Topraklama transformatörleri esas olarak Zigzag topraklama transformatörlerini ve sıradan üç fazlı transformatörlerden dönüştürülen topraklama transformatörlerini içerir. Çalışma prensipleri aşağıdaki gibidir:
Zigzag Topraklama Transformatörü
Sargı Yapısı: Zigzag topraklama transformatörünün sargıları zigzag bağlantı kullanır. Her faz sargısı, farklı çekirdek sütunlarına sarılmış iki bölümden oluşur. Bu iki bölüm eşit sarım sayısına ve zıt sargı yönlerine sahiptir.
Çalışma Prensibi: Normal çalışma koşullarında, üç fazlı gerilimler simetrik olduğundan, üç fazlı sargılardaki akımların toplamı sıfırdır ve topraklama transformatörü yalnızca küçük bir uyarım akımı ile yüksüz durumda çalışır. Sistemde tek fazlı toprak arızası oluştuğunda, arızalı fazın gerilimi sıfıra düşerken, arızalanmamış fazların gerilimi hat gerilimine yükselir.
Zigzag sargısının özel yapısı nedeniyle, her faz sargısının iki bölümü tarafından üretilen sıfır dizili manyetik akılar, sıfır dizili gerilimin etkisi altında çekirdekte birbirini götürür.
Bu durum, çok küçük bir sıfır dizili empedans ile sonuçlanır ve böylece sistem için yeterince büyük bir sıfır dizili akım yolu sağlayarak toprak koruma cihazlarının güvenilir çalışmasını garanti eder.
Sıradan Üç Fazlı Transformatörden Dönüştürülen Topraklama Transformatörü
- Sargı Bağlantısı: Genellikle, sıradan bir üç fazlı transformatörün sargıları, nötr noktası bir topraklama direnci veya bir ark söndürme bobini (Petersen bobini) üzerinden topraklanmış olarak Yıldız (Y) konfigürasyonunda bağlanır.
- Çalışma Prensibi: Normal çalışma koşullarında, üç fazlı gerilimler simetriktir, nötr nokta potansiyeli sıfırdır ve sargılarda sıfır dizisi akımı yoktur. Tek fazlı bir toprak arızası oluştuğunda, nötr nokta potansiyeli yükselir ve bir sıfır dizisi gerilimi üretir. Bu sıfır dizisi geriliminin etkisi altında, sargılarda sıfır dizisi akımı ortaya çıkar. Topraklama direncinin veya ark söndürme bobininin parametrelerinin makul bir şekilde seçilmesiyle, topraklama koruma gereksinimlerini karşılamak ve arızalar sırasında aşırı gerilimleri sınırlamak için sıfır dizisi akımının büyüklüğü kontrol edilebilir.
Topraklama Transformatörlerinin Koruma Konfigürasyonu
Topraklama transformatörleri için koruma konfigürasyonu esas olarak aşağıdakileri içerir:
Sıfır Dizisi Akım Koruması
- Konfigürasyon Prensibi: Topraklama transformatörünün nötr noktasının çıkış hattına bir sıfır dizisi akım transformatörü kurulur. Normal sistem çalışmasında, üç fazlı akımların vektörel toplamı sıfırdır, bu nedenle sıfır dizisi akım transformatörünün çıkışı yoktur. Tek fazlı bir toprak arızası oluştuğunda, sıfır dizisi akımı üretilir. Bu akım ayarlanan değere ulaştığında, koruma cihazı devreye girer.
- İşlev: Arıza genişlemesini önlemek, ekipmanı ve sistem güvenliğini korumak için toprak arızalarını hızlı bir şekilde algılar ve giderir.
Aşırı Akım Koruması
- Konfigürasyon Prensibi: Akımını izlemek için topraklama transformatörünün birincil veya ikincil tarafına akım transformatörleri kurulur. Akım, ayarlanan aşırı akım eşiğini aştığında, koruma cihazı bir zaman gecikmesinden sonra devreye girer.
- İşlev: Topraklama transformatörünü aşırı yüklenmeler veya kısa devre arızaları sırasında hasardan korur.
Gaz Koruması (Buchholz Koruması)
- Konfigürasyon Prensibi: Yağa batık topraklama transformatörlerine bir gaz rölesi (Buchholz rölesi) kurulur. Küçük miktarda gaz üreten küçük bir dahili arıza oluştuğunda, sinyal göndermek için hafif gaz koruması devreye girer. Büyük miktarda gaz ve yağ akışı darbesi üreten ciddi bir arıza oluştuğunda, şalteri açmak için ağır gaz koruması devreye girer.
- İşlev: Topraklama transformatöründeki dahili arızalara, özellikle de erken aşamadaki küçük arızalara duyarlı bir şekilde yanıt vererek zamanında önlem alınmasını sağlar.
Sıcaklık Koruması
- Konfigürasyon Prensibi: Sıcaklığı gerçek zamanlı olarak izlemek için topraklama transformatörünün sargılarına veya çekirdeğine sıcaklık sensörleri kurulur. Sıcaklık ayarlanan değeri aştığında, koruma cihazı devreye girer.
- İşlev: Topraklama transformatörünün aşırı ısınma nedeniyle yalıtımına zarar vermesini önleyerek ekipman hizmet ömrünü uzatır ve güvenli çalışmayı sağlar.
Aşırı Gerilim Koruması
- Konfigürasyon Prensibi: Aşırı gerilim röleleri kurarak veya entegre koruma cihazları içindeki aşırı gerilim koruma işlevini kullanarak topraklama transformatörünün gerilimini izler. Bir aşırı gerilim durumu oluştuğunda, koruma cihazı devreye girer.
- İşlev: Sistemdeki potansiyel aşırı gerilimleri sınırlayarak topraklama transformatörünün ve diğer ekipmanların yalıtımını korur.
Giriş
