Toroid Akım Trafosu Nasıl Bağlanır

Toroid Akım Trafosu Nasıl Bağlanır
Toroid Akım Trafosu Nasıl Bağlanır

AKIM TRAFOLARI

I AKIM TRAFOLARININ İŞLEVİ VE ELEMANLARI

İşlevi :
Primer devre akımını dönüştürme oranı dahilinde küçülterek sekonder devre elemanlarına aktaran transformatördür Aynı zamanda ölçü ve koruma cihazlarının yüksek gerilim sisteminden yalıtımını da sağlarlar

Elemanları :

a) Primer sargı
b) Sekonder sargı
c) Manyetik nüve
d) İzolatör (yağlı tipte)
e) Gövde

Primer sargılar kalın kesitli iletkenden az sarımlı, sekonder sargılar ise primere
göre ince kesitli iletkenden ve çok sarımlı olarak imal edilirler

Ayrıca, dağıtım sistemlerimizde son zamanlarda oldukça yaygın olarak kullanılmaya başlanan Metal Muhafazalı Modüler Hücrelerde ölçme ve koruma amaçlı özel bir yapıya sahip Toroidal Akım Algılayacıları da kullanılmaktadır

II AKIM TRAFOLARININ DEVREYE BAĞLANTI ŞEKLİ

Primer sargı şebekeye seri olarak bağlanır Sekonder sargı uçlarına ise ölçü ve koruma cihazlarının akım bobinleri seri olarak bağlanır

Akım trafosunun primer sargısının P1 ucu akımın girişi, P2 ucu çıkışıdır Sekonder sargının S1 ucu akımın çıkışı, S2 ucu giriş olarak devreye bağlanır Her iki sargının P1 ve S1 uçları, polarite uçları olarak isimlendirilir

Sekonder sargının polarite olmayan S2 ucu güvenlik açısından mutlaka topraklanmalıdır

III AKIM TRAFOLARININ SEKONDER UÇLARININ BOŞTA KALMASI

Akım transformatörünün sekonder devreleri, primerden akım geçerken açık kalırsa, sekonder akımının meydana getirdiği zıt elektromotor kuvvet ortadan kalkar Primerden geçen akıma bağlı olarak mağnetik akı önemli ölçüde artar

Bunun neticesinde:

• Transformatörün nüvesi ısınır

• Sargılar ısınır ve bunun sonucunda sargı izolasyonu bozulur

• Sekonder uçlarda fazla gerilim indüklenir ve çalışan personelin hayatı tehlikeye girer

• Yağlı tiplerde yağ ısınır

• Bağlı bulunduğu faz geriliminde düşme görülür

• Transformatör hasar görür

IV AKIM TRAFOSUNUN SEKONDER SARGISININ TOPRAKLANMASI

Akım trafosunda meydana gelen bir arıza nedeniyle primer devre gerilimi primer sargı ile sekonder sargı arasında bir hata akımı oluşturur Bu akım topraklanan sekonder uçtan devresini tamamlar Sekonder ucun topraklanmaması halinde söz konusu arızada primer devre gerilimi, sekondere bağlı olan ölçü ve koruma devrelerine uygulanmış olacaktır Bu durum ise ölçü ve koruma cihazlarının izolasyonlarının bozularak hasarlanmasına ve çalışan personel için hayati tehlike oluşturmasına neden olur

V AKIM TRAFOSUNUN KULLANMA AMAÇLARI

Akım trafoları iki amaç için kullanılır:

1 Ölçme Amaçlı:
Direkt olarak ölçülmesi mümkün olmayan büyüklükteki akım değerlerini ölçülebilecek akım değerine düşürmek amacıyla kullanılırlar Hata sınıfları 0,5 ve doyma katsayısı ise n10 olan akım trafoları seçilerek koruma amaçlı rölelerin akım bobinlerini çalıştırırlar

VI AKIM TRAFOLARI ETİKET DEĞERLERİ

FİRMA ADI : Akım trafosunu imal eden firmanın adı

MARKASI : Akım trafosunun imalatçı firma tarafından belirlenmiş
ismi

SERİ NO : İmalatçı firmanın imalat seri numarası

İMAL YILI : İmal edildiği tarih

KULLANMA
GERİLİMİ : Akım trafolarının çalışabileceği nominal işletme gerilimi

PRİMER AKIM (A) :Akım trafolarının bağlanabileceği nominal primer devre akımını ifade eder (5-10-12,5-15-20-25-30-40-50-60-75-100) sayılarının 5 ve 10 katları akım değerinde imal edilirler

