17 Yaygın Elektrik Trafo Suali

1 Neden transformatör çekirdeği yerleştirilmelidir?
Güç transformatörlerinin normal çalışması sırasında, çekirdek bir güvenilir yerleşme bağlantısına sahip olmalıdır. Yerleşim olmadan, çekirdek ve yer arasında kayma gerilimi aralıklı bozulma salınımına neden olur. Tek noktalı yerleşim, çekirdekte kayma potansiyeli olasılığını ortadan kaldırır. Ancak, iki veya daha fazla yerleşim noktası varsa, çekirdek bölümleri arasındaki eşitsiz potansiyeller, yerleşim noktaları arasında dolaşan akımlara neden olur ve çok noktalı ısıtmalı hatalar oluşur. Çekirdek yerleşim hatası, yerel aşırı ısınmaya neden olabilir. Aşırı vakalarda, çekirdek sıcaklığı önemli ölçüde yükselir, hafif gaz alarmını tetikler ve ağır gaz korumasının devre dışı kalmasına neden olabilir. Erimeye uğrayan çekirdek bölümleri, laminasyonlar arasında kısa devre oluşturur, çekirdek kayıplarını artırır ve transformatör performansını ve işlemesini ciddi şekilde etkiler, bazen çekirdek silikon çelik levhalarının değiştirilmesini gerektirir. Bu nedenle, transformatör çekirdekleri tam olarak bir tane yerleşme noktasına sahip olmalıdır—ne fazladan ne de az.

2 Neden transformatör çekirdekleri için silikon çelik levhalar kullanılır?
Ortak transformatör çekirdekleri, silikon çelik levhalarından yapılmıştır. Silikon çeliği, %0,8-4,8 arasında silikon (ayrıca kum olarak da bilinir) içeren çeliktir. Silikon çeliği, mükemmel manyetik özelliklere sahip olması ve enerji verilen bobinlerde yüksek manyetik akı yoğunluğu oluşturabilmesi nedeniyle kullanılır, bu da daha küçük transformatör boyutlarına olanak tanır. Transformatörler her zaman AC koşullarında çalışır, güç kayıpları sadece bobin dirençlerinde değil, aynı zamanda alternatif manyetize edilme altında çekirdekte de meydana gelir. Çekirdek güç kayıpları "demir kayıpları" olarak adlandırılır, bunlar "histerezis kaybı" ve "eddy akım kaybı" olarak oluşur. Histerezis kaybı, materyalin histerezis döngüsü tarafından kaplanan alanla orantılı olarak manyetize edilirken ortaya çıkar. Silikon çeliğin dar histerezis döngüsü, düşük histerezis kayıplarına ve azaltılmış ısınmaya neden olur.

Eğer silikon çeliğin bu avantajları varsa, neden katı bloklar kullanılmaz? Çünkü lamine çekirdekler başka bir tür demir kaybını, yani eddy akım kaybını azaltır. Çalışma sırasında, bobinlerdeki alterne akım, çekirdekte alterne manyetik akıyı oluşturur, bu da çekirdekte akımların indüklenmesine neden olur. Bu indüklenmiş akımlar, akı yönüne dik kapanmış döngüler halinde akar, eddy akımlarını oluşturan ısınmaya neden olur. Eddy akım kayıplarını azaltmak için, transformatör çekirdekleri yalıtılmış silikon çelik levhaları bir araya getirerek, eddy akımlarını daha dar ve daha küçük kesitli yollardan geçirmek suretiyle direnci artırır. Ayrıca, çelikteki silikon, direnç değerini artırarak eddy akımlarını daha da azaltır. Transformatör çekirdekleri genellikle 0,35 mm kalınlıkta soğuk çekiş silikon çelik levhalar kullanır, ölçülere göre kesilmiş ve "E-I" veya "C" şekillerinde yığılıdır. Teoride, daha ince levhalar ve daha dar bantlar, eddy akımları daha iyi azaltır. Bu, eddy akım kayıplarını azaltır, ısınmayı düşürür ve malzemeyi tasarruf eder. Ancak, pratik çekirdek üretiminde birçok faktör göz önünde bulundurulur—aşırı ince levhalar, işçilik maliyetlerini büyük ölçüde artırır ve çekirdeğin etkin kesit alanını azaltır. Bu nedenle, transformatör çekirdekleri için kullanılan silikon çelik levha boyutları, çeşitli faktörleri dengelemek için optimal tasarım elde etmek zorundadır.

