Dış ve İç Dönüşümcü Arızaları
Yüksek kapasiteli dönüştürücülerin dış ve iç elektriksel hatalar karşı korunması önemlidir.
Güç Dönüştürücüsündeki Dış Hatalar
Güç Dönüştürücüsündeki Dış Kısa Devre
Kısa devre, elektrik güç sisteminin iki veya üç fazında meydana gelebilir. Hata akımının seviyesi her zaman yeterince yüksektir. Bu, kısa devre edilen gerilim ve hatanın noktasına kadar olan devrenin impedansına bağlıdır. Hat besleyen dönüştürücünün bakır kaybı aniden artar. Bu artan bakır kaybı, dönüştürücü içinde iç ısıtma oluşturur. Büyük hata akımı, dönüştürücüde ciddi mekanik gerilmelere neden olur. Mekanik gerilmelerin en fazla olduğu nokta, simetrik hata akımının ilk döngüsüdür.
Güç Dönüştürücüsündeki Yüksek Gerilim Bozulması
Güç dönüştürücüsündeki yüksek gerilim bozulmaları iki türdedir,
Geçici Dalga Gerilimi
Güç Frekansı Üstü Gerilim
Geçici Dalga Gerilimi
Güç sisteminde, aşağıdaki nedenlerden dolayı yüksek gerilimli ve yüksek frekanslı dalga oluşabilir,
Nötr nokta izole ise, arçlama toprağı.
Farklı elektrik ekipmanlarının anahtarlama işlemi.
Atmosferik Işık İmpulsu.
Dalga geriliminin nedeni ne olursa olsun, bu bir yolculuk dalgasıdır, yüksek ve dik dalga formuna sahiptir ve aynı zamanda yüksek frekansa sahiptir. Bu dalga, elektrik güç sistemi ağı üzerinde seyahat eder, güç dönüştürücüsüne ulaştığında, hat terminaline yakın sarım arasında yalıtım çökertir, bu da sarım arasında kısa devre oluşturabilir.
Güç Frekansı Üstü Gerilim
Büyük bir yükün ani kesilmesi sonucunda sistemde aşırı gerilim olması her zaman mümkündür. Bu gerilimin genliği normal seviyesinden daha yüksek olmasına rağmen, frekans normal durumda olduğu gibi kalır. Sistemdeki aşırı gerilim, dönüştürücünün yalıtımında stresin artmasına neden olur. Bilindiği gibi, gerilim arttıkça çalışma akımının orantılı olarak arttığını biliyoruz. Bu nedenle, demir kaybı artar ve orantılı olarak manyetize akım büyük ölçüde artar. Artan akım, dönüştürücünün çekirdekten diğer çelik yapısal parçalarına yönlendirilir. Normalde az akım taşıyan çekirdek vidaları, doygun bölgeye bitişik olan çekirdeğin yanından uzaklaştırılan akımın büyük bir bileşenine maruz kalabilir. Bu koşullar altında, vidalar hızla ısınıp kendi yalıtımını ve sarım yalıtımını yok edebilir.
Güç Dönüştürücüsündeki Alt Frekans Etkisi
Gerilim
, sarımın bobin sayısı sabittir.
Bundan dolayı,
Bu denklemden, bir sistemin frekansı azalırsa, çekirdekteki akımın arttığı açıkça görülmektedir. Bu etkinin, aşırı gerilim etkilerine benzer olduğunu görebiliriz.
Güç Dönüştürücüsündeki İç Hatalar
Bir güç dönüştürücüsünün içinde meydana gelen temel hatalar şu şekilde sınıflandırılır,
Sarım ile toprak arasındaki yalıtım çökmesi
Farklı fazlar arasındaki yalıtım çökmesi
Komşu bobinler arasındaki yalıtım çökmesi, yani bobin arası hata
Dönüştürücü çekirdek hatası
Güç Dönüştürücüsündeki İç Toprak Hataları
Toprak Impedansı Aracılığıyla Nötr Noktası Toprağa Bağlanmış Yıldız Bağlı Sarımdaki İç Toprak Hataları
Bu durumda, hata akımı toprak impedansının değerine bağlıdır ve ayrıca hata noktasının nötr noktasına olan mesafeye orantılıdır, çünkü bu noktadaki gerilim, nötr noktadan hata noktasına gelen bobin turlarına bağlıdır. Eğer hata noktası ile nötr noktası arasındaki mesafe daha fazlaysa, bu mesafe içindeki bobin turları da daha fazla olur, bu nedenle nötr nokta ile hata noktası arasındaki gerilim daha yüksek olur, bu da daha yüksek hata akımına neden olur. Yani, hata akımının değeri toprak impedansının değerine ve hata noktasının nötr noktasına olan mesafeye bağlıdır. Hata akımı ayrıca, hata noktasından nötr noktasına kadar olan sarım bölümünün sızıntı reaktansına da bağlıdır. Ancak, toprak impedansına göre çok düşük olduğundan, seri olarak daha yüksek toprak impedansıyla birlikte gelirken genellikle göz ardı edilir.