SEKONDER AKIM(A) : Akım trafosunun imalinde esas olarak alınan ve trafonun nominal çalışma şartlarını belirten sekonder anma değeridir 1 ve 5 A olarak imal edilirler

GÜCÜ (VA) : Akım trafosunu anma gücü, sekonder devreye bağlanacak ölçü ve koruma cihazlarının gücü ile ilgilidirAşağıdaki listede çeşitli ölçü ve koruma aletlerine ait güçler belirtilmiştirAkım trafolarının standart anma güçleri 25-5-10-15-30-60-100 VA dir

ÖLÇÜ ALETLERİ GÜCÜ (VA)
Ampermetre 1 VA
Aşırı akım rölesi 25 VA
Sayaç akım bobini (mekanik) 08 VA
Sayaç akım bobini (digital) 0,5 VA
Dijital ampermetre 04 VA
25 mm2 çiftli bakır kablo 36 VA
4 mm2 çiftli bakır kablo 22 VA

HATA SINIFI : Akım trafolarının % 50-120 primer akımlarında ve %25-100 sekonder yüklerde yapabileceği en çok hatayı % de olarak ifade eder
HATA SINIFI

%YÜK % ORAN HATASI
10 20 100 120
0,2 0,50 0,35 0,20 0,20
0,5 1,00 0,75 0,50 0,50
1 2,00 1,50 1,00 1,00

DOYMA KATSAYISI : Akım trafoları %120 yüklenmelerine karşın hataları kendi sınıfları içinde kabul edilir Yani primerdeki akım değeri arttıkça sekonderdeki akım değeri de aynı oranda artar Ancak, arıza sırasında trafonun primerinden büyük akımlar geçeceğinden, trafonun kullanış amacına göre sekonderden aynı orandaki akımın artışı belli bir değerden sonra istenmeyebilir Çünkü ölçü aletleri normal işletme şartlarında çalıştıklarından %120 den daha fazla akımla yüklenmeleri hem söz konusu olmaz, hem de büyük akımlar ölçü aletlerinde hasara yol açabilir Bu nedenle arıza hallerinde sekonderde oluşacak akımın, sekonder anma akımının 5 katından büyük olması istenmez Anma akımın 5 katından önce manyetik çekirdeği doymaya giden bir akım trafosu bunu gerçekleştirir Koruma devrelerinde kullanılan röleler için ise, arıza sırasında çalıştıklarından arızalı kısmın seçiciliğini sağlamak amacı ile sekonder anma akımının en az 10 katına kadar dönüştürme oranının bozulmaması istenir Bu durum akım trafolarının etiketinde n10 şeklinde belirtilir

TERMİK ANMA AKIMI (Ith): Bir akım trafosunun birim zaman içinde hasar görmeden dayanabileceği kısa devre akım değeridir Bu değer, akım trafosunun imal edildiği standarda bağlı olarak nominal akımın 40 ile 100 katı arasında olabilir

DİNAMİK ANMA AKIMI (Idyn) : Primer şebekedeki bir kısa devre anında ilk periyotta geçecek darbe akımının yol açacağı mekanik kuvvetler açısından akım trafosunun dayanabileceği termik anma akımının 2,5 katıdır

FREKANS : Akım trafosunun imalinde esas olarak alınan frekans değeridir Bu değer Türk standartlarında 50 Hz olarak belirtilmiştir

VII AKIM TRAFOSUNDA POLARİTE ve TAYİNİ

Akım trafolarında akımın primerden giriş ucu ile sekonderden çıkış uçları polarite uçları olarak adlandırılır Bu uçların bulunma işlemine de polarite tayini denir

Akım trafosunun giriş çıkış uçları bilinmeden, ölçü ve koruma cihazları bağlanamaz Bu işlem polarite uçları bilinmeyen bir akım trafosunun uçlarını bulmak veya firmanın işaretlediği uçların doğruluk kontrolü için yapılır

