TRANSFORMATÖR TEKLİF İSTEME - TEKLİF VERME VE DİZAYNIN DİKKAT EDİLECEK HUSUSLARI

TEKLİF VERME :

Bir transformatör için teklif isteminin ilk safhasında; kullanıcı tarafından istenecek, imalatçı tarafından da gözönünde tutulacak tüm hususların tam ve kesin ifadesi kadar önemli bir şey yoktur.

TRANSFORMATÖR TEKLİ Fİ İSTEME TEKLİ F VERME VE Dİ ZAY NINDA DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR

ÜNAL ERDOĞAN Elektrik Y . Mühendisi (İTÜ)

Bir teklif isteme formu; zaman kaybını ve karışıklıkları önleyici; imalatçının, kullanıcının ihtiyaçlarına tam uya cak şekilde bir teklif hazırlamasını sağlayıcı bilgileri ke sin olarak göstermelidir.

Ayrıntılar hakkında yetersiz bilgi veren teklif isteme formlanna çok sık rastlanmaktadır. (Hemen hemen ge nelinde)

•Bu nedenle aşağıda tüm bilgileri kesin içeren tablolar ha zırlanmıştır.

NOT : Tablo 4 1 'de (1 ) ile işaretlenen bilgiler sipariş ve rildikten sonra gereklidir.

(a)'da sıralanan bilgiler, tatbikatta kullanılacaksa veril meli, ihtiyaç duyulan ilave teçhizatları (b)'ye göre belir tilmelidir.

Aşağıda verilen genel bilgilerin, uygulamada kullanılacak olanları teklif isteme formunda verilmelidir.

Gerekli hallerde yükün güç faktörü. Y G AG (Y üksek Gerilim Alçak Gerilim) sargılarının yalıtım seviyelerini seçebilmek için en yüksek sistem ge rilimi.

Beşleme gerilimi, değişim sınırları ve değişimin za manlaması.

Transformatör sargılarının veya sistemin herhangi bir noktasının sürekli topraklanıp, topraklanmayacağı, şayet topraklama yapılacaksa bunun direkt akım sınırlayıcı bir cihaz üzerinden veya ark söndürücü bobin üzerinden mi olacağı?

Sargıların yalıtımının tam veya kademeli olarak dizayn edileceği.

Transformatörün kullanılacağı yer 1 0 0 0 m'den yüksek ise durumun bildirilmesi.

Transformatörün elektriği olarak korunmalı veya ko runmasız yerde mi kullanılacağı, koruma sisteminin be lirtilmesi.

Ağırlık, boyutlar, mahalline giriş için ölçü sınırlama ları.

Tesis edileceği yer, varsa hava kirliliği, kuş vs. gibi can lıların kısa devrelere meydan vermesini önleyebilmek için buşing açıklıklarında yapılabilecek gerekli arttırıma ile ilgili özel şartlar.

Şekil 4 1'de teklife dahil edilecek olan çıkış terminali tiplerinin doğru olarak belirtilmesinde teklif isteyene yardım etmek için hazırlanmış konstrüksüyon detayları gösterilmiştir.

t 289

(a) Ana bilgi

Talep edilen miktar

Nominal Güç (kVA) Tek veya çok fazlı üniteler Boşta gerilim oranı

Frekans (Hz) Soğutma tipi (i) Oto veya çift sargılı

Fazlar arası bağlantı (2) Şayet herhangi bir sargıda seri paralel bağ lantı isteniyorsa, gerilimleri ve böyle bağlantıları dışardan bağlama gereğini belirtiniz. Nötr noktası çıkışı

Aşırı yükleme (2) Nominal güçte ısınma (2) Maksimum ortam sıcaklığı Yük tipi, yani, aydınlatma, güç, fırın v.s.

Yerleştirme; yani, dahili tipi, hava sızdırmaz, direk veya zemine monte edilen tip, maden, yeraltı veya yüzey v.s. (2)

Gerilim testleri (2) Ambalai. ülke içi için mi? yoksa ihracat için mi uygun olacak Başka bir transformatörle veya transforma törlerle paralel çalışması istenmiyor mu? Şa yet isteniyorsa mevcut transformatörlerin aşağıdaki özelliklerini belirtiniz.

Nominal Güç (kVA) Fazlar arası bağlantı Polarite(l) (3)

TABLO 4.1 GÜÇ TRANSFORMATÖRLERİ

öR N EK L E R

Standart dahili tip transformatör

1000 3

15000/400

(Üç fazlı bir grup 3 olarak bağlamak için) 3333

66000/(11000A/3)

25 ONAN ÇİFT Üçgen/Yıldız

A.G. Nötrü porselen izolatöre çıkarılmalıdır. T.S. 3215'e göre Yağda 55°C 30°C Kâğıt tesislerinde karışık yük. Dahili tip

T.S. 3215'e göre Yağda 55°C 20°C

Tipik güç ve aydın latma yükleri Hava sızdırmaz

(•) B.S. 171 'e göre ihracat yükü

20 3 6300/400

A.G. Nötrü dışarı çıkarılmalıdır. T.S. 3215'e göre Yağda 55°C 30°C Çiftlik, güç ve ay dınlatma yükleri Hava sızdırmaz, direk tipi

750 Üçgen/Yıldız İlişikteki şemaya bakınız

Yeraltı maden transformatörü

300 3

3300/565

50 AN ÇİFT Üçgen/Yıldız

A.G. Nötrü dışarı çıkarılmalıdır. T.S. 3215'e göre — 30°C Kömür kesiciler güç ve aydınlatma

Standart dahili tip transformatör '

Y eraltı maden transformatörü

Nominal güç ve gerilimde, muayyen bir sıcaklıkta empedans (4) Nominal güç ve muayyen bir sıcaklık ta bakır kaybı (l) Her bacakta çevirme oranı, bütün ka demelerde (i) (Sarım sayısına göre)

Scott bağlı transformatörler için, trans formatörlerin birbirleriyle değiştirilebile cek tip olup olmayacaklarını ifade ediniz. (b) Talep edilen ilave teçhizat Y .G. veya A. G ayar kademeleri ve ne şe kilde düzenlenecekleri (l).

(a) Sabit kVA gücü için (b) Sabit akım çıkışı için (c) Y alnız yağ seviyesinde bulunacak

Kademe seçici; boşta veya yük altında diye belirtiniz. Tekerlekler düz veya flanşlı, döner veya dönmeyen tip.

Takoz mesnedi Yağ genleşme kabı Hava kurutucu, tipini belirtiniz Y.G. ve A.G. terminal düzeni

7 5 ° C<d e 4 . 7 5 %

75°Cfde9500W att.

1156 1128 1100/25 1072 1044

± 2 , 5 % ve 5% Y .G. kade meleri. Sabit kVA gücü için düzenlenmeli.

