akım transformatörlerinin işlevi

AKIM
TRANSFORMATÖRLERİ
AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRÜ



AKIM TRANSFORMATÖRLERİ; ÖLÇÜ, KORUMA
VE KUMANDA DEVRELERİNİN BESLENMESİNDE
AG VE YG DEVRELERİNDE KULLANILIR.
AG DEVRELERİNDE YÜKSEK AKIM DEĞERİ İÇİN
BÜYÜK KESİTLER KULLANILDIĞINDAN,ÖLÇÜ
ALETLERİNE BAĞLANTI YAPABİLMEK MAKSADI
İLE AKIM TR KULLANILMASI GEREKİR.
YG AKIM DEĞERLERİ KÜÇÜK OLSA BİLE ÖLÇÜ
VE KORUMA ALETLERİNİN YALITIMI İÇİN AKIM
TR İHTİYAÇ VARDIR.
AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRÜ
AKIM TR KORUMADA (P) VE ÖLÇMEDE
(M) KULLANILIR VE İKİ AYRI TİP OLARAK
İMAL EDİLİRLER.
 ÖLÇÜDE KULLANILANLAR AŞIRI AKIMA
YADA KISA DEVRE HALLERİNDE ÇABUK
DOYARAK ÖLÇÜ ALETLERİNİN
HASARLANMASINI ÖNLEMELİ VE CAN
GÜVENLİĞİ TEHLİKEYE
DÜŞÜRÜLMEMELİDİR. (n < 5, n < 10 )

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRÜ
KORUMADA KULLANILANLAR İSE
PRİMERDE OLUŞAN AŞIRI AKIM VE
KISA DEVRE DEĞERLERİNİ
SEKONDERE DOĞRULUKLA
ÇEVİREBİLMELİDİR.
 BU SEBEPLE MAĞNETİK
ÇEKİRDEKTEKİ DOYMA,NOMİNAL
AKIMIN EN AZ n >5 VE YA n >10 KATI
DEĞERİNDE BAŞLAMALIDIR.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRÜ
DOYMA KATSAYISI
AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRÜ
AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRÜ
AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ
Akım transformatörlerinin primer
sargı uçları P1-P2 veya K-L şeklinde;
sekonder sargı uçları ise S1 -S2 veya
k-l şeklinde işaretlenir.
 Sekonder uçlarda ters bağlantılar,
sayaçlarda yanlış yazmalara yol açar;
 Montajda uç kontrolü önemlidir.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ
 Akım
transformatörlerinin
sekonder taraflarında bir uç,
transformatör içinde, primerden
sekondere oluşacak
atlamalarda, sekonder devre
donanımlarını korumak için
topraklanır.
AKIM
TRANSFORMATÖRLERİNİN
SEKONDERİNİN
TOPRAKLANMASI
AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ

Primer devreden akım geçerken
sekonder devrenin açılması, bu sargıda
aşırı gerilimler oluşmasına yol açar. Bu
sebeple sekonder devrede gerilim
altında çalışma yapılacak ise, önce
sekonder uçlar kısa devre edilir;
emniyet sağlanır; gerekli işlemden
sonra kısa deve kaldırılır.
AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ
Transformatörün nüvesi ısınır. Sargılar
ısınır ve bunun sonucunda sargı
izolasyonu bozulur.
 Sekonder uçlarda fazla bir gerilim
indüklenir ve çalışan personelin hayatı
tehlikeye girer.
 Yağlı tiplerde yağ ısınır ve patlamaya
kadar gider. Bağlı bulunduğu faz
geriliminde düşme görülür. Transformatör
hasar görür.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ
Akım transformatörleri için temel iki
karakteristik kullanım gerilimi ve
değiştirme oranıdır.
 Kullanım gerilimi: Yalıtımla ilgilidir ve
bağlanacağı devre geriliminden büyük
olmalıdır.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ
Primer akım (I1): Akım transformatörleri
primer akımları 10-15-20-30-50-75 A ve
bu değerlerin katları olarak imal edilirler.
 Sekonder akım (I2): Sekonder devre 5A
ve bazı özel haller için 1A olarak
standartlaştırılmıştır.
 Değiştirme oranı: I1/I2 oranıdır.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ
Transformatörün hata sınıfı: Normal
işletme şartlarında transformatörün
değiştirme oranında yapabileceği hata
yüzdesini göstermektedir.
 Transformatörün anma gücü: Sekonder
devrenin nominal akım ile beslediği güç
(transformatör iç kayıpları dahil)
anlaşılmaktadır.
 Doyma katsayısı (ALF,n): Nominal aşırı
akımın nominal akıma bölümüdür.Nominal
aşırı akım transformatör çekirdeğinde
doymanın etkin bir şekilde ortaya çıktığı
akım değeri olarak bilinir.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ
Emniyet faktörü (FS): En az %10
değiştirme oranının hatasına yol açan
akımın nominal akıma oranıdır.(ALF ve FS
değerleri benzer değerler olup
transformatörün kullanım amacına göre
söz konusu olmaktadır.)
 Doğruluk sınıfı: Belirli güç ve akım şartları
altında değiştirme hatası ve faz açısı
hatasının sınır değerini gösterir.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ
Örnek: Etiket değerleri 38 kV; 50 Hz; Ith 25
kA; Idyn 62,5 kA
 150/5; 1S1-1S2 15 VA; sınıf : ± 1 FS <10
 150/5; 2S1-2S2 15 VA; 5P n = 10
olan akım transformatörü 34,5 kV’da, bir
sargısı ölçme, diğer sargısı koruma
maksadı ile kullanılabilecektir. 1 saniye
süre ile 25 kA kısa devre akımına ve 62,5
kA darbe kısa devre akımına
dayanabilecek yapıdadır.
Idyn =2,5Ith şeklinde imalat yapılmaktadır..

