Dış voltaj dönüştürücülerinin rutin testleri nelerdir?

1. Giriş

Dış voltaj transformatörleri, elektrik ekipmanlarının güvenliğini sağlamak için kritik bir ekipmandır. Yanlış işletim nedeniyle ortaya çıkan tehlikeler ve mülkiyet kayıplarını önlemek için bilimsel ve kapsamlı test analizi gereklidir. Test analizi, işletme stratejilerinin ve önlemlerin oluşturulmasını yönlendirebilir, ekipmanın istikrarlı çalışmasını sağlayabilir ve ekonomik ve sosyal faydaların en üst düzeye çıkarılmasına yardımcı olabilir.

2. Dış Voltaj Transformatörü Kavramı

Bir dış voltaj transformatörü, temelde yüksek gerilimi izole etme işlevine sahip bir dış adımlama transformatörüdür:

• Ölçüm aletleri ve röle korumasının ihtiyaçlarını karşılamak için yüksek gerilimi orantılı olarak 100V veya daha düşük ikincil gerilime dönüştürür.

• Elektrik santralleri ve dağıtım merkezlerinde hat çıkış kontrolü/izlemesi, şebeke ile kullanıcılar arasında ve santral ile istasyonlar arasındaki elektrik hesaplaması için kullanılır. Yüksek değer ve uygulanabilirliğe sahiptir ve değerini maksimize etmek için uygun şekilde kullanılmalıdır.
  Yüksek değer ve uygulanabilirliğe sahiptir ve değerini maksimize etmek için uygun şekilde kullanılmalıdır.

2.1 Test Yöntemleri ve Çalışma Prensipleri

Dış voltaj transformatörlerinin testi için genellikle ters bağlantı yöntemi kullanılır. Ters bağlantı yöntemi, aşağıdaki üç bölmenin yalıtımındaki dielektrik kayıp açısının tanjantını ölçer:

• Birincil elektrostatik ekran (X terminali) ile ikincil ve üçüncül sarımlar arasındaki yalıtım.

• Birincil sarım ile ikincil ve üçüncül sarımların uçları arasındaki yalıtım.

• Yalıtım destek ile toprak arasındaki yalıtım.

2.2 Ters Bağlantı Yönteminin Kusurlu Analizi

Ters bağlantı yöntemi üç eksikliğe sahiptir:

• Ölçüm Sınırlaması: Birincil elektrostatik ekran ile ikincil ve üçüncül sarımlar arasındaki yalıtımın dielektrik kayıp açısının tanjantını yansıtır. Bu bölümün kapasitesi 1000pF'ye ulaşır, bu diğer iki bölmeden (onlarca pikofarad) çok daha büyüktür, bu yüzden sonraki iki bölmedeki dielektrik kayıp açısının değişiminin yansıtılmaması zordur.

• Düşük Test Gerilimi: Kademeli voltaj transformatörünün yüksek gerilim sarımının toprak ucunun yalıtım seviyesi düşüktür. Üreticinin tasarladığı test gerilimi 2000V'dir ve genellikle önleyici testlerde sadece 1600V uygulanır (bazı birimler 2500 - 3000V kullandı. Su sızıntısı ve nemlenmeyi tespit edebilir, ancak genel gerilim oldukça düşük olduğu için köprü ölçüm hassasiyetini etkiler).

• Kirlilik Etkisi: X terminalinden çıkan terminal paneli ve küçük porselein tüpün kirliliği ölçüm hatalarını artırır. Olumlu bağlantı yöntemi, bu etkiye azaltmak için kullanılabilir (olumlu bağlantı yöntemi de birincil elektrostatik ekran ile ikincil ve üçüncül sarımlar arasındaki dielektrik kayıp açısını ölçer), ancak olumlu bağlantı yönteminin kendisinin ölçüm hatası yine büyük olabilir.