Boşta

D ör t düz dönmeyen tekerlek

Y .G. ve A.G. de üç kısma ayrılmış kutu.

16 kademe halinde ± 1 0 % Y .G. kademeleri: Sa bit kVA gücü için düzenlen meli. Y ük altında

±5% Y .G. kademeleri Sabit kVA gücü için düzenlenmeli. Y alnız yağ seviyesinde

1.5 m. ray ölçüsüne uyacak dört flanşlı dönmeyen tekerlek

Evet Sızdırmaz tip Silikagel Y .G. ve A.G. buşing leri.

Y .G. ve A.G. buşing leri.

5 % ve 1 0 % Y .G kademeleri. Sabit kVAgücü için dü zenlenmeli.

(*) B.S. 355'e uyan tekerlekler

Y .G. ve A.G. de şal ter ünitesi.

(1) Transformatörlerin çoğu yağa daldırılmış tabii soğutmalı tiptir ve soğutucu ortamın tipi mümkün olduğu zaman belirtilmesi için imalatçıya bırakılmalıdır. Tablo 4.2'ye bakınız.

(2) TEKLİFLER'in altındaki mütalaalara bakınız.

(1) Sahife 1'deki nota bakınız.

(2) TEKÜFLER'in altındaki mütalaalara bakınız

(3) Primer ve sekonder taraflarda aynı bağlantılara sahip olan transformatörler için (Yıldız/Yıldız veya Dçgen/Oçgen gibi) mevcut transformatörlerin polaritelerinin özelliklerini belirt

mek çok önemlidir. Aksi takdirde yeni transformatörün bir tarafında iç bağlantıları değiştirmek gerekebilir. T.S. 267'e bakınız ve mümkün olduğu takdirde T.S. fazör şeması termino

lojisini kullanınız.

(4) T.S. 267'e uygun olarak, performans referans sıcaklığı 75 C'dir.

(*) İngiliz standartlarından

(1) Tablo 4.5'e bakınız

(*) BS 355 İngiliz standartlarından

PABUÇLAR A. PİRİNÇ PABUÇ B. KANALLI PABUÇ C. SIZDIRMAZ PİRİNÇ

PABUÇ REKORLAR

D.TAHTA REKOR E BARA BAĞLANTISI F.Y ALITILMIŞ REKOR

GİRİŞ TERMİNALLERİ 6S0KETLİ TİP H.

ÇIPLAK SAPLAMA J.

ÇIKIŞ TERMİNALLERİ (VS)

ÇIKIŞ TERMİNALLERİ ( A.G)

KABLO KUTULARI T AY IRMA HÜCRELİ

KABLO KUTUSU

H

• Şekil 4.1 Terminal tertipleri. Bu şekil teklife dahil edi lecek olan çıkış terminali tipinin doğru olarak belirtil mesinde teklif isteyene yardımcı olmak için hazırlanmış, konstrüksiyon detayları hassas olarak gösterilmemiştir.

ELEKTRtK MÜHENDİSLİĞİ 289

SU SOĞUTMALI TRANSFORMATÖRLER : Tip OFWF

Soğutma suyu besleme kaynağı ve cinsi Su beslemesinin yüksekliği (su soğutucusunun atmos fere açık olması tavsiye edilir.) Soğutma1 suyu sıcaklığı 25 C'den fazla ise Y ağ ve pompa motorları için yardımcı elektrik tesi satının tüm detayları

Harici boru işçiliği, su pompaları, motor ve başlatma do nanımı normal olarak belirtilmedikçe, teklife dahil edil mez. Teklifler genellikle yağ soğutucusu, yağ pompası ve motorunu kapsar. Şayet 10 %'lük soğutucu kapasitesin den daha fazlası gerekirse bu özellikle belirtilmelidir. (Ör neğin, iki 100 % veya üç 50 % soğutucu)

D.C. NÖTR NOKTASI SAĞLAMAK İ Çİ N DENGELEY İCİ BOBİNLER :

Generatör hızı ve kutup sayısı Generatör hat gerilimi Toplam dengelenmemiş D.C. akımı Kontak bileziği adedi

A.C. NÖTR NOKTASI SAĞLAMAK İ Çİ N DENGELEY İCİ BOBİNLER :

Normal hat gerilimi Toplam dengelenmemiş akım Üç fazlı dengeleyicilerde, dengeleyiciyi besleyen kab loların her fazdaki yükü verilmelidir.

OTO TRANSFORMATÖR STARTERLERİ :

Başlatılacak teçhizatın nominal gücü Normal haz gerilimi İstenilen başlatma kademeleri

Farklı başlatma kademelerinde tahmin edilen başlat ma (kVA)'ları

Tam yükte veya boşta başlatılacağı Kullanma periyodu (B.S 587)

Y ÜKSEK GERİLİM TEST TRANSFORMATÖRLERİ :

Y .G. (Y üksek Gerilim) sargısının topraklama şekli (Sa

dece ayni ucu veya zaman zaman diğer ucunda toprakla

nabileceği)

Y .G. (Y üksek Gerilim) sargısının orta noktasının sü

rekli olarak topraklanıp, topraklanmayacağı

Y .G. (Y üksek Gerilim) sargısının topraksız çalıştırılıp,

çalıştırılmayacağı

Test edilecek olan teçhizat veya malzeme

Gerilim testleri, büyüklük ve süre

Redresör veya benzer özel teçhizatla kullanıyıp, kul

lanılmayacağı

Bir siparişte Y G/AG (Y üksek Gerilim/Alçak Gerilim) kablo kutuları belirtilirse, aşağıdaki detayların tümünün sağlanması zorunludur.

Kablo kutusuna doldurulacak malzemenin tipi Kablo kutusuna girecek kabloların ve kablo damarları nın adedi (iki üç dört vs.) Her damarın şekli ve kesiti

Damar yalıtımının tipi (Lastik, yağlı bez, kâğıt vs.) İç ve dış kılıf, çapları ile birlikte kılıf tipi Kaplama ve blandajların ayrıntıları Kablo kutusuna kablo giriş istikameti (Kabloların ku tuya dikey olarak yukarıdan veya aşağıdan, yatay olarak sağdan veya soldan yahutta transformatör tankına dik olarak yaklaşacakları...)

Tablo 4 2'de soğutmanın çeşitli yöntemleri, tablo4 3'de farklı soğutma tipleri ile ilgili ısınma sınırları verilmekte dir.