+ -

BUTON

P1 P2

S1 S2

+ -

Uçları işaretli bir akım trafosunun polarite uç tayini

• Pilin (+) ucu yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi P1 ucuna bağlanır
• Pilin (-) ucu akım trafosunun P2 ucuna bağlanır
• Mili ampermetrenin (+) işaretli ucu akım trafosunun S1 ucuna bağlanır
• Mili ampermetrenin (-) ucu akım trafosunun S2 ucuna bağlanır
• Butona basılır ve birkaç saniye süreyle kapalı tutup kapama esnasında ampermetre ibresinin sapma yönü gözlenir
• Mili ampermetre ibresi sağ yöne sapmışsa, işaretlenmiş olan uçlar doğrudur
• Mili ampermetre ibresi sol yöne sapmışsa, işaretlenen uçlar yanlış demektir Bu durumda sekonderdeki S1 ve S2 işaretlerinin yerleri değiştirilmek suretiyle düzeltme yapılır

Uçları belli olmayan bir akım trafosunun polarite uç tayini

• Primer uçlar rasgele işaretlenir
• Pilin (+) ucu akım trafosunun P1 olarak işaretlediğimiz ucuna bağlanır
• Pilin (-) ucu trafonun P2 ucuna bağlanır
• Akım trafosunun sekonder uçları mili ampermetreye bağlanır
• Butona basılır ve ibrenin sapması gözlenir
• İbre sağ yöne saparsa, ölçü aletinin (+) ucuna bağlanan sekonder ucu S1 (-) olan diğer ucuna bağlı sekonder ucu S2 olarak işaretlenir

VIII AKIM TRAFOSUNUNDA DÖNÜŞTÜRME ORANI VE TESTİ

Akım trafosu etiketinde yazılı olan primer devre akımının, sekonder devre akımına oranına, dönüştürme oranı denir

DÖNÜŞTÜRME ORANI =

Bu değer bütün akım trafolarının etiketinde yazılıdır

Örnek : Etiketinde 400/5 A yazan akım trafosunda 400 rakamı primer akımını, 5 rakamı da sekonder akımını ifade eder Buna göre bu akım trafosunun dönüştürme oranı ,
= 80 olarak hesaplanır

Dönüştürme oranı bilinmeyen veya doğruluğundan şüphe edilen bir akım transformatörünün dönüştürme oranını ölçme yolu ile tespit etme işlemine oran testi denir

Akım Trafolarında Oran Testi Yapılması:

Akım trafolarında oran testi yapmak için primer akımının en az %10 ‘unu verebilecek bir akım kaynağı, primer ve sekonder devre akımlarını ölçebilecek iki ampermetre ve bağlantı kabloları gereklidir

ÖRNEK : Aşağıdaki devre bağlantı şeması verilen akım trafosunun primerine akım tatbik edildiğinde, primerdeki A1 ampermetresi 40 A , sekonderdeki A2 ampermetresi 0,5 A gösterdiğinde dönüştürme oranının ,

olduğu görülür Bu akım trafosu, sekonderi 5 A olan bir akım trafosu ise, akım trafosunun primer akımı (80×5)= 400 A, akım oranı 400/5 Adir Bu akım trafosu, sekonderi 1 A olan bir akım trafosu ise, akım trafosunun primer akımı (80×1)= 80 A, akım oranı ise 80/1 A dir

AKIM TRAFOSU DÖNÜŞTÜRME ORANI TEST ŞEMASI

IX AKIM TRAFOSUNDA OLUŞABİLECEK ARIZALAR

• Primer sargı arızaları (kısa devre, kopuk ve izolasyon bozulması)
• Sekonder sargı arızaları (kısa devre, kopuk ve izolasyon bozulması)
• Primer ve sekonder sargı aralarında kaçak ve hata akımları
• Primer ve sekonder sargı ile nüve arasındaki kaçak ve hata akımları
• Primer ve sekonder terminal bağlantı hataları ve kötü temas dirençleri
• Gövde ve kaidede bozulma, deformasyon, çatlak ve kırıklar