3 Buchholz (gaz) korumasının koruma aralığı nedir?

• Transformatörün içindeki çok fazlı kısa devreler
• Bobinler arasındaki turdan-tura kısa devreler, bobinler ve çekirdek veya tank arasındaki kısa devreler
• Çekirdek hataları
• Yağ seviyesinin düşmesi veya yağ sızıntısı
• Tarama anahtarlardaki kötü temas veya iletkenlerin kötü kaynaklanması

4 Ana transformatör diferansiyel koruması ile Buchholz koruması arasındaki farklar nelerdir?

• Ana transformatör diferansiyel koruması, dolaşan akım prensiplerine dayanırken, Buchholz koruması, dahili transformatör hataları sırasında gaz üretimi temelinde çalışır.
• Diferansiyel koruma, transformatörler için ana koruma görevini görürken, Buchholz koruması, dahili transformatör hataları için ana koruma görevini görür.
• Koruma aralıkları farklıdır:
  A) Diferansiyel koruma şunları kapsar:
  • Ana transformatör girişi ve bobinlerdeki çok fazlı kısa devreler
  • Ağrılı tek fazlı turdan-tura kısa devreler
  • Yüksek akım yerleşme sistemlerinde bobinler ve girişlerdeki yerleşme hataları
• B) Buchholz koruması şunları kapsar:
• • Transformatörün içindeki çok fazlı kısa devreler
  • Turlar arasındaki kısa devreler, turlar ve çekirdek veya tank arasındaki kısa devreler
  • Çekirdek hataları (aşırı ısınma hasarı)
  • Yağ seviyesinin düşmesi veya yağ sızıntısı
  • Tarama anahtarlardaki kötü temas veya iletkenlerin kötü kaynaklanması

5 Ana transformatör soğutucu hatalarını nasıl ele alırız?

• Soğutucu bölümleri I ve II için çalışma güç kaynakları kaybolduğunda, "#1, #2 güç hatası" sinyali görünür ve ana transformatör soğutucu tam durdurma devreleri aktive olur. Hemen operasyona bildirin ve bu koruma setini devre dışı bırakın.
• İşlem sırasında I ve II güç kaynakları arasında geçiş başarısız olduğunda, "soğutucu tam durdurma" göstergesi yanar ve ana transformatör soğutucu tam durdurma devreleri aktive olur. Hemen operasyona bildirin, bu koruma setini devre dışı bırakın ve hızlı bir şekilde manuel geçiş yapın. Eğer kontaktörler KM1 veya KM2 başarısız olmuşsa, zorla teşvik etmeyin.
• Herhangi bir tek soğutucu devresi başarısız olduğunda, hatalı soğutucu devresini izole edin.

6 Dönüşüm oranları farklı olan dönüşümcüler paralel olarak çalıştırıldığında hangi sonuçlar ortaya çıkar?
Dönüşüm oranları farklı olan dönüşümcüler paralel olarak çalıştırıldığında, dönme akımları oluşur ve bu, dönüşümçünün çıkış kapasitesini etkiler. Yüzde dirençleri farklı olan dönüşümcüler paralel olarak çalıştırıldığında, yükler dönüşümçünün kapasite oranlarına göre dağıtılamaz, bu da çıkış kapasitesini etkiler. Bağlantı grupları farklı olan dönüşümcüler paralel olarak çalıştırıldığında, dönüşümçülerde kısa devre meydana gelir.

7 Dönüşümcülerde anormal seslerin nedenleri nelerdir?

• Aşırı yük
• Kötü iç bağlantıların neden olduğu yayma arkı
• Gevşek bireysel parçalar
• Sistemin toprağa bağlanması veya kısa devresi
• Büyük motorun başlaması nedeniyle önemli yük dalgalanmaları

8 Yük altında tap değiştiren bir dönüşümçünün tap değiştiricisi ne zaman ayarlanmamalıdır?

• Dönüşümçünün aşırı yük altında çalışması sırasında (özel durumlar hariç)
• Yük altında tap değiştirenin hafif gaz korumasının sıkça aktifleşmesi durumunda
• Yük altında tap değiştirenin yağ göstergesinin yağ göstermediği durumda
• Tap değişiklik sayısı belirtilen sınırları aşarsa
• Tap değiştirme cihazı anormallik gösterdiğinde

9 Bir dönüşümçünün plakasındaki nominal değerler neyi temsil eder?
Dönüşümçünün nominal değerleri, üreticiler tarafından normal dönüşümçü işlemi için belirlenen spesifikasyonlardır. Bu nominal değerler içinde işlem, uzun süreli güvenilir işlemi ve iyi performansı sağlar. Nominal değerler şunları içerir:

• Nominal kapasite: Nominal koşullar altında garanti edilen çıkış yeteneği, volt-amper (VA), kilovolt-amper (kVA) veya megavolt-amper (MVA) olarak ifade edilir. Yüksek dönüşümçü verimliliği nedeniyle, birincil ve ikincil sarım nominal kapasiteleri genellikle eşit olarak tasarlanır.
• Nominal gerilim: Boşta koşullar altında garanti edilen uç gerilimi, volt (V) veya kilovolt (kV) olarak ifade edilir. Aksi belirtilmedikçe, nominal gerilim hat gerilimini ifade eder.
• Nominal akım: Nominal kapasite ve nominal gerilimden hesaplanan hat akımı, amper (A) olarak ifade edilir.
• Boşta akımı: Boşta çalışırken nominal akıma oranla tahrik akımı.
• Kısa devre kaybı: Bir sarım kısa devre olduğunda ve diğer sarıma gerilim uygulanarak her iki sarmıda da nominal akım elde edildiğinde aktif güç kaybı, watt (W) veya kilowatt (kW) olarak ifade edilir.
• Boşta kayıp: Boşta çalışırken aktif güç kaybı, watt (W) veya kilowatt (kW) olarak ifade edilir.
• Kısa devre gerilimi: Ayrıca direnç gerilimi olarak da adlandırılır, bir sarım kısa devre olduğunda ve diğer sarım nominal akım taşıdığındaki uygulanan gerilimin nominal gerilime oranı.
• Bağlantı grubu: Birincil ve ikincil sarmaların bağlantı yöntemlerini ve hat gerilimleri arasındaki faz farkını saat notasyonu kullanarak ifade eder.

10 Neden akım kaynağı invertörleri daha büyük dönüşümçü kapasitesi gerektirir?
Dönüşümçü tasarım genellikle nominal kapasiteyi düşünür çünkü akım sadece nominal kapasite ile ilgilidir. Gerilim kaynağı invertörleri için, girdi güç faktörü 1'e yakın olduğundan, nominal kapasite ve nominal güç neredeyse eşittir. Akım kaynağı invertörleri farklıdır—giriş tarafı dönüşümçü güç faktörü, en fazla yük endüksiyon motorunun güç faktörüne eşittir. Bu nedenle, aynı yük motoru için, gerilim kaynağı invertörleriyle kullanılan dönüşümçülere kıyasla nominal kapasite daha büyük olmalıdır.

11 Dönüşümçü kapasitesini etkileyen faktörler nelerdir?
Çekirdek seçimi gerilimle, iletken seçimi ise akım ile ilişkilidir—iletken kalınlığı doğrudan ısı üretimini etkiler. Başka bir deyişle, dönüşümçü kapasitesi sadece ısı üretimine ilişkindir. İyi tasarlanmış bir dönüşümçü kötü ısı verimlendirme koşullarında çalışıyorsa, 1000kVA bir birim 1250kVA'da çalışabilir iyileştirilmiş soğutma ile. Ayrıca, nominal kapasite izin verilen sıcaklık yükselmesiyle ilişkilidir. Örneğin, 100kK izin verilen sıcaklık yükselmesi olan 1000kVA bir dönüşümçü, özel durumlarda 120K'da çalıştırılabilirse 1000kVA kapasitesini aşabilir. Bu, dönüşümçü soğutma koşullarının iyileştirilmesi sayesinde nominal kapasitesinin artırılabileceğini gösterir. Tersine, aynı kapasitede bir inverter için, dönüşümçü kabin boyutu azaltılabilir.

12 Dönüşümçü verimliliğini nasıl artırabilirsiniz?

• Mümkün olduğunca düşük kayıp, yüksek verimli enerji tasarrufu dönüştürücülerini seçin
• Yük koşullarına göre dönüştürücü kapasitesini makul bir şekilde seçin
• Dönüştürücünün ortalama yük faktörünü %70'in üzerinde tutun
• Ortalama yük faktörü sürekli olarak %30'ın altında olduğunda daha küçük kapasiteli dönüştürücülerle değiştirme düşünün
• Dönüştürücünün etkin güç sağlama yeteneğini artırmak için yük güç faktörünü iyileştirin
• Çalışan dönüştürücülerin sayısını minimize etmek için yükleri makul bir şekilde yapılandırın

13 Neden yüksek enerji tüketimi dağıtım dönüştürücülerinin teknik yenilenmesi hızlandırılmalıdır?
Yüksek enerji tüketimi dağıtım dönüştürücülerine genellikle SJ, SJL, SL7, S7 serisi dönüştürücüler denir. Bu dönüştürücülerin demir ve bakır kayıpları, yaygın olarak kullanılan S9 serisi dönüştürücülere kıyasla çok daha yüksektir. Örneğin, S9 ile karşılaştırıldığında, S7'nin demir kayıpları %11 daha yüksek, bakır kayıpları ise %28 daha yüksektir. S10 ve S11 gibi daha yeni dönüştürücüler, S9'dan bile daha enerji verimlidir, amorf alaşım dönüştürücülerin ise demir kayıpları S7 dönüştürücülerinin sadece %20'sine eşdeğerdir. Dönüştürücüler genellikle birkaç on yıl hizmet verebilir. Yüksek enerji tüketimi dönüştürücülerin yüksek verimli modellerle değiştirilmesi, enerji dönüşüm verimliliğini artırmanın yanı sıra, ömrü boyunca önemli miktarda elektrik tasarrufu sağlamayı da sağlar.