Daha kesin bir şekilde, voltaj transformatörleri ve güç transformatörleri yaklaşık olarak aynı çalışma prensibine sahiptir. Temel yapıları demir çekirdek, birincil sarım ve ikincil sarım olmak üzere üç bölmeden oluşur. Bir güç transformatörünün temel işlevi elektrik enerjisini iletmektir, bu nedenle genellikle büyük bir kapasiteye sahiptir. Bir voltaj transformatörü ise, ölçüm aletleri ve röle koruma cihazlarına güç sağlamayı, devrelerde gerilim, güç ve elektrik enerjisini ölçmeyi ve hat hatalarını analiz etmeyi ve izlemeyi içerir. Bu faktörler, dış voltaj transformatörlerinin genellikle küçük kapasitelere sahip olduğunu belirler. Genellikle, dış voltaj transformatörleri boş yük altında çalışır. Voltaj transformatörünün çalışma prensibi analiz diyagramı Şekil 1'de gösterilmiştir.

Diyagramdan görülebileceği gibi, voltaj transformatörünün yüksek gerilim sarımı, birincil devrede diğer ilgili devrelere paraleldir. İkincil gerilim, birincil gerilimle orantılıdır ve değerini yansıtır. Birincil ve ikincil sarımların nominal gerilimlerinin oranı, nominal dönüşüm oranı olarak adlandırılır, genellikle K_n = U₁/U₂. Ayrıca, birincil sarım birincil devrede paraleldir, bu nedenle ikincil taraf kısa devrelenemez — kısa devre güçlü bir akım üretir, transformatörü zararlı hale getirir ve ciddi durumlarda hatı felce uğratabilir. Benzer şekilde, dış voltaj transformatör testleri sırasında, aşırı yüksek veya düşük gerilimden kaçınmak için ikincil sarım, demir çekirdek ve muhafazayı toprağa bağlayın. Bu, kazalar olsa bile transformatör ve dış ekipmanların güvenliğini sağlar.

3. Dış Voltaj Transformatörlerinin Sınıflandırılması

• Voltaj transformatörlerinin çalışma prensibi itibariyle sınıflandırılması: Elektromanyetik voltaj transformatörleri ve kapasitif voltaj transformatörleri.

• Belirli dış çalışma koşullarına göre sınıflandırılması: Geleneksel dış voltaj transformatörleri ve özel dış voltaj transformatörleri.

• Voltaj transformatörlerinin faz sayısına göre sınıflandırılması: Tek faz tipi ve üç faz tipi. Genel olarak, tek fazlı voltaj transformatörü, herhangi bir gerilim seviyesi için üretilip farklı koşullar altında gerekli dönüşüm yapabilen ve tüm gerekli değişimleri sağlamak için kullanılabilen bir tiptir; üç fazlı voltaj transformatörü ise 10 kV ve altı gerilim seviyelerine sınırlıdır.Bu tür voltaj transformatörü, büyük ölçüde belirli sınırlamalara sahip olsa da, belirli durumlarda değerini ve rolünü oynamak için göreceli olarak uygun olan bir tiptir.

• Voltaj transformatörlerinin sarım sayısına göre sınıflandırılması: Çift sarım kombinasyon tipi ve üç sarım kombinasyon tipi.

• İzolasyon yapısına göre sınıflandırılması: Kurutulmuş tip, plastik dökme tip, gaz dolgu tipi ve yağ dolgu tipi. Elbette, ne tür bir dış voltaj transformatörü kullanılacağı konusunda, tüm voltaj transformatörünün çalışma ortamını ve gerçek özelliklerini tam olarak düşünmek ve spesifik analiz yapmak gerekir.

4. Dış Voltaj Transformatörlerinin Rutin Testlerdeki Bağlantı Modlarının Analizi

Dış voltaj transformatörlerinin tüm test sürecinde, bağlantı modu, voltaj transformatörünün tamamında oldukça kilit ve önemli bir bağıntıdır ve testin güvenliği ve istikrarını sağlamak için analiz edilmelidir.