Tablo 4 2

Kuru tip transformatörler

Tabii soğutma — AN tipi Cebri soğutma — AF tipi

Y ağlı transformatörler

Y ağ dolaşımı

Soğutma Metodu

Kısaltılmış tip tanımı

Tabii termik Tabii hava

basınç

H a v a üflemeli

Pompalarla cebri yağ dolaşımı

Tabii hava OF AN

Hava üfleme

OFAF

Su soğutmalı OFVVF

Tablo 4 3 Dirençle bulunacak ısınma sınırları:

TİP

AN AF AN

OFAN OFAF OFVVF

İZOLASY ON SINIFI

A B C

A A

A A A

ISINMA (°C)

60 80 150

65 65

65 65 65

Y ağda ısınma (i) Genleşme kablı veya sızdırmaz tanklarda 6 0 °C (ii) Genleşme kabı bulunmayan veya sızdırmaz tip ol mayan tanklarda 55°C

Günümüzde pek çok güç transformatörü TS. 2 6 7 ve BS. 171'de belirtilen sıcaklık tavsiyelerine uygun olarak sınıflandırılırlar ve bu standartlara mümkün olan her si parişte uyulmalıdır.

Y ağlı transformatörler tabii ve cebri soğutmanın kombi nasyonu olarak da yapılabilirler. Böyle karma tertiplerin kısaltılmış yazılışları ONAN/ONAF, ONAN/OFAN, ONAN/OFAF, ONAF/OFVVF'dir (O) izole edici sıvı olup, BS. 148'e göre mineral yağı belirttiği için kullanılır. Sen tetik bir tecrit maddesi kullanılırsa yerine (L) konur. (Ör neğin, klor difenil LN. ile belirtilir.)

Bir transformatörün faydalı ömrü, yüksek sıcaklıklarda süratle yaşlanan yalıtımının ömrüne bağlıdır. Normal (A) sınıfı yalıtımda çalışma sıcaklığındaki 8°C'lık bir artışla bozulma hızının, iki misline çıktığı kabul edilir. (TRAFO SİPARİŞİ VEREN RESMİ S İ V İ L İ L G İ L İ L E R L E KABUL HEY ETLERİNİN DİKKATİNE.)

Uygun bir ortalama ömrün sağlanması bakımından trans formatörün ortam şartlarına ve yüklenmeden önceki sar gı sıcaklığına göre yüklenmesi gerekir. Maksimum ortam sıcaklığında ve sürekli olarak tam yükte çalıştırılma şart larında, aşırı yüklemeye sürekli mü sade edilmemelidir. Şayet maksimumlar aynı zamanda meydana gelmezse, belirli aşırı yükler transformatör tarafından emniyetle ta şınabilir.

Y üksek ortam sıcaklıkları sürekli olursa veya uygun hava landırma mevcut değilse, aşağıdaki alternatiflerden biri benimsenmelidir.

(i) Standart ısınmada talep edilen güce tekabül eden güçten daha büyüğü sipariş edilmelidir.

(ii) İstenen güçte, sargılardaki ısınmanın, standarttan daha düşük olacağı belirtilmelidir.

Pratik olarak 10°C'lik bir sıcaklık azaltılması nominal yü kün 85 %'inde yüklenmek suretiyle sağlanabilir.

İhtiyaçlar belirlendiği taktikde, sadece önemli olan nok taları teklif isteme formunda vererek, ayrıntıları konu nun uzman mühendis personeline sahip olan imalatçıya bırakmak çok daha uygundur. (Şayet uzmana sahipse)

TEKLİFLER :

Teklif sahipleri, teklif alanların işlerini mümkün mertebe kolaylaştırmak durumundadırlar. Bu nedenle detaylı ve aydınlatıcı teklif sunmaları son derece arzu edilen bir hu sustur. Genel olarak fiyat, imalat süresi, ödeme şekli, ba kım ve daha önceki bölümde verilen tablolara göre gelen teklif isteme formundaki önemli bilgi ve ilave teçhizat tan başka, şartname ve performans bakımından teklifler aşağıdaki ayrıntıları kapsamalıdır.

Transformatör tipi Tank tipi Soğutma tipi (Tabii, cebri, su soğutmalı, cebri yağ so ğutmalı vs.) Nominal gerilim ve frekansta nüve kaybı Nominal yükte bakır kaybı Güç faktörünün bir olduğu durumda yüzde regülasyon

r Güç faktörünün 0,8 olduğu durumda yüzde regülas yon (veya tayin edilmiş diğer bir güç faktöründe) — Y üzde empedans ve reaktans

Muhit sıcaklığı veya soğutucu ortamın kabul edileni ısısı — Müsade edilen aşırı yüklemeler (Büyüklük ve süreleri) — Maksimum ısınma (Termometreden görülen) ve nomi nal yükte direnç

Y ağ miktarı, fiyata dahil edilip edilmediği Bütün net boyutlar — Nakil şartnamesi, ihraç durumu Sargılar ve tank arasındaki yalıtım malzemesi (Hava, yağ vs.)

Tablo 4 4, transformatör tekliflerinde kullanılacak tipik bir teklif formunun baş örneğidir. Görüldüğü gibi teklif edilen donanımın elektriki performansı, ağırlıkları ve ebatları ile ilgili bütün bilgileri kapsamaktadır. Bilgiler mukayeseyi kolaylaştıracak şekilde düzenlenmiştir.

Teklif isteme formunda işaretlenen bilgiler belirtilme mişse aşağıdaki hususları teklif etmek olağandır.

Primer ve Sekonder bağlantılar :

Üç fazlı bağlantılar için : Üçgen/Y ıldız... Üçe iki fazlı bağlantılar için : Scott Bağlantı

Isınma, ortam sıcaklığı ve gerilim testleri (Y G test trans formatörlerinin dizaynına ve Y G sargısının topraklanma şekline bağlı olarak özel Y G testleri yapılır. Farklılıkları içeren birçok özel durum çıkabilir. TS. 2 6 7 , BS. 171 , IEC176..)

Aşırı yüklenmeler : TS. 3 2 1 5

— Kullanılacağı yer : Dahili

Y ağ tipi

: Petrol Ofis, Shell Diola B, .

— Gerilim ayarı için kullanılan artı ve eksi kademeler

Kelime ve işaretlerin tam olarak neyi kastettiği konusun da, geçmişte gözlenen hataları önleyebilmek için (a) primere, (b) Sekondere yerleştirilen kademelerin nisbi yerlerini ve tesirlerini gösteren tablo 4 5 hazırlanmıştır. " A r t ı " kelimesi, ana kademeden daha fazla sarımı, " Eksi" kelimesi ise ana kademeden (Nominal kademe) daha az sarımı belirtir.

Kademeler aşağıdaki maksatlar için kullanılabilirler :

1) Primer kademeler, primer gerilimi değiştirmek için 2) Sekonder kademeler, sekonder gerilimi değiştirmek için

3) Primer kademeler, sekonder gerilimi değiştirmek için. 4) Sekonder kademeler, primer gerilimdeki değişiklikleri dengelemek için.

Belirlenen bu çalışma şartlarının her birinde ve herhangi bir kademede, adı geçen kademenin um yükü ile nomi nal gerilimin . ırtı veya eksi 5%'i içindeki bir gerilimde transformatör emniyetle çalıştırılabilir.

