DÖKME REÇİNELİ KURU TİP YANMAZ TRANSFORMATÖRLERİN KONVENSİYEL YAĞLI TRANSFORMATÖRLER İLE EKONOMİK KARŞILAŞTIRILMASI

DÖKME REÇİNELİ KURU TİP Y ANMAZ TRANSFORMATÖRLERİN KONVENSİY EL TRANSFORMATÖRLER İLE EKONOMİK KARŞILAŞTIRILMASI

Y AĞLI

Ergin DİKMEN Süleyman KASIRGA AEG ETİ Elektrik Endüstrisi A.Ş.

19601ı yılların ortalarına kadar yağlı transformatörlere al ternatif olarak E ve H izolasyon sınıfında üretilen klasik kuru transformatörler kullanılmaktaydı. Klasik kuru transformatörler yeterli olmayan dielektrik özelliklerin den dolayı yalnız 10 kV'a kadar olan anma gerilimlerinde uygun bir alternatif çözüm olabiliyordu. Zira 20 kV ve daha yukarı anma gerilimlerinde darbe dayanım gerilimle ri yeterli olmadığından proje mühendisleri bu gerilimlerde yağlı veya klofen transformatörleri seçmek zorunda kalıyordu.

10 kV'a kadarki anma gerilimlerinde bile, izolasyon sınıfı E uzun süre devre dışı kalan bir transformatörde nem alıp, tekrar devreye alınması sırasında kurutulması ge rektiğinden, ancak sorunlu bir alternatif çözüm olabiliy ordu.

Bugün bile klasik kuru tip transformatörlerin kullanıldığı işletmelerde bu tür nem sorunlarına raslamak mümkün dür. Ancak izolasyon sınıfı H seçilerek nem sorunu çö zülmekte ise de, bu tür izolasyon malzemelerinin pahalı olması yatırım maliyetini artırmaktadır.

Ayrıca klasik kuru transformatörlerin gürültü düzeyinin, çekirdeğinin büyüklüğü, dolayısıyla sıvı izolasyonlu (yağlı ve klofen) transformatörlere oranla oldukça yük sek olması da klasik kuru tip transformatörlerin başka olumsuz bir yanıdır. Zira gürültü istenmeyen hastahane, okul v.s. gibi işletmelerde gürültünün kesilmesi için ma liyeti artıran önlemlerin alınması gerekir.

Kısaca, klasik kuru tip transformatörler işletme tekniği açısından olumsuz yanları olan ve yağlı transformatör lere sınırlı bir alternatif çözüm getiren bir transformatör tipidir.

1964 yılında 20 kV'luk transformatörlerin bina içme yerleştirilmesi istendiğinde, o zaman bu tip işletme ko şullarına uygun klasik kuru transformatörler mevcut ol madığından ilk kez AEG firması tarafından vakum altında dökülen dökme reçineli kuru tip transformatörler yapıl mıştı. Bu transformatörlerin yüksek gerilim sargıları dök me reçineli orta gerilim, gerilim transformatörlerinin sargı larına benzemekteydi.

Büyük miktarlardaki dökme reçinenin işlenmesinde,

kısmi deşarj ve reçinenin ömrü açısından bazı problemler vardı.

Bu problemler çözülerek 36 kV'a kadar anma gerilimle rinde ekonomik sınırlar içinde tüm test koşullarını yerine getiren vakum altında dökme reçineli kuru tip transfor matörler geliştirilmiştir.

Ayrıca klasik kuru transformatörlerde^ neme karşı has sasiyet dielektrik dayanımındaki problemler, yüksek gürültü seviyesi gibi olumsuzluklar dökme reçineli kuru tip transformatörlerin geliştirilmesi ile ortadan kalkmıştır. Bu gelişmelerin sonucu olarak ülkemizde de dökme reçineli kuru tip transformatörler üretilmektedir. Baş langıçta 630 kVA ile sınırlı olan anma gücü bugün 12.24'e 36 kV'da 2500 kVA'ya kadar imal ve sevk edilmektedir.