4.1 Tek Teline Bağlanma

Tek fazlı voltaj transformatörünün, belirli bir fazın toprağa olan gerilimini veya fazlar arası gerilimi ölçmek için kullanılan bir bağlantı modudur. Bu voltaj transformatörünün bağlantı yöntemi, genellikle simetrik üç fazlı devrelerde kullanılır.

4.2 V - V Bağlantı Modu

V - V bağlantı modu, iki tek fazlı transformatörün tamamlanmamış bir yapıya bağlanması anlamına gelir. Bu bağlantı modu, fazlar arası gerilimi daha iyi ölçmek için kullanılabilir, ancak aynı zamanda bir dezavantaja da sahiptir, yani toprağa olan gerilimi ölçemez. Daha belirgin olarak, bu bağlantı modu, 20 kV ve altı gerilim seviyesinde, nötr nokta toprağa bağlı olmadığı veya yayık bobini ile toprağa bağlı olduğu şebeke sistemlerinde yaygın olarak kullanılır.

4.3 Y0 - Y0 Bağlantı

Bu bağlantı modu, tek fazlı voltaj transformatörünün hem birincil hem de ikincil taraflarını Y0 tipine bağlar. Bu bağlantı modu, gerilim gerektiren sayaçlar ve rölelerine güç sağlama ve faz gerilimini gerektiren yalıtım izleme sayaçlarına güç sağlama avantajına sahiptir. Genel olarak, bu bağlantı modu sadece 35 kV ve altı sistemlerde kullanılır.

5 Dış Voltaj Transformatörlerinin Rutin Testlerdeki Önlemlerin Analizi

• Test süreci sırasında, voltaj transformatörünün resmi testinden önce, voltaj transformatörünün kutupluluğunun ve yalıtım direncinin ölçümünün bilimsel olarak yapılması ve test edilmesi gerekmektedir. Bu, voltaj transformatörünün test sırasında dış etkenler nedeniyle gereksiz kayıplara uğramamasını sağlar.

• Dış voltaj transformatörünün bağlantıları doğru olmalıdır. Özellikle, birincil sarımın ve test edilen devrenin paralel bağlantılı olması, ikincil sarımın ve bağlı olan ölçüm aletleri ile röle koruma cihazlarının gerilim bobinlerinin paralel bağlantılı olması gerektiği unutulmamalıdır. Aynı zamanda, kutupluluğun doğruluğunu sağlamak da önemlidir.

• Test sırasında, voltaj transformatörünün ikincil tarafındaki yük, normal koşullar altında belirlenen nominal kapasitesini aşmamalıdır. Aşıldığı takdirde, tüm transformatörün büyük bir veri hatasına neden olur ve gerekli normal değerler elde edilemez.

• Voltaj transformatörünün ikincil tarafı kısa devrelenemez. Bu, voltaj transformatörünün iç direncinin çok küçük olması nedeniyledir. Devre kısa devre olduğunda, büyük bir akım oluşur, bu da tüm voltaj transformatör ekipmanına büyük zarar verir. Ciddi durumlarda, test personelinin kişisel güvenliğine bile tehdit olabilir. Ayrıca, mümkün olduğunda, birincil tarafında bazı koruma ve izleme ekipmanları kurulmalı, böylece tüm test sisteminin istikrarı sağlanmalı ve gereksiz durumlar önlenmelidir.

• İlgili testlerin ölçümünün ve ilgili deney personelinin güvenliğinin daha iyi sağlanması için, deney sırasında ikincil sarım bir noktada toprağa bağlanmalıdır. Bu, yalıtım hasarına rağmen, malvarlık ve kişisel güvenliğin iyi bir şekilde sağlanması avantajına sahiptir.

6 Sonuç

Dış voltaj transformatörlerinin test analizi yoluyla, tamamen ve bilimsel test yöntemleri ve önlemler oluşturulmuştur. Bütün testin normal ilerlemesini sağlamak, ekipman ve personelin güvenliğini korumak ve dış voltaj transformatörlerinin elektrik tedariki alanında uygulanmasında değerlerinin maksimum düzeyde olmasını sağlamak için güvenilir bir temel sağlar.