Teklifler mukayese edilirken, en iyi yöntem imalatçılar tarafından verilen bilgileri bir kâğıda cetvel halinde yaz maktır. Böylece detaylı bir kontrol yapılabilir.

TABLO : 4 4

Teklif verilen : Referansınız :

TRANSFORMATÖR ŞARTNAMESİ Referansımız :

° Cl ı k maksimum günlük ortalama muhit

sıcaklığında nominal güç (k VA )

Faz sayısı

Frekans (Hz)

Bojta gerilim oranı

Sargı bağlantıları

Kademeler

Nötr

Faz ör şeması

Nominal gerilim oranında boşu çalışma kaybı

Nominal akımda knadevre kaybı

1 iken ve nominal akımda regülasyon

Nominal akımda empedans gerilimi

reaktans "

Cm* « 1 iken nominal akımda % 125 yükte randıman {%)

%ıoo •• •: (»)

»75 "

" «50 "

" %25 " "

Nominal kVA'da yağdı termometre vasıtasıyla ısınma

Nominal kVA'da sargıların direnci vasıtasıyla ısınma

Müude edilen af in yükleme

B.S. Uygulama talimatı C.P.lOlO'a uygun olarak T.S. 321 5

D İ K K A T : Performans referans sıcaklığı 75°C garanti edilen performanstaki toleranslar T.S. 267'de belirtildiği şekildedir.

Takribi ağırlıklar ve boyutlar

Transformatör çekirdek ve sargı ağırlıkları

Tank ve donananlar

Y a|

.

Y ük altında kademe değiştirici ağırlığı

Toplam ağırlık

Y ağ miktarı ı

(kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (Litre)

Sütün uzunluk Bütün genişlik Bütün yükseklik

.'

Aşağıda belirtilen konular mutlaka incelenmesi gereken bazı önemli noktalardır :

DEMİR KAY BI :

Demir kaybı, bir aydınlatma yükünün beslenmesi gibi du rumlarda önemlidir. Bu durumda gerçekte bir yük bes lenmemesine rağmen transformatörün kendisi çalışmak tadır. Düşük yüklerde çalıştırılan transformatörler için de demir kaybı önemlidir. Netice olarak düşük demir kaybı tercih edilir. Teklifler mukayese edilirken 24 saat lik bir kayıp miktarı, bölgede geçerli olan kömür veya di ğer üretim masraflarına tekabül eden bir fiyatla kapitali ze edilebilir. Böyle kapitalizasyonlar transformatör tek lif fiyatına ilave edilir.

BAKIR KAY BI :

İyi dizayn edilen bir transformatörde, belirli bir frekans, gerilim oranı ve ısınma için verilen belirli güçteki toplam kayıplar takriben sabittir. Bakır kaybı yüksek tutulup, demir kaybının mümkün mertebe düşük tutulması doğal dır. Zira demir kaybı 24 saatlik bir yük olarak ifade edi lebilir.

Y ağlı tabii soğutmalı transformatörlerde aşırı yüklenme ye müsade edilmez. Tam yükte ve maksimum bir çevre sıcaklığında yağdaki ısınma 60°C'dir. Bu nedenle böyle transformatörlerde bakır kayıplarının, demir kaybına oranı oldukça yüksek olabilir. Bu oran güç, gerilim oranı ve frekansa göre 4/1'den 7/1'e kadar düzenlenebilir. Şa y e t çevre sıcaklığı maksimumun altında ise belirli aşırı yüklenmelere izin verilir. Y ukarıda verilen oranlar sargı larda aşırı ısınma olmaksızın, belirli aşırı yüklemelere daha düşük çevre sıcaklarında ulaşılmasına müsade ede cek şekildedir. Transformatör sürekli aşırı yükleme için dizayn edilirse, normal tam yükte bakırın, demir kaybına oranı düşecektir.

Verilen bir ısınma için, düşük kayıplı transformatörün daha serbestçe dizayn edilebileceği genellikle söylenebi lir. Bir kaide olarak çekirdeği yüksek fluks yoğunluğun da çalıştırmak daha emindir. Zira bobinlerin yalıtımı, çekirdek yalıtımına göre yüksek sıcaklıklardan daha ça buk etkilenir. Bununla beraber bakır kaybının, demir kaybına oranının yüksekliğinin serbest dizayn edilen de mir devresini ve sargılarda yüksek akım yoğunluğunu be lirtmediği göz önünde tutulmalıdır. Zira bu şart bakır ve demir kaybına herhangi bir oranını bulmak mümkündür. Ancak, t at bikat t a mekanik dizayn, sargı sıcaklıkları vs. gibi nedenlerle sınırlar konur. Verilen bir fluks ve akım

TABLO :4 S

Normal orandan gerilimlerin değişimi

GERİLİM AY AR KADEMELERİNİN POZİSY ONU VE TESİRİ

Değişimin nasıl elde edildiği

Primer veya sekonder kademeler kullanılırken Bm'nin en büyük olduğu kademe ve gerilim

(a) Primer kademeler

(b) Sekonder kademeler

Primer gerilim

Sekonder (a) Primer (b) Sekonder Kademe

gerilim

kademeler kademeler

Normalin (a) Eksi üstünde

(b) Artı

En küçük eksi kademe

Maksimum se konder gerilim

Normalin (a) Art. altında

(b) Eksi

Normal sargı —

Maksimum se konder gerilim.

Normalin Sabit üstünde

(a) Artı (b) Eksi

Bütün primer gerilimlerde sabit

En küçük eksi Maksimum pri

mer gerilim

Normalin Sabit altında

(b) Eksi (b)Artı

Bütün primer gerimlerde sabit

Maksimum pri mer gerilim.

yoğunluğunda, kayıpların çarpımı takriben sabit olacak tır. Yağ kanalları ve elektriki kleransların sabit tutulduğu farzedilirse, bu çarpım küçüldükçe dizaynın daha serbest olacağı söylenebilir. Yağ kanalları; yalıtım ve kleransla rın azaltılmasıyla kayıplar bakımından serbestlik sağlana bilirse de; lokal ısınmalar veya yetersiz yalıtımdan dolayı dizayn eninde sonunda hasarlanmaya neden olabilecek bir transformatör imalatı ile sonuçlanabilir. Bu durumu imalatçının göz önüne alması mutlaka şarttır.

EMPEDANS:

Transformatörlerin bağlandığı sistemler sık sık arıza ya parlar. (Güç devrelerinin birbirine bağlanmasında bu du rum çok sık ortaya çıkar). Transformatörün yapısında var olan empedans, harici bir kısa devre esnasında (BS. 171 TS. 267), sargıların içinde meydana gelebilecek olan mekaniki kuvvetlere karşı transformatörü korumaya yeterli olmaladır. Transformatörün sekonder tarafından bulunan kesme gücünü (MVA) azaltmak ve daha düşük kesme kapasitesine sahip kesicilerin kullanılabilmesine imkân vermek bakımından, normalden daha yüksek de ğerli empedans tayin edilebilir.