Günümüzde dökme reçineli kuru tip transformatörler, yağlı veya klofen transformatörlerin kullanılmak istenme diği tüketiciye yakın gökdelen katlarında, maden ocak galerilerinde, gemilerde, gürültü istenmeyen hastahane, okul, kültür merkezlerinde, büro ve işhanı gibi yerlerde tercihen kullanıldığı gibi, ayrıca redresör, metro ve elek troliz tesislerinde de emniyet gerekçesiyle özel transfor matör olarak kullanılmaktadır.

Transformatör seçmek durumundaki proje mühendisle rini düşündüren ilk problem dökme reçineli kuru tip trans formatörlerin yukarıda belirtilen bu denli olumlu özellikle rinin yanı sıra daha ekonomik olup olmayacağıdır.

Aşağıdaki hesap örneği bu soruya cevap vermek için hazırlanmıştır. Ancak bu örnekteki datalar gelişigüzel seçilmiş olup, yalnız önemlileri dikkate alınmıştır.

Merkezi bir tesiste kullanılan yağlı transformatörler ile merkezi olmayan bir tesiste kullanılan dökme reçineli kuru tip transformatörün ekonomik karşılaştırılmaları

Şekil 1'de merkezi enerji dağıtım tesisinin bir örneği görülmektedir.

Orta gerilim salt tesisi ve 630 kVA'lık 4 transformatör bina dışına yerleştirilmiştir. Transformatörler alçak geri lim tarafından müşterek bir ana barayı beslemektedir. Ana baradan yük merkezlerinin herbiri (S1 S4) 4'er adet paralel kablolar ile beslenmektedir. Kablo uzunlukları 80 ve dolayısıyla 120 m'dir.

Şekil 1. Yağlı transfomıalörler ile merkezi besleme

Yukarıdaki enerji dağıtım tesisine tekabül eden merkezi olmayan bir dağıtım tesisi Şekil 2'de görülmektedir. Her iki alternatifte de salt tesislerinde fark yoktur.

Ancak ikinci alternatifte transformatörler yük merkezle rine yerleştirilerek 10 kV'luk kablolarla beslenmektedir. Kabloların uzunlukları yine 80 ve 120 m'dir. Ek olarak ayrıca 2'şer adet paralel ring kabloları yük merkezlerini birbirine bağlamaktadır. Normalde alçak gerilim ringi ka palı konumdadır.

Şimdi her iki tesisin maliyeti araştırılarak dökme reçineli kuru transformatörlerin yağlı transformatörler ile ekono mik karşılaştırılması yapılacaktır.

Şekil 2. D ö k m e r c c m e l ı kuru lip yanma/, trafolar ile m c r k c / ı ol mayan bbelsleme

Her iki tesiste de orta ve alçak gerilim tesislerinin maliye ti eşit olarak kabul edilmiştir.

Tablo 1'de kablo ve transformatör yatırımları görülmek tedir. Kablolar için, kablo maliyeti ve beton kanala mon taj dikkate alınmıştır (10 kV ve 0,4 kV için).

Merkezi dağıtım sisteminde DİN 4251 Ve göre yağlı transformatörler, merkezi olmayan dağıtım sisteminde ise DİN 42523'e göre dökme reçineü kuru tip.transforma törler dikkate alınmıştır.

Tablo 2'de trafoların ve kabloların kayıpları görülmekte dir.

Hesapların hazırlanmasında aşağıdaki koşullar varsayıl mıştır.