GERİLİM TRAFOLARI

X GERİLİM TRAFOSUNUN İŞLEVİ VE ELEMANLARI

Primer devre gerilimini dönüştürme oranı dahilinde küçülterek sekonder devre elemanlarına aktaran ve primerle sekonder gerilimler arasındaki faz farkı yaklaşık sıfır derece olan transformatörlerdir Aynı zamanda ölçü ve koruma cihazlarının yüksek gerilim sisteminden yalıtımını da sağlar

Elemanları :

• Primer
• Sekonder sargı
• Manyetik nüve
• İzolatör (yağlı tiplerde)
• Gövde

Primer sargılar ince kesitli iletkenlerden çok sarımlı, sekonder sargılar ise
primere göre daha kalın kesitli iletkenlerden az sarımlı olarak imal edilirler

XI GERİLİM TRAFOLARININ DEVREYE BAĞLANTI ŞEKLİ

Primer sargı şebekeye paralel olarak bağlanır Sekonder sargı uçlarına ise ölçü ve koruma cihazlarının akım bobinleri yine paralel olarak bağlanır

Gerilim trafosunun primer sargısının P1 ucu giriş, P2 ucu çıkıştır Sekonder sargının S1 ucu giriş, S2 ucu çıkış olarak devreye bağlanır Her iki sargının P1 ve S1 uçları polarite uçlar olarak isimlendirilir

Sekonder sargının polarite olmayan şekildeki b ucu güvenlik açısından mutlaka topraklanmalıdır

XII GERİLİM TRAFOLARINDA SEKONDER SARGININ TORAKLAMA NEDENİ

Gerilim trafosunda meydana gelen bir arıza nedeniyle primer sargısı ile sekonder sargı arasında oluşan bir hata akımında primer devre gerilimi topraklanan sekonder uçtan devresini tamamlar Topraklanmaması halinde söz konusu arızada primer devre gerilimi, sekondere bağlı olan ölçü ve koruma devrelerine uygulanmış olacaktır Bu durum ise ölçü ve koruma cihazlarının izolasyonlarının bozularak hasarlanmasına ve çalışan personel için hayati tehlike oluşturmasına neden olur

XIII GERİLİM TRAFOSUNUN KULLANMA AMAÇLARI

Gerilim trafoları, dağıtım sistemlerinde ölçü ve koruma cihazlarının nominal çalışma gerilimi ihtiyaçlarını karşılar KÖK (Kesici Ölçü Kabinleri) gibi içerisinde alçak gerilim besleme gerilimleri bulunmayan binaların aydınlatma, redresör, kesici açma ve kapama bobinleri vb beslemeleri de faz – faz arası gerilim trafosu üzerinden sağlanır

XIV GERİLİM TRAFOSUNUN ETİKETİNDE BULUNAN DEĞERLER

FİRMA ADI : Gerilim Trafosunu imal eden firmanın adı

MARKASI : Gerilim Trafosunun İmalatçı firma tarafından belirlenmiş
İsmi

SERİ NO : İmalatçı firmanın imalat seri numarası

İMAL YILI : İmal edildiği tarih

DENEY GERİLİMİ :Trafolarının elektriki zorlanmalara karşı hasara uğramadan
dayanabileceği gerilim değerini belirtir

PRİMER GERİLİM (V) : Gerilim Trafolarının bağlanabileceği nominal primer devre gerilimini ifade eder 3,3-6,3-10,5-15-30-34,5-36 KV değerlerinde imal edilirler
SEKONDER
GERİLİMİ (V) : Gerilim trafosunun imalinde esas olarak alınan ve trafonun nominal çalışma şartlarını belirten sekonder anma değeridir 100-110-220 V

GÜCÜ (VA) :Gerilim trafosunun anma gücü, sekonder devreye bağlanacak ölçü ve koruma cihazlarının gücü ile ilgilidir Gerilim trafoları değişik güçlerde imal edilmekte olup en çok kullanılan standart güçler 10-15-25-30-60-75-800 VA olarak sıralanabilir

HATA SINIFI : Gerilim trafolarının % 80-120 primer gerilimi ve %25-
100 sekonder yüklerde yapabileceği en çok hatayı % de
olarak ifade eder0,1-0,5-1-3