Tablo 4 6 ve 4 7 ONAN tipi tek ve üç fazlı transforma törler için standart empedans değerlerini vermektedir. Bu değerler sağlam ve ekonomik bir dizayna yardım eden çeşitli özellikler arasındaki bir uzlaşmayı ifade eder. Ge rekirse özel ihtiyaçlara uyabilecek şekilde bu değerler değiştirilebilir. Tablo 4 7 1, Üç fazlı transformatörler için ülkemizde kullanılan standart empedans değerlerini vermektedir.

ISINMA :

Teklif isteyenin, belirlenen ısınmanın tam ihtiyaçları kar şıladığına kendini inandırması önemlidir. Isınma ile ilgi li değerler milli standartlarda yağ ve sargılar için (Direnç vasıtası ile) tarif edilmiştir. Güç transformatörlerinde ısın ma normal kademedeki nominal güce tekabül etmelidir. Yüksek yerlerde çalıştırmak için dizayn edilen bir trans formatör, deniz seviyesinde test edildiği zaman, test sa hasındaki hava yoğunluğunun farkından ötürü bir düzelt me gerekli olacaktır. Isınma testlerini yürütme yöntemle ri ve böyle testler esnasında elde edilen sonuçların yoru mu hakkında daha ayrıntılı bilgi için (TS. 267 BS. 171) gibi standartlara müracaat gerekir.

18 1

TOLERANSLAR

PARALEL ÇALIŞMA :

Malzeme kalitesindeki farklılıklar ile imalat safhasında meydana gelmesi kaçınılmaz olan uyumsuzluklara belir M bir sınıra kadar müsade edebilmek için; garanti edilen performans değerlerine aşağıdaki toleranslar uygulanır.

— Boşta Gerilim <>ranı (Ana kademede) : 1/200 veya yüzde empedans geriliminin (Uk %) 1 /10'un dan küçük olacak.

Demir ve bakır kayıplarının herbiri15%(TS. 267) ve ya 1/7 (BS. 171) değişebilir. Ancak toplam kayıpların 1/10'dan fazla değişmesine müsade edilmez.

— Ana kademe için empedans serilimi : a) Tek sargılı trafolarda garanti edilen değerin H: 1/10'u b) Çok sargılı trafolarda +1/7 inden 1/10 ine kadar

Regülasyon : Empedans ve toplam kayıplardaki toleranslara uygun ol malıdır.

Boştaki akım : Belirtilen değerin 3/10'udur.

Bir transformatör, paralel çalıştırılmak üzere sipariş edil diği zaman, en küçük transformatörün nominal gücü. gruptaki en büyük transformatörün nominal gücünün 1/3'den az olmamalıdır.

Gruptan çekilecek toplam yük, bağlanan bütün transfor matörlerin nominal güçlerinin toplamına eşi t olduğu zaman; transformatörlerde + 1 0 % oranında güç değişi mine müsade edilirse, iki sargılı transformatörlerin yükü dengeli paylaşmaları garanti edilemez.

Bu anlatılanlar dizayn ve imalatın sağlamlığı ile ilgili ola rak teklif edilen performans garantilerinin naşıI dikkate alınacaklarını ve servisin sürekli olabilmesindeki bütün so runları kısaca belirtmiştir. Bundan sonra daha ayrıntılı olarak bir transformatörün elektriki özelliklerinin, kötü dizayn ve imalat bakımın dan nasıl etkilendiğini, büyük bir sistemde sürekli çalışa bilecek özellikteki bir transformatörde sadece düşük ka yıp, yüksek randıman garantisinin sağlanmasının yeterli olamayacağı gösterilmeye çalışılacaktır.

TABLO : 4 6

TEK FAZLI TRANSFORMATÖRLERİN STANDART YÜZDE EMPEDANSLARI FREKANS 50 Hz .STANDART FLUKS YOĞUNLUĞU

L VA

6.6

5 7.5 10 15 20 25 30 40 50 60 75 100 125 167 200 250 333 500 667 833 1000 1333 1667 2500 3333 5000 6667 8333 10000

4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75

4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 5.5 5.5 6.0 6.0

4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 5.5 5.5 6.0 6.0 6.0 6.0 7.0

5.25 4.75 4.15 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.5 6.5 7.5

4.75 4.75 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 6.0 6.0 6.0 6.0 7.0 7.0 8.0 9.0 9.0 10.0

4.75 4.75 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 6.0 6.0 6.0 6.0 7.0 7.0 8.0 9.0 9.0 10.0

5.0 5.0 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5J 5.5 5.5 5.5 6.5 6.5 6.5 6.5 7.0 7.0 8.0 9.0 9.0 10.0

5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 6.0 6.0 6.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.5 7.5 8.5 9.0 9.0 10.0

5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 6.0 6.0 6.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.5 7.5 8.5 9.0 9.0 10.0

6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.5 6.5 6.5 7.0 7.0 7.0 7.0 8.0 8.0 9.0 10.0 10.0 10.0

6.5 6.5 6.5 7.0 7.0 7.0 7.5 7.5 7.5 7.5 8.0 8.0 9.0 10.0 10.0 10.0

18â

ELEKTRÎK MÜHENDİSLİĞİ 289

TABLO: 4 7

ÜÇ FAZLI TRANSFORMATÖRLERİN STANDART YÜZDE EMPEDANSLARI FREKANS 50 Hz., STANDART FLUKS YOĞUNLUĞU, YILDIZ V E Y A l JÇGEN Y G. VE A.G. SARGILARI

6r6 11

5 7.5 10 15 20 25 30 40 50 60 75 100 125 150 200 250 300 400 500 600 750 1000 1250 1500 2000 2500 3000 4000 5000 6000 7500 10000 12500 15000 20000 25000 30000

4.75 4.75 4.75 4.75 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75

4.75 4.75 4.75 4.75 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 5.00 5.5 6.0 6.0

4.75 4.75 4.75 4.75 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 5.00 5.5 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 7.0 7.0

5.5 5.25 4.75 4.75 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.5 6.0 6.0 6.0 6.5 6.5 6.5 7.0 7.5

5.5 5.25 4.75 4.75 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.5 6.6 6.6 6.6 7.0 7.0 7.0 7.5 8.0 9.0 9.0 10.0 10.0 10.0 10.0

5.25

5.0 ' 5.5

5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 6.0 6.0 6.0 6.0 6.5 7.0 7.0 7.0 7.5 7.5 7.5 8.0 8.5 9.0 9.0 10.0 10.0 10.0 10.0

5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 6.0 6.0 6.0 6.0 6.5 7.0 7.0 7.0 7.5 7.5 7.5 8.0 8.5 9.0 9.0 10.0 10.0 10.0 10.0

6.0 6.0 6.0 6.0 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 7.0 7.0 7.0 8.0 8.0 8.0 8.5 9.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0

6.5 6.5 6.5 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.5 7.5 7.5 8.0 8.0 8.0 8.5 9.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0

ELEKTRİK M ÜHENDİŞLİĞİ 289

' S(i

TABLO: 4 7 1

Ülkemizde 3 Fazlı Transformatörlerin Standart Y üzde Empedansları (50 Hz, Standart Fluks, Y ıldız Üçgen Y .G.