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ



Primerinden 150 A geçtiğinde sekonderinde
(5x0.01= 0.05) 5,05-4,95 A arasındaki değerler
okunabilecektir.
1. Sargı ölçü maksadı ile kullanıldığından nominal
akımın (FS)10 katından küçük değerlerde doyarak
%10 değiştirme hatası oluşacaktır.
2. Sargıdaki 5P 10 ifadesinde 5P Doğruluk sınıfını
10 doyma katsayısını göstermektedir. P koruma
maksadı ile kullanmayı, 5 doyma noktasına
ulaşıldığında hata yüzdesini ifade eder.
AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ
Bu transformatörün primerinden
150x10 =1500 A geçtiğinde sekonder
akım %5 eksik dönüştürülmüş
olacaktır.
 Bu hata miktarları sekonderin 15 VA’
le yüklü olması hali için geçerlidir.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ
Akım transformatörlerinin gücü ile
belirlenen sekonder devre yüküne
yabancı kaynaklarda burden adı
verilmektedir. Bu yük değeri doyma
katsayısı üzerinde etkilidir.
 Doyma katsayısı ölçü devreleri için
olabildiğince küçük olmalıdır.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ

Etiket değerleri, verilen yük için
geçerlidir. Küçük yüklerde doyma
katsayısı büyür. Transformatöre bağlı
aletlerin yükleri ve bağlantı hatlarının
yükleri, transformatör nominal
yüküne eşit olmalıdır. Bunu temin
için sekonder devreye ilave yük
bağlanmalıdır.
AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ
Örnek: 100/5 A, 30 VA; 0,5FS5
karakteristiğinde bir akım
transformatörüne bağlı aletler
 1 Ampermetre 2,5 VA
 1 wattmetre 3 VA
 25 m 2,5mm2 hat 4,5 VA
 Toplam 10 VA ise

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ

Transformatörlerde nominal güç ile doyma
katsayısının çarpımı yaklaşık olarak
sabittir. Bu hesap yukarıdaki verilere
uygulanırsa 30x5 = 150 VA ve 10 VA güç
için doyma katsayısı 150/10 = 15 bulunur.
Bu sebeple transformatör uygun değildir.
15 VA’lik bir trasformatör seçilirse gerçek
ALF (n) için 15x5/10 = 7,5 elde edilir.
Uygun sonuç alınır.
AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ

Korumada kullanılacak akım
transformatörlerinde, ölçünün
aksine, koruma rölelerinin doğru
çalışması için doyma nominal akımın
en az 10 katı değerlerde başlamalıdır.
Akım transformatörünün nominal
yükü en az beslediği devrelerin
yüküne eşit olmalıdır.
AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ

Örnek : 400/5 A; 15 VA; 5P10 bir
transformatöre 1 Aşırı akım rölesi 8
VA 1 Diferansiyel röle 1 VA Hatlar 3
VA Toplam Sy = 12 VA bağlanmıştır.
Sn.nn = Sy.ny = sabit Sn = 15 Nn = 10
Doyma katsayısı =15x10/12 =12,5
seçim doğrudur.
AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ
Yukarıdaki açıklamalarda ,
transformatörün nominal güç ile
doyma katsayısının çarpımının
yaklaşık olarak sabit olduğu kabul
edilmiştir.
 Akım transformatörünün eşdeğer
şemasına göre yapılan gerçek
hesaplama aşağıda gösterilmiştir.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ








Akım transformatörünün eşdeğer şeması
Rat : Akım tr. iç direnci
R : Bağlantı hatları dahil
yük direnci (Burden)
Pn : Nominal yük
Pr : Gerçek yük
Pi : Tr. İç kayıpları
kn : Nominal doyma
V=I2(Rat +R) katsayısı
I2 =kn.In ve R= Rn = Pn/In
2 için Vn = kn.In.(Rat+Rn)
I2 =kn.In ve R= Rp = Pr/In
2 için Vr = kn.In.(Rat+Rp) dir.
AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ
Akım transformatörünün eşdeğer şeması
 Yüke göre akım transformatörünün çalışma
noktası
 Küçük yük dirençleri halinde Vn çalışma
noktasına gelebilmek için
 kn katsayısından büyük bir kr katsayısı gerekir.
 Vn = kr.In(Rat+Rp )
 Pn yükü ve kn.In akımı için çalışma noktası
 Pr yükü ve kn.In akımı için çalışma noktası

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ






Gerçek yükte doymanın aynı noktada (Vn)
olması için kr ne olmalıdır?
Vn = kn.In (Rat+Rn) Vn= kr.In (Rat+Rp)
Rp, Rn den küçük ise kr, kn den büyük
olacaktır.
İki denklem birleştirilirse, dirençler yerine
güçler cinsinden değerler konarak
kr = kn (Pi+Pn) / (Pi+Pr)
bulunur.
AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ
Örnekler
 Elektromağnetik röleler için ekseriyetle
20VA, 5P 30 bir akım tr.kullanılırken,
digital röleler için 5VA, 5P 20 bol bol
yeterlidir.
 Kr hesaplarında emniyet katsayısı olarak 2
alınır. Bu bilgilere göre bir motor ve bir
transformatör korumasında kullanılacak
akım transformatörleri için hesap yapalım.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ
Motor : In=200 A, yol alma akımı 7 In,
Ismax = 8In (korumada set değer)
 Eğer akım tr.’nün nominal akımı, motor
akımına eşit ise kr = 2 x 8In / In =16
 Akım transformatörü 300/1 değiştirme
oranlı ise kr = 16x 200/300 =12
olması gerekli en küçük değerler olarak
bulunur.

AKIM TRANSFORMATÖRLERİ
DOYMA KATSAYISI
ÖRNEK:100/5 A - n < 5 AKIM TRANSFORMATÖRÜNDE 5 MİSLİ PRİMER AKIMINDA
5*100=500 A, SEKONDER AKIMI= 0,90*5*5 =
22,5 A VEYA BUNDAN DAHA DÜŞÜK
SEVİYEDE KALMASI SAĞLANMALIDIR.
BU SAYEDE AKIM TR BAĞLI AMPERMETRE,
SAYAÇ VE ÖLÇÜ ALETLERİNİN ZARA
GÖRMESİ ÖNLENİR.

ELEKTRONİK AKIM SENSÖRÜ
ELEKTRONİK AKIM SENSÖRÜ
Çok küçük boyutlu ve hafif.
 25A/150mV’dan 1600A/150mV’a kadar 25 A
kademeler halinde her çevirim oranında
çalışabilmesi.
 Akım kademe ayarının her zaman
yapılabilmesi.
 Özel nüvesi sebebiyle doyma durumunun
olmaması.

ELEKTRONİK AKIM SENSÖRÜ
Kararlı yapısı ile arıza olasılığının çok az
olması.
 In değerinin ayarlanabilmesi nedeniyle
stoklanabilir olması.
 Çok kısa sürede üretim ve teslimi
nedenleriyle üretici ve kullanıcılar için büyük
avantaj sağlamaktadır.
 Koruma için EAS kullanılacak sistemde
22,5/150 mV girişe sahip bir rolenin nevcut
olması yeterlidir.

ELEKTRONİK AKIM SENSÖRÜ
EAS Kurulumu ve ayarlanması son derece
çok kolaydır.
 Akım Sensörleri P1 ve P2 yönlerine dikkat
edilerek kablo ve bara ortasından geçecek
şekilde monte edilir.
 EAS toprak bağlantıları yapılır ve roleye
kablolar irtibatlanır.
 Rolenin çevirim oranları In ayarları ve diğer
ayarlar yapılır.

ELEKTRONİK AKIM SENSÖRÜ
ELEKTRONİK AKIM SENSÖRÜ
AKIM
TRANSFORMATÖRLERİNİN
SEMBOLLERLE GÖSTERİLİŞİ
AKIM
TRANSFORMATÖRLERİNİN
HATA SINIFI
AKIM
TRANSFORMATÖRLERİNİN
ETİKET DEĞERLERİ
AKIM
TRANSFORMATÖRLERİNİN
POLARİTE TAYİNİ