14 Karışık akım nedir? Karışık akım ne tür zararlar verir?
Alternatif akım bir iletken boyunca akarken, iletkenin etrafında bir alternatif manyetik alan oluşturur. Bu alternatif alan, katı iletkenler içinde akımlar oluşturur. Bu oluşturulan akımlar, su dalgalarına benzer şekilde iletken içinde kapalı döngüler oluşturduğundan, karışık akım olarak adlandırılır. Karışık akımlar, elektrik enerjisini boşa harcayarak ekipman verimliliğini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda elektrik cihazlarında (dönüştürücü çekirdekleri gibi) ısıl etki yaratır ve ciddiyet derecesine bağlı olarak normal ekipman işlemini etkileyebilir.

15 Neden dönüştürücü anlık korumasının düşük gerilim kısa devre akımından kaçınması gerekir?
Bu, özellikle röle koruma işlemlerinde seçicilik konusunu ele alır. Yüksek gerilim tarafındaki anlık koruma, genellikle ciddi dış dönüştürücü arızalarını korur. Ayar sırasında, eğer koruma dönüştürücünün düşük gerilim tarafındaki maksimum kısa devre akımından kaçmazsa, koruma aralığı düşük gerilim çıkış hatlarına kadar genişler çünkü düşük gerilim çıkış yakınlarındaki kısa bir aralıkta kısa devre akımı değerleri büyük ölçüde değişmez. Bu, seçiciliği zedeler. Seçiciliği olmayan koruma daha güvenilirdir, ancak işletim açısından zorluklar yaratır. Örneğin, birçok endüstriyel parkta 10kV ana dağıtım odaları (10kV bus + çıkış devre kesicileri) vardır ve her bir atölyede düşük gerilim dağıtım halkaları (halka ana üniteleri + dönüştürücüler) bulunur. Eğer devre kesiciler dönüştürücünün düşük gerilim tarafındaki maksimum kısa devre akımından kaçmazsa, düşük gerilim ana anahtarlar (halka ana ünite yük anahtarı kavramaları) ve yüksek gerilim devre kesicileri her ikisi de çalışır, bu da işletim zorlukları yaratır.

16 Neden iki paralel bağlanmış dönüştürücünün nötr noktaları aynı anda yerleştirilmemelidir?
Yüksek akım sistemlerinde, röle koruma hassasiyet uyumu gerekliliklerini karşılamak için bazı ana dönüştürücüler yerleştirilirken diğerleri yerleştirilmez. İki ana dönüştürücü bulunan bir istasyonda, her iki nötr noktasının aynı anda yerleştirilmemesi, sıfır-dizisel akım ve sıfır-dizisel voltaj korumasının uyumunu ele alır. Birden fazla paralel bağlanmış dönüştürücü bulunan alt istasyonlarda, genellikle bazı dönüştürücü nötr noktaları yerleştirilirken diğerleri yerleştirilmez. Bu, toprak hat akımını makul seviyelere sınırlar ve işletim modu değişikliklerinin ağ boyunca sıfır-dizisel akımların büyüklüğüne ve dağılımına olan etkisini en aza indirir, böylece sıfır-dizisel akım koruma sistemlerinin hassasiyetini artırır.

17 Neden yeni kurulmuş veya tamir edilmiş dönüştürücülerin işletmeye alınmasından önce darbe kapatma testleri yapılmalıdır?
Boş yükteki bir dönüştürücünün şebekeyden bağlantısının kesilmesi, geçiş aşırı gerilimleri oluşturur. Küçük akım topraklama sistemlerinde, bu aşırı gerilimler nominal faz geriliminin 3-4 katına ulaşabilir; yüksek toprak akımı sistemlerinde ise 3 katına ulaşabilir. Bu nedenle, dönüştürücünün yalıtımının nominal gerilim ve işletim geçiş aşırı gerilimlerini dayanıp dayanamayacağını doğrulamak için, işletmeye alınmadan önce birden fazla darbe kapatma testi yapılması gerekir. Ayrıca, boş yükteki dönüştürücülerin enerjik hale getirilmesi, manyetize akım oluşturur ve bu akım, nominal akımdan 6-8 katına ulaşabilir. Manyetize akım, önemli elektromanyetik kuvvetler oluşturduğu için, darbe kapatma testleri aynı zamanda dönüştürücünün mekanik gücünü ve röle korumanın yanlış çalışıp çalışmayacağına da etkili bir şekilde doğrular.