Sargıları; Üçgen Y ıldız ZİRzag A.G. Sargıları

40 50 63 80 100 125 160 300 250 315 400 500 630 800 1000 1230 1600 2000 2500 3000 4000 5000 6300 7500 10000 12500 15000 20000 25000

1S k V' j kadar (3,3 6,3 10,515)

,5 t ,5

,5

Y G SARGISI

35 kVa kadar

4,S

*A V

4.5 4,5 4,5 4.5 4.5 4,5 4.5

4.5 6 6 6 6 6.5 6.5

*.s

7 7 7.5 8 9 9 10 10 10

66 kV. 154 kV

;s

75 75 8

8,5 9 to 10 10

7.5 7.5

1.5

1 1 ı 1 1

KAY IPLAR RANDIMAN VE REGÜLASY ON :

Transformatör dizaynında göz önünde tutulacak üç fark lı devre vardır. Bunlar; 1) Elektrik 2) Manyetik 3) Dielektrik devrelerdir. Bu devrelerin herbirinde aşağıda belirtilen kayıplar meydana gelir.

1) Elektrik Devresindeki Kayıplar :

a) Y ük akımlarından dolayı I2 R kaybı b) Boştaki akımlardan dolayı 12 R kaybı c) Kayıpları besleyen akımdan dolayı |2 R kaybı d) Kaçak olanlardan ötürü iletkenlerdeki Edi akım kaybı

2) Manyetik Devredeki Kayıplar :

a) Çekirdek tabakalarındaki h ister is iz kaybı b) Çekirdek tabakalarındaki Edi akım kaybı c) Çekirdek klemplerinde, saplamalarında vs. dağılan (Stray) Edi akım kaybı

3) Dielektrik Devrelerdeki Kayıp :

Bu kayıp 50 kV'a kadar olan gerilimlerde küçüktür ve bu nedenle boştaki kayıplara dahil edilir. Çeşitli kayıplar ölçülürken bulunan değerlere yukarıda bildirilen kayıpların dağılımı şöyledir. (Y ukarıdaki nu maralama ve harfleme aynen muhafaza edilmiştir.)

BOŞTAKİ KAY IPLAR : (Çoğu kez demir kayıpları ola rak adlandırılır)

1 (b) Boştaki akımdan dolayı, I2 R kaybı

2 (a) Çekirdek tabakalarındaki Histerisiz kaybı

2 (b) Çekirdek tabakalarındaki Edi akım kaybı 2 (c) Çekirdek klemplerinde, saplamalarında vs. dağılan (Stray) Edi akım kavbı

3 Dielektrik devredeki kayıp.

Y ÜK KAY IPLARI : (Çoğu kez bakır kayıpları veya kısa devre kayıpları diye adlandırılır.)

1 (a) Y ük akımlarından dolayı I R kaybı 1 (c) Kayıpları besleyen akımdan dolayı I2 R kaybı

1 (d) Kaçak olanlardan dolayı iletkenlerdeki Edi akım kaybı.

Bir transformatörün yüksek bir randımana sahip olabil mesi için bütün bu kayıpların bir minimuma indirilmesi gerekir. Bu nedenle ilk olarak kayıp büyüklüklerini tayin eden özellikler; ikinci olarak bunları minimuma indirmek için alınacak tedbirler incelenecektir.

önce elektrik devresindeki kayıpları inceleyelim.

1 (a) Y ük akımlarından dolayı I R kaybı:

Sargı akımlarının karelerinin, o sargının direnci ile çarpıl ması ve bunların toplanmasına eşittir. Akım değerleri sa bit olduğundan, I 2 R kaybını azaltmak için dizaynı ya pan tarafından değiştirilebilecek yegâne faktör sargı di rençleridir.

Dirençleri minimuma indirmek için iletkenlerin toplam kesitleri mümkün olduğu kadar büyük, toplam uzunluk larını ise mümkün olduğu kadar kısa tutmak gerekir. Ke sit artımı; direncin küçülmesini, I 2 R kaybının kesinlikle azalmasını sağlar. Ancak ebat büyümesine ve bu nedenle manyetik devredeki kayıpları arttırmaya da neden ola caktır. Bu bakımdan makul suretle değiştirilebilecek ye gâne faktör sargıların toplam uzunluğudur ve boyutlarla uygun oranlanarak bir minimuma indirilmeleri mümkün dür.

1 (b) Boştaki akımlardan dolayı I R kaybı :

Bu kayıp çok küçüktür. Zira iyi bir dizayn ve imalat, transformatörün boşta akımının, nominal yük akımının % 1 r 2'leri civarında kalmasını sağlar. Bu değer büyük transformatörlerde 0,2 %'lere kadar düşmektedir. Bu se viyede kalan bir akımın karesi ile orantılı olan kayıpların küçük olacağı da aşikârdır. Dizayn ve imalatta boştaki akımı makul sınırlar içinde tutmak için tedbirler alınırsa, bu kayıplar genellikle ihmal edilebilir. Kritik doyma nok tasının altında bir fluks yoğunluğu için dizayn edilen ve çekirdeğinde anormal hava aralıkları ile saçlarında çapak bulunmayan bir trafoda boştaki akım uygun ve istenen değerleri geçmez.

Transformatörler için imal edilen soğuk haddelenmiş bir saçın B/H eğrisini gösteren şekil 4 2 incelenirse 1,6 Tes la'nın (16 kGouss) olduğu alan şiddeti H'nın süratle art maya başladığı görülecektir. Bu nedenle transformatörle rin fluks yoğunlukları yukarıdaki değere yakın olmalıdır. (Son zamanlarda saç kalitesinde yapılan iyileştirmelerle bu kritik değer 17 kGouss civarına ulaşabilmektedir.) Küçük trafolarda bu durum çok daha önem kazanmakta dır. Zira primer sargıdaki toplam tam yük, amper sarımla mukayese edilirse, manyetik devrenin ortalama uzunlu ğuna tekabül eden mıknatıslama amper sarımı daha bü yük olacaktır.