Toprak İle Dayanıklı Nötr Noktası Yıldız Bağlı Sarımdaki İç Toprak Hataları
Bu durumda, toprak impedansı ideal olarak sıfırdır. Hata akımı, hata noktasından nötr noktasına kadar gelen sarım bölümünün sızıntı reaktansına bağlıdır. Hata akımı ayrıca, dönüştürücü'deki nötr noktasından hata noktasına olan mesafeye de bağlıdır. Önceki durumda olduğu gibi, bu iki nokta arasındaki gerilim, hata noktasından nötr noktasına gelen bobin turlarına bağlıdır. Bu nedenle, nötr noktasına dayanıklı topraklanan yıldız bağlantılı sarımda, hata akımı iki ana faktöre bağlıdır: birincisi, hata noktasından nötr noktasına kadar gelen sarım bölümünün sızıntı reaktansı, ikincisi ise hata noktasının nötr noktasına olan mesafesi. Ancak, sarım bölümünün sızıntı reaktansı, hata noktasının sarımdaki konumuna bağlı olarak karmaşık bir biçimde değişir. Hatanın nötr noktasına yaklaşmasıyla beraber reaktans hızla azaldığı görülür ve bu nedenle hata akımı, nötr noktasına yakın hata için en yüksektir. Bu noktada, hata akımı için kullanılabilir gerilim düşüktür ve aynı zamanda hata akımını engelleyen reaktans da düşüktür, bu nedenle hata akımının değeri yeterince yüksektir. Yine, hata noktasının nötr noktasına uzak olduğu durumlarda, hata akımı için kullanılabilir gerilim yüksektir ancak aynı zamanda hata noktasından nötr noktasına kadar olan sarım bölümünün sunduğu reaktans da yüksektir. Hata akımı, sarımdaki her yerde oldukça yüksek seviyede kalır. Başka bir deyişle, hata akımı, sarımdaki hatanın konumuna bakılmaksızın oldukça yüksek bir büyüklüğe sahip kalır.
Güç Dönüştürücüsündeki İç Faz Arası Hatalar
Dönüştürücüde faz arası hata nadirdir. Eğer böyle bir hata meydana gelirse, anlık aşırı akım rölesi ve diferansiyel rölesini çalıştırabilecek önemli bir akım oluşur.
Güç Dönüştürücüsündeki Bobin Arası Hatalar
Elektrik ekstra yüksek gerilim iletim sistemiyle bağlantılı güç dönüştürücüsü, hat üzerindeki ışık şimşekleri sonucu yüksek büyüklük, dik ön ve yüksek frekanslı darbe gerilimine maruz kalma riski taşır. Sarım turları arasındaki gerilim stresleri bu kadar büyük olur ki, bazı noktalarda turlar arası yalıtım çökmesine neden olur. Ayrıca düşük gerilimli sarım, aktarılan darbe gerilimi nedeniyle stresse tabidir. Çok sayıda güç dönüştürücüsü, turlar arası hatadan dolayı başarısız olur. Turlar arası hata, dış kısa devreden kaynaklanan mekanik kuvvetler nedeniyle de ortaya çıkabilir.
Güç Dönüştürücüsündeki Çekirdek Hatası
Çekirdek levha bir kısmının hasar görmesi ya da çekirdek levhasının herhangi bir iletken malzeme tarafından köprülenmesi, yeterli eddy akımının akmasına neden olur, bu nedenle çekirdek bu kısmı aşırı ısınır. Bazen, çekirdek levhalarını bir arada tutmak için kullanılan vidaların yalıtımı bozulur, bu da yeterli eddy akımının vidanın üzerinden akmasına ve aşırı ısınmasına neden olur. Bu yalıtım bozulmaları, lokal ısınmaya neden olur. Bu lokal ısınmalar, ekstra çekirdek kaybına neden olur ancak
