Güç Trafoları 101: Başlangıç Akımı Gerilim Düzenlemesi ve Daha Fazlası

Güç transformatörlerinin türleri nelerdir ve ana bileşenleri nedir?

Güç transformatörleri, güç sistemlerinin gelişen taleplerini karşılamak için çeşitli türlerde mevcuttur. Faz yapılandırmasına göre tek fazlı veya üç fazlı olarak; sarımların ve çekirdeğin göreceli yerleşimine göre çekirdek tipi veya kabuk tipi olarak; soğutma yöntemlerine göre ise kurutulmuş, hava soğutmalı, zorlanmış yağ döngüsü hava soğutmalı veya su soğutmalı olarak sınıflandırılabilir. Nötr nokta yalıtımına göre transformatörler tamamen yalıtılmış veya kısmen yalıtılmış olarak kategorize edilir. Ayrıca, sarım yalıtım sınıfları malzeme türüne bağlı olarak A, E, B, F ve H olarak belirlenir. Her bir transformatör türü spesifik operasyonel gereksinimlere sahiptir. Bir güç transformatörünün ana bileşenleri çekirdek, sarımlar, sürgüler, yağ tankı, rezervuar (yağ yastığı), radyatör ve ilgili ekipmanlardır.

Transformatörlerde giriş akımı nedir ve neden oluşur?

Giriş akımı, gerilim ilk uygulandığında transformatör sarımlarında akan geçici akımı ifade eder. Bu, çekirdekteki kalıntı manyetik akım yoğunluğunun uygulanan gerilim tarafından üretilen manyetik akım yoğunluğu ile hizalandığı zaman gerçekleşir, bu da toplam akım yoğunluğunun çekirdeğin doygunluk seviyesini aşmasına neden olur. Bu durum, genellikle nominal akımın 6-8 katına ulaşabilecek büyük bir giriş akımının oluşmasına yol açar. Giriş akımının büyüklüğü, elektriklenme sırasında gerilimin faz açısına, çekirdekteki kalıntı manyetik akım yoğunluğuna ve kaynak sistemin endüktif direncine bağlıdır. Zirve giriş akımı genellikle gerilimin sıfır geçişinde (zirve akım yoğunluğuna karşılık) oluşur. Giriş akımı DC ve daha yüksek harmonik bileşenler içerir ve devre direnç ve reaktans nedeniyle zamanla azalır—genellikle büyük transformatörler için 5-10 saniye, küçük birimler için yaklaşık 0.2 saniye içinde azalır.

Transformatörlerde gerilim düzenleme yöntemleri nelerdir?

Gerilim düzenleme iki temel yöntemle gerçekleştirilir: yük altında taraçalama değiştirme (OLTC) ve yük dışında taraçalama değiştirme (DETC).Yük altında gerilim düzenleme, transformatör enerjilenmiş ve işlemesi sırasında taraça pozisyonunu ayarlamayı sağlar, dolayısıyla dönüş sayısını değiştirerek sürekli gerilim kontrolü sağlar. Yaygın yapılandırmalar arasında hat ucundaki taraça ve nötr noktadaki taraça bulunur. Nötr noktadaki taraça, izolasyon gereksinimlerini azaltır, ancak işlemesi sırasında nötrin sağlam bir şekilde yerleştirilmesini gerektirir.
Yük dışında gerilim düzenleme, transformatör enerji dışı iken veya bakım sırasında taraça pozisyonunu değiştirmeyi içerir.

Tamamen yalıtılmış bir transformatör nedir ve kısmen yalıtılmış bir transformatör nedir?

Tamamen yalıtılmış bir transformatör (aynı zamanda eşit derecede yalıtılmış olarak da bilinir) sarımlar boyunca tutarlı yalıtım seviyelerine sahiptir. Karşıtlıkla, kısmen yalıtılmış bir transformatör (veya graduel yalıtım) nötr noktada hat uçlarına kıyasla daha düşük yalıtım seviyelerine sahiptir.

Gerilim transformatörleri ve akım transformatörleri arasındaki işletme ilkelerindeki fark nedir?

Gerilim transformatörleri (VT'ler) çoğunlukla gerilim ölçümü için kullanılırken, akım transformatörleri (CT'ler) akım ölçümü için kullanılır. İşletme açısından önemli farklılıklar şunları içerir:

• Bir CT'nin ikincil tarafı asla açık devre olmamalıdır, ancak kısa devre olabilir. Tersine, bir VT'nin ikincil tarafı asla kısa devre olmamalıdır, ancak açık devre olabilir.

• Bir VT'nin birincil impedansı, ikincil yüküne kıyasla çok düşüktür, bu onu bir gerilim kaynağı gibi davranmasını sağlar. Karşıtlıkla, bir CT'nin yüksek birincil impedansı vardır ve neredeyse sonsuz iç dirençle bir akım kaynağı olarak işlev görür.

• Normal işletme sırasında, bir VT doygunluk seviyesine yakın manyetik akım yoğunluğu ile çalışır, sistem arızaları sırasında gerilim düşüşü nedeniyle azalabilir. Ancak, bir CT normal koşullar altında düşük manyetik akım yoğunluğu ile çalışır. Kısa devreler sırasında artan birincil akım, çekirdeği derin doyumda bırakarak ölçüm hatalarını artırabilir. Bu nedenle, yüksek doyum direncine sahip CT'lerin seçilmesi önerilir.