•| ı 8

.1 16

kg'ını) Volt Amper değerini ve boştaki akımı bulmak mümkündür. Üç fazlı bir transformatörde, manyetik dev redeki simetrisizlikten ötürü, bacaklardaki farklı oluşa cak üç faz akımının aritmetik ortalaması, yukarıdaki eğ riden bulunan boştaki akıma eşittir.

.S 12 •tm— .§ 10

"E 00 o.

uı ^ 0 6100 200 300 i.00 500 600 700 800 900 1000 ^ HMA6NETİK KUVVET RMS AMPER SARIM/METRE m

'Şekil 4.2 0.33 mm kalınlığındaki soğuk haddelenmiş transformatör saçları için tipik A.C. mıknatıslama eğrisi.

Bu durum, tek fazlı transformatörün mıknatıslama akı mını hesaplamak için kullanılan formüllerin göz önüne alınmasıyla ispat edilebilir.

H= 10, 2 m

H = Alan şiddeti (Amper Sarım/Metre) 'm = Mıknatıslama akımının r.m.s. değeri (Amper)

N \ = Primer sargıdaki sarım sayısı

Lm = Manyetik devrenin ortalama uzunluğu (cm)

Formül lm'e göre yazılırsa :

10~2Lm.H N1v/2

kVA. 1000 Nominal primer akım = •

V j = Primer gerilim

Yüzde mıknatıslama akımı :

10 2.Lm.H

m i

VT.100 kVA.1000

1414 kVA

Vı/N | = Her sarımdaki gerilim takriben kVA'nın kare siyle orantılı değişir.

H = Sadece Bm fluks yoğunluğuna bağlıdır.

lm = H ve Bm'in sabit değerlerinde kVA'nın dördüncü kökü ile ters orantılı değişmektedir.

Boştaki akım, nominal akımın küçük bir yüzdesidir. Trans formatör için pek önemli sayılamayacak bir unsurdur. Şekil 4 3'de verilen bir eğriden boştaki akımı hesapla mak bugün için daha o/ağandır. Bu eğriden belirli bir fluks yoğunluğu değerinde, çekirdeği ikaz eden (her

0 9 >0 W

12 1 3 U 15 16

MAX (TEPE) M A SN E T İ K RJÜKS YOĞUNLUĞU TESLA

Şekil 4.3 0.33 mm kalınlığındaki soğuk haddelenmiş transformatör saçları için tipik demir kaybı ve ikaz Volt Amper özellikleri.

1 (c) Kayıpları besleyen akımdan ileri gelen 1^ R kaybı :

Serviste bulunan bir transformatörde giriş gücü, çıkış gü cü toplam kayıplarının toplamına eşit miktarda aşar. Bu nedenle primer akım, nominal güç ve primer gerilimden hesaplanarak bulunan değerden daha büyüktür. Büyüyen primer akım ilave I 2 R kaybı yaratacaktır. Kayıpları bes leyen akımdan ileri gelen I 2 R kayıpları işte bu kayıptır. Bu kayıp önceki durumda olduğu gibi ihmal edilir. Diğer kayıpların minimuma indirildiği bir dizaynda bu kaybın da azaltılacağı aşikârdır.

1 (d) Kaçak alanlardan iletkenlerde ileri gelen Edi akım kayıpları :

Manyetik olanlardaki dağılmalardan ileri gelen bu kayıp lara, iletkenlerdeki Edi akımları sebebiyet verir. Bu ka yıplar belirli bir doğruluk seviyesinde hesaplanması en zor olan kayıplardır. Dizaynda gerekli itina gösterilmezse çok önemli büyüklüklere ulaşabilirler. Bu kaybı hesapla mak için zaman zaman çeşitli formüller ileri sürülmüştür. Ancak hesaba etkisi olan pek çok faktör vardır. Bu ne denle formüller vasıtası ile hesabetmek yerine I^R kayıp larına belirli bir yüzde ilave etmek daha pratiktir. İlave

!8N

edilecek yüzdeler belirli transformatör tiplerinin tecrübe leri ile belirlenmeye çalışılır. Bu kaybın minimuma indi rilebilmesi için artma veya eksilmesine neden olan çeşit li faktörleri gözönünde tutmak gerekir. Genel olarak ka çak fluks yoğunluğunun karesiyle, transformatör top lam bakır ağırlığıyla ve kaçak fluks yoluna dik gelen ilet kenlerin boyutlarının karesiyle orantılı olduğu söylenebi lir. Bu faktörlerden kaçak fluks yoğunluğu ile toplam bakır ağırlığı çoğunlukla sabittir. Bu nedenle değiştirile bilecek yegâne faktör, kaçak fluks yoluna dik gelen münferit iletkenlerin boyutlarıdır. Bu boyut; iletkenleri bölümlere ayırarak (Kesiti küçülterek) ve çeşitli kısımla rı birbirinden yalıtarak, mümkün olduğu kadar küçük tu tulmalıdır.

Çoğunlukla Edi akım kaybının içinde farzedilen bir ka yıp daha mevcuttur. Aslında bu kayıp bir Edi kaybı de ğildir. Bölümlere ayrılmış bir iletkenin çeşitli kısımları nın veya katlarının yükü eşit olarak bölüşmemesinden ileri gelen bir kayıptır. İletken uzunluklarının eşit olma ması, kaçak fluksa nazaran homogen, simetrik, dengeli yerleştirilmelerinin mümkün olmamasından ortaya çıkar. Sarma işlemleri esnasında terminalden terminale iletken lerde yapılacak uygun transpozisyonlarla bu problem ço ğunlukla halledilebilir.

2 (a) Çekirdek tabakalarındaki histerisiz kaybı :

Kullanılan çekirdek saçlarının kalitesine bağlıdır. Saç imalatçılarının verdikleri eğrilerden kayıplar hesaplanabi lir. Tabii olarak kullanılan malzemenin ağırlığı ile orantı lı olacak ve dizaynda seçilen fluks yoğunluğuna göre de ğişecektir. Bu kaybın mümkün olduğunca azaltılabilme sinde, çekirdek ağırlığının da mümkün olduğunca azaltıl ' ması ve fluks yoğunluğunun büyük seçilmemesi gerekir. Ancak fluks yoğunluğunu azaltmanın; sargıların sarım uzunluğunu artıracak daha büyük kesitli saç kullanılma sına veya sarım sayılarının artırılmasına, böylece her iki halde de sargılardaki kayıpların artırılmasına neden olu nacağı da göz önünde tutulmalıdır.