Tablo 1 Transformatör ve Kablo yatırımlarının karşılıktın İması

Kablo Kanal

1 .Alternatif, merkezi dağıtım

0 1 kV sistetr

•4x3x150*70 mır

••x655 TL

71288 TL/m

2620 TL/rr 77108 TL/m x 100 m 30 963200 TL

2. Alternatif, merkezi olmayan darıtın.

0,1 kV sistem

10 kV sisterr

2x3x150*70 mir^ 356"O TL/lt Ix3x35mm? 1 2000 TL/m

2x655

1310 TL/m 10150 TL/m y 300 m

!?• .350OC TL

625 TL/m 1 6125 TL/it. x qor. m c'i 50:10c TL

Transformatörler 1 adet Yatırımlar toplamı

vağlı transformatörler TIN 12511

5'100000 TL

x

61'600000 TL

9."'56??0C TL

Dökme reçineli kuru tip transformatörle DİN 12523

20'000000 TL

y,

60'OOOOOC TL

5f'565000 TL

Tablo 2 Transformatör »e tablolardaki kayıpların karşılaştırılması

Yükte, 220 gün, 16 saat, 16 yıl

Boşta yılda 5210 saat, 16 yıl

29,5 kW

1 •661440 kWh x73,50 TL

122'115840 TL

1 0,8 kW 0,26 kW

45056 kWh 73,50 TL/kWh 3'3'1616 TL

21798 kWH 73,50 TL/kWh

1'602153 TL

Transformatör kayıpları

Yükte, 1 Transformatör 220 gün,16 saat, 16 yılda

Boşta , 4 Transformatör yılda 5210 saat, 16 yıl

Yağlı transformatör DİN 42511 Ç, =630kVA,Fj< =9,3kW, Po=1,2kW 4? kW

42 kW

2,365440 kWh x73,50 TL/kWh 173'859840 TL

Dökme reçineli kuru transformatör DİN 42523 P =63O kVA, Fl<=7,2 kW, Po=1,4 kW 34,4 kW n

34,4 kW

1'937408 kWh x73,5O TL/kWh 142 399488 TL

4,8 kW

402432 kWh 73,50 TL/kWh

29'578752 TL

5,6 *W

469504 kWh 73,50 TL/kWH

34'508544 TL

Kayıp giderleri toplamı

325 554 432 TL

181'821 801 TL

Tablo 3 Topla* masrafların karşılaştırılması ( 16 y ı l )

Yatırım masrafları Kayıp masrafları Toplan masraflar

92 563 000 TL 325 55* »32 TL »18 117 »32 TL

98 585 000 TL

162 821 801 TL

\

281 406 801 TL

1. Tesisin ve trafoların ömrü 16 yıl

2. Trafoların devrede kalma süresi 8760 h/yıl

3. Trafolar günde 16 saat, yılda 220 gün tam yükte dev

rede kalmaktadır.

•

4. 3 x 150 + 70 mm'lik NYY kabbnun fiyatı 17.820. TL/m

3 x 35 mm'lik N2x SEYFG6Y kablonun fiyatı 12.000. TL/ m alınmıştır.

5. Beton kanala kablo döşeme birim fiyatı 3 x 150 + 70 mm'lik 655.'TL/m, 3 x 35 mm için 625. TL/m olarak alın mıştır. (TEK 1987 birim fiyatları).

*6. Beton kanal inşaat birim fiyatı 3.500? TL/m

7. Elektrik enerjisi fiyatı 1 kWh için 73,50. TL alınmıştır.

8. Trafo fiyatları ise bir üretici firmanın 1988 yılı liste fiyatlarıdır.

Tablo 1 'deki toplam yatırım masrafı Yağlı transformatörler ile merkezi sistemde

95'360 000 TL

Dökme reçineli kuru tip transformatörlerde

merkezi olmayan sistemde

95*385 000 TL

olarak hesaplanmıştır.

Merkezi olmayan sistemde dökme reçineli kuru tip trans formatör için saç muhafaza öngörülmesi gerekir. Ancak yağlı transformatörler için klasik trafo hücresi öngörül mesi gerektiğinden her iki ek yatırım birbirini kompanze ettiği düşünülerek ihmal edilmiştir.

Tablo 2'de kayıplar 16 yıllık sürede merkezi sistem için merkezi olmayan sistem için olarak hesap edilmiştir.

325'554 432 TL 18V821 801 TL

Tablo 3'de hesap edilen toplam masraflar

merkezi sistem için

42C914 432TL

merkezi olmayan sistem için

277'206 801 TL

tutarındadır.

Yukarıdaki karşılaştırılmada görülüyor ki yatırım masra fları her iki sistemde de yaklaşık eşit olmasına rağmen, 16 yıllık bir işletme süresinde dökme reçineli kuru tip transformatörlerin lehine kayıplarda 143732 632 TL'lık bir tasarruf sağlamaktadır.

Bundan sonra yağlı trafonun belirli periyotlarla bakım ge rektiği halde dökme reçineli kuru tip trafo ömrü boyunca bakım gerektirmez. Pratik olarak işletmeye alındıktan sonra trafo unutulabilir.