FREKANS : Gerilim trafosunun çalışabileceği işletme frekansını belirtir

XV GERİLİM TRAFOLARINDA POLARİTE VE TAYİNİ

Gerilim trafosunun primerde giriş ucu, sekonderde ise çıkış ucu polarite uçlar olarak adlandırılır; bu uçların bulunma işlemine de polarite tayini denir Gerilim trafosunun giriş çıkış uçları bilinmeden ölçü ve koruma cihazları bağlanamaz Bu işlem polarite uçları bilinmeyen bir gerilim trafosunun uçlarını bulmak veya firmanın işaretlediği uçların doğruluğunu tespit için yapılır

Uçları İşaretli Bir Gerilim Trafosunun Polarite Uç Tayini:

• Pilin (+) ucu yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi P1 ucuna bağlanır
• Pilin (-) ucu gerilim trafosunun P2 ucuna bağlanır
• Miliampermetrenin (+) işaretli ucu gerilim trafosunun S1 ucuna bağlanır
• Miliampermetrenin (-) ucu gerilim trafosunun S2 ucuna bağlanır
• Butona basılır ve birkaç saniye süreyle kapalı tutup kapama esnasında ampermetre ibresinin sapma yönü gözlenir
• Miliampermetre ibresi sağ yöne sapmışsa işaretlenmiş olan uçlar doğrudur
• Miliampermetre ibresi sol yöne sapmışsa, işaretlenen uçlar yanlış demektir Bu durumda sekonderdeki S1 ve S2 işaretlerinin yerleri değiştirilmek suretiyle düzeltme yapılır

Uçları Belli Olmayan Bir Gerilim Trafosunun Polarite Uç Tayini:

• Primer uçlar rasgele işaretlenir
• Pilin (+) ucu gerilim trafosunun P1 olarak işaretlediğimiz ucuna bağlanır
• Pilin (-) ucu trafonun P2 ucuna bağlanır
• Gerilim trafosunun sekonder uçları miliampermetreye bağlanır
• Butona basılır ve ibrenin sapması gözlenir
• İbre sağ yöne saparsa, ölçü aletinin (+) ucuna bağlanan sekonder ucu S1, (-) olan diğer ucuna bağlı sekonder ucu S2 olarak işaretlenir

XVI GERİLİM TRAFOSUNDA DÖNÜŞTÜRME ORANI VE ORAN TESTİ
Gerilim trafosu etiketinde yazılı olan primer geriliminin sekonder gerilimine oranına dönüştürme oranı denir

DÖNÜŞTÜRME ORANI =

Örnek : Etiketinde 34500/100 V yazan gerilim trafosunda 34500 rakamı primer gerilimini, 100 rakamı da sekonder gerilimini ifade eder Buna göre bu gerilim trafosunun dönüştürme oranı:

= 345 olarak hesaplanır

Dönüştürme oranı bilinmeyen veya doğruluğundan şüphe edilen bir gerilim transformatörünün dönüştürme oranını ölçme yolu ile tespit etme işlemine oran testi denir

Gerilim Trafolarında Oran Testi Yapılması:

Gerilim trafolarında oran testi yapmak için bir gerilim kaynağı, primer ve sekonder devre gerilimlerini ölçebilecek iki adet voltmetre ve bağlantı kabloları gereklidir

Örnek : Aşağıdaki devre bağlantı şeması verilen gerilim trafosunun primerine gerilim tatbik edildiğinde primerdeki V1 voltmetresi 220 V, Sekonderdeki V2 voltmetresinde 3,5 V gösterdiğinde dönüştürme oranının ;

olduğu görülür

Bu gerilim trafosu, sekonderi 100V olan bir gerilim trafosu ise, primer gerilimi (63×100)= 6300 v Gerilim oranı 6300/100 v’dur
R

Mp

220 V
P1 P2

XVII GERİLİM TRAFOSUNDA OLUŞABİLECEK ARIZALAR

• Primer sargı arızaları: Kısa devre, kopuk ve izolasyon bozulması

• Sekonder sargı arızaları: Kısa devre, kopuk ve izolasyon bozulması

• Primer ve sekonder sargı aralarında kaçak ve hata akımları

• Primer ve sekonder sargı ile nüve arasındaki kaçak ve hata akımları

• Primer ve sekonder terminal bağlantı hataları ve kötü temas dirençleri

• Gövde ve kaidede bozulma, deformasyon, çatlak ve kırıklar