Diferansiyel Tranformator Koruması

Dönüşüm Cihazının Diferansiyel Koruması

Dönüşüm cihazları, güç sistemlerindeki ana bileşenler arasındadır. Statik, tamamen kapalı ve genellikle yağ içinde bulunan bu cihazlarda arızalar nispeten nadirdir. Ancak, hatta nadir görülen bir arıza dahi dönüşüm cihazına ciddi sonuçlar doğurabilir. Bu nedenle, dönüşüm cihazlarını olası arızalardan korumak en üst düzey önem taşımaktadır.

Dönüşüm cihazlarındaki arızalar genel olarak iki kategoriye ayrılır: dış arızalar ve iç arızalar. Dış arızalar, dönüşüm cihazını bu tür arızalardan korumak için dönüşüm cihazının dışında yer alan röle sistemi tarafından hızlıca temizlenir. Bu tip dönüşüm cihazlarındaki iç arızalar için ise diferansiyel koruma sistemi kullanılır.

Diferansiyel koruma düzenlemeleri, faz-arası ve faz-toprak arızalarına karşı koruma sağlamak için yaygın olarak kullanılır. Güç dönüşüm cihazlarının diferansiyel koruması, Merz-Prize devri akım prensibi üzerine kuruludur. Bu koruma genellikle 2 MVA'dan yüksek dereceli dönüşüm cihazlarına uygulanır.

Dönüşüm Cihazı Diferansiyel Koruması İçin Bağlantı

Güç dönüşüm cihazları bir tarafında yıldız bağlantılı, diğer tarafında ise üçgen bağlantılıdır. Yıldız bağlantılı tarafındaki akım dönüşüm cihazları (CT'ler) üçgen bağlantılıdır, üçgen bağlantılı tarafındakiler ise yıldız bağlantılıdır. Hem akım dönüşüm cihazlarının yıldız bağlantısının hem de güç dönüşüm cihazının yıldız bağlantısının nötrleri toprağa bağlanmıştır.

Akım dönüşüm cihazlarının ikincil bobinleri arasında bir kısıtlayıcı bobin bağlanmıştır. Bu kısıtlayıcı bobin, sistemin hassaslığını düzenler. İşletme bobini, kısıtlayıcı bobinin tarama noktasından akım dönüşüm cihazlarının ikincil bobinlerinin yıldız noktasına kadar konumlandırılmıştır.

Diferansiyel Koruma Sisteminin Çalışması

Normal koşullar altında, güç dönüşüm cihazının her iki tarafındaki akımlar denge olduğundan dolayı işletme bobininde akım geçmez. Ancak, güç dönüşüm cihazının sarımlarında bir iç arıza meydana geldiğinde, bu denge bozulur. Sonuç olarak, diferansiyel rölenin işletme bobinleri, dönüşüm cihazının her iki tarafındaki akımlar arasındaki farka karşılık gelen bir akım taşıyacaktır. Bu durum, güç dönüşüm cihazının her iki tarafındaki ana devre kesicilerini tetikleyecektir.

Diferansiyel Koruma Sistemiyle İlgili Sorunlar

Bir dönüşüm cihazı çalıştırıldığında, onun üzerinden geçici bir manyetizma akımı akar. Bu akım, tam yük akımının 10 katı kadar olabilir ve zamanla azalır. Bu manyetizma akımı, güç dönüşüm cihazının birincil sarımından geçerek, akım dönüşüm cihazlarının çıktısında bir farklılık oluşturur. Bu da, dönüşüm cihazının diferansiyel korumasının yanlış çalışmasına neden olabilir.

Bu sorunu çözmek için, röle bobinin üzerinde bir patlama füzesi yerleştirilir. Bu füzeler, kısa süreli giriş akımı sırasında hareket etmeyen ters özellikte ve belirli bir minimum karakteristik olan zaman sınırlı tiptedir. Bir arıza olduğunda, füzeler patlar, bu da arıza akımının röle bobinleri üzerinden akmasını ve koruma sisteminin aktive olmasını sağlar. Bu sorun, anlık tipli bir röle yerine, ters ve belirli minimum karakteristiğe sahip bir röle kullanılarak da hafifletilebilir.