pvanma 1.2 89.4427 kVA 1.5 b.) Pc Pv 1.2kW VS iS 1 100 VS iS 1 Pv Pc 100 100 %97.66 100 2.4 54 7 – Transformatörler Ayarlı Transformatör (Ototrafosu) 55 7 – Transformatörler Ayarlı Transformatör (Ototrafosu) Klasik Trafolara (Nüveli) Göre Üstünlükleri: *Daha az iletken gereketirirler. *Daha yüksek verime sahiptirler. *VR performansları daha iyidir. *Güç yoğunlukları daha yüksektir. *Daha küçük bir mıknatıslama akımı çekerler. NOT: yukarıdaki üstünlükler dönüşüm oranı büyüdükçe ortadan kalkmaktadır. Klasik Trafolara (Nüveli) Göre Sakıncaları: *Giriş ve çıkış arasında elektriksel bağlantı vardır, yani yalıtım yoktur. *Ototrafoları güvenli değildir, genel kullanıma uygun değildir. *Kısa devre akımları daha yüksektir. 56 7 – Transformatörler Ölçü (Enstrüman) Transformatörleri 1. Akım Transformatörleri: Yüksek akım değerlerindeki bilgileri işlemek için veya ölçmek için bu yüksek değerlerin uygun düşük değerlere düşürülmesi gereklidir. Bu yüzden akım trafolarına ihtiyaç duyulur. Devreye seri bağlanır, dolayısıyla primer direnci çok küçüktür. Sekonderi bir ampermetreye bağlanacak şekilde “yani sekonderi kısa devre” tasarlanırlar. Bu yüzden, bir akım trafosunun ucu asla açıkta bırakılmaz. Aksi takdirde tahrip olurlar. Eğer akım trafosunun uçları kullanılmayacaksa bile kısa devre edilir. ***Sargılı ve Bara olmak üzere iki farklı yapıda imal edilirler. ***Sekonder sargının bir ucu topraklanır. (Müstakil veya müşterek) ***Koruma devrelerinde 3 sınıfı, sayaçlarda 0.2-0.5 sınıfı, ölçü aletlerinde 1 sınıfır kullanılır. 57 7 – Transformatörler Ölçü (Enstrüman) Transformatörleri 58 7 – Transformatörler Ölçü (Enstrüman) Transformatörleri 59 7 – Transformatörler Ölçü (Enstrüman) Transformatörleri 60 7 – Transformatörler Ölçü (Enstrüman) Transformatörleri 61 7 – Transformatörler Ölçü (Enstrüman) Transformatörü 2. Gerilim Transformatörleri: Akım trafolarında olduğu gibi yüksek gerilim değerlerini uygun değerlere düşürerek işlemek veya ölçmek için kullanılırlar. Devreye paralel bağlanırlar, dolayısıyla primer dirençleri çok yüksek olacak şekilde tasarlanırlar. Gerilim trafoları sekonderi bir voltmetreye bağlanacak şekilde “yani boşta çalışmak üzere” tasarlanmış trafolardır. Sekonder uçları kesinlikle kısa devre edilmemelidir. Aksi takdirde tahrip olurlar. ***Bara tipinde imal edilemezler. ***Koruma devrelerinde 3 sınıfı, sayaçlarda 0.2-0.5 sınıfı, ölçü aletlerinde 1 sınıfı kullanılır. ***Faz-Toprak ve Faz-Faz şeklinde imal edilirler. 62 7 – Transformatörler Ölçü (Enstrüman) Transformatörü 63 7 – Transformatörler Ölçü (Enstrüman) Transformatörü 64 7 – Transformatörler Ölçü (Enstrüman) Transformatörü 65 7 – Transformatörler Ölçü (Enstrüman) Transformatörü 66 7 – Transformatörler 3 Fazlı Transformatörler Üç fazlı transformatörler genellikle güç iletiminde kullanılmaktadır. İki farklı şekilde kullanımı vardır. 1. 2. Üç adet tek fazlı transformatörün uygun bağlantısı ile elde edilebilir. Ortak bir nüve üzerine üç fazlı olarak da imal edilebilir. İlk kullanım çözüm amaçlıdır ikinci kullanım ise yaygın durumdur. Her iki şekilde de iki adet üç fazlı trafo sistemimiz var olduğunu kabul edelim. Ayrıca, bir faza gerilim gelmediğini fakat diğer iki faza geldiğini düşünelim. Bu durumda, tek fazlı trafo grubundan oluşan üç fazlı trafo (1) çalışmaya devam ederken üç fazlı sarım ile ortak bir nüve üstüne imal edilen üç fazlı trafo (2) serviş dışı kalır. Her iki durumda da dört farklı bağlantı çeşidi vardır. 1. 2. 3. 4. Y-Y ∆-∆ ∆-Y Y-∆ 67 7 – Transformatörler 3 Fazlı Transformatörler R a S b T c 68 7 – Transformatörler 3 Fazlı Transformatörler R a S b T c 69 7 – Transformatörler 3 Fazlı Transformatörler R a S b T c 70 7 – Transformatörler 3 Fazlı Transformatörler R a S b T c 71 7 – Transformatörler 3 Fazlı Transformatörler R a S b T c 72 7 – Transformatörler 3 Fazlı Transformatörler R a S b T c 73 7 – Transformatörler 3 Fazlı Transformatörler R a S b T c 74 7 – Transformatörler 3 Fazlı Transformatörler R a b S T c 75 7 – Transformatörler 3 Fazlı Transformatörler * Nötr elde etmek için Y bağlantı kullanılır. (3 faz 4 tel) * Y-Y en nadir kullanılan bağlantı çeşididir. * İletim hatları genellikle Y-∆ ….. ∆-Y şekilde bağlanır. İletim üçgen bağlantı ile yapılır ve nötr hattına ihtiyaç ortadan kalkar, böylece maliyet azalmış olur. * Zig-zag bağlantı fazların dengesiz yüklendiği durumlarda tercih edilir. * Dağıtım trafolarının Y noktası topraklanır, böylece faz-toprak kısa devrelerinde can ve mal kaybı önlenmiş olur. Hattın empedansı yeterli değilse, topraklama bir empedans üzerinden yapılır. Bu empedansın hesaplanması ve topraklama yöntemleri çok önemli konulardır ve enerji iletimi ve dağıtımı alanının konularıdır. * Yüksek gerilim trafolarında hattın empedansı yeterli olduğu için topraklama çoğu zaman doğrudan yapılır. * Bunlardan başka, nötr hattının yüklenme biçimine göre de bağlantı çeşitleri bir takım farklılıklar göstermektedir. Yine bu durum da enerji iletimi ve dağıtımının bir konusudur. 76