2 (b) Çekirdek tabakalarındaki Edi akımı kaybı:

Bu kayıp fluks yoğunluğuna, çekirdek saçlarının kalite sine, saçların kalınlığına ve çekirdek saçları arasındaki yalıtıma bağlıdır. Histerizis kayıpları için söylenenlerin çoğu bu kayıplar için de geçerlidir. Gerçekte iki kayıpta silisli saç imalatçılarından temin edilen eğrilerden ço ğunlukla müşterek olarak hesaplanır. Şekil 4 4 50 Hz ve 60 Hz. için transformatörlerde kullanılan 0,33 mm.lik saçların her kg.'ında kayıp ve fluks yoğunluğu arasındaki takribi ilişkiyi gösteren eğrilerdir. Belirli bir malzeme ağırlığı için kayıp, silisli saç tabakalarının kalınlığı azal tılarak küçültülebilir. Ancak kalınlığın aşırı derecede azal tılması aşağıda dezavantajları ortaya çıkarır.

1. Tabakaların kalınlığı çok küçültülürse, aralarındaki yalıtımın toplam kalınlığı daha büyük olur ve doldurma faktörü kötüye gider.

2. Saç tabakaları inceldikçe transformatör çekirdeğinin montajı zorlaşır. Kalınlıklar çok azaltılırsa, demir kayıp larında kazanılmaya çalışılan avantaj, boyunduruklara

saçların kusurlu dizilmesiyle (İnterleave) kaybedilir. Ay rıca; çok ince saçlardan inşa edilen çekirdek daha kalın plakalardan inşa edilen çekirdekten, mekaniki olarak da ha kuvvetsizdir.

2 (c) Çekirdek klemplerinde, saplamalarında vs. dağılan (Stray) Edi akım kaybı :

Bu kaybın önceden tayini çok zordur. İletkenlerdeki Edi kayıplarında olduğu gibi tecrübelere dayanılarak belirle nirler. Çekirdek saç eğrilerinden hesaplanan manyetik devre kayıplarına, belirli bir % de ilavesi ile hesaplara ka tılırlar. Bu kayıpları minimumda tutabilmek için, klemp dizaynına çok edilmesi gerekir.

2 (d) Tanka dağılan (Stray) kaybı :

Bakır kaybını artırma hariç, 2 (c)'de izah edilene benzer ve çoğu kez aynı tarzda hesaba katılır. Bu kayıp tankı kesen fluks dağılımından iki gelir. Yükleme şartlarında, bilhassa sekonder akım büyükse, oldukça yüksek oranla ra çıkabilir. Sekonder çıkışlarda yapılacak uygun dizayn, bu kaybı azaltacaktır. Büyük akım taşıyan buşingler, ka pak veya tankın yan yüzlerinde aynı etkiyi yaratırlar ve bu kayıpları artırırlar. Buşing flanşları civarında amanye tik malzeme kullanılarak stray (Dağılma) kayıpları uy gun oranlar içinde tutulabilir.

Bir transformatörde çeşitli kayıpları hesaplamak için kul lanılan yöntemlerin özetlerinden sonra, bu kayıpları bir minimuma indirmek için kullanılan araçlardan mümkün olan en iyi sonuçları elde edebilmek için bir nevi uzlaş ma yapılmasının gerekliliği görülmektedir. Boştaki ka yıpları (Demir) azaltmaya yönelik çabalar, bakır kaybını artırmaya yönelik olacaktır. Bu nedenle, en iyi dizaynın hangi sıra boyunca olacağına kesin karar vermeden önce, iki esas kayıptan hangisinin minimum olacağını belirle mek gerekir. Bunun neticesi olarak; bakır kaybına göre, çok düşük bir demir kaybına sahip olan bir transforma törün maksimum randımana daha düşük güçlerde sahip olacağına dikkat etmektir. (Bakır kaybına göre demir ka yıpları büyüdükçe maksimum randıman için güç büyüye cektir.) Sonuç olarak; düşük yüklerde çalıştırılan bir transformatörde, bakır kayıplarını biraz daha artırsa bile, demir kayıplarının minimuma indirilmesi gerektiği anla şılmalıdır. Kayıpların oranına karar verirken gözönünde tutulması gereken bir başka nokta da, transformatör kul lanılmadığı durumlarda şebekeden ayrılmazsa sürekli bir demir kaybı mevcut olacaktır. Bakır kaybı sadece trans formatör yük altında iken etkin olacaktır. Bu incelemeler sonucu, bir transformatörün mümkün olduğunca küçük demir kaybı ile dizayn edilmesinin çoğu kez arzu edildi ği, bakır kaybının nisbeten önemsiz olduğu görülecektir. Ancak böyle bir transformatörde aşağıda belirtilen dez avantajlara sahip olacaktır.

1. Bakır kaybının demir kaybına oranı yüksek olan bir transformatörün empedansı da yüksektir. Bu durum kısa devrelere çok sık maruz kalan transformatörlerde avantaj sağlasa bile, bilhassa küçük güç faktörlerinde transforma törün çok yüksek bir regülasyöna sahip olmasına sebep olur.

1|1!1

1 1 1111 1I

2. Bakır kaybı, akımın karesi ile orantılı değiştiğinden, bakır kaybı demir kaybına göre büyük olan transforma törler, iki kaybın birbirine yaklaştığı transformatörlere göre daha düşük bir yükleme kapasitesine sahiptir.

3. Uygulamada akım ve manyetik fluks yoğunlukları takriben sabittir. Bu nedenle esas iki kayıp, kullanılan aktif malzeme ağırlıkları ile genellikle orantılı olacaktır. Bakır kaybının demir kaybına oranının yüksek olduğu bir transformatörde, bakır ağırlığının demir ağırlığına oranı da yüksek olacaktır. Bobin ve yağ kanallarının di zaynında çok dikkatli olunmazsa böyle bir transformatö rün sargılarında sıcak noktaların meydana gelmesi (hot spots) ihtimali kayıp oranları birbirine yakın ve normal o lan transformatörlere göre, çok daha fazla olacaktır.

RANDIMAN

Bir transformatörün randımanı, yüzde cinsinden

(Watt cinsinden güç) x 100

)e

VVatt cinsinden güç + VVatt cinsinden toplam kayıplar

eşit olarak ifade edilir. Kayıplar konusunda evvelce söylenenlerden, bütün yük lerde manyetik devredeki kayıpların sabit olduğu, bu se beple transformatör gücünün bir yüzdesi olarak ifade edi

KESİRSELY ÜK

\ V,

rMJ

_;

98V

\ Ot

ı1ı1ı hlıl İlli

'

E~

980^

KAY

15 E

E :

:

S

1 20

'r

: QC '

~ 97 5—

— —

— 970—

965 ^ z z

ÜKTEKİ E 1i1•|

; >

;

l4

95 0

ıhl

^98 0 —

r

970 ~

z.

_ 96 5 7

96S :

' 960

96 5

9S 5

.

~ 95 5

z

0 7—

_; E;

96S ^ 08 ^

— 960^

09 E

•i '*î

94S— _

— 94 0 ;

1 1 1 1 1 1 1 ,'

İn

ııl

'» E : *"

î

.£ oUJ f4 =

I I 1 ıh

— 15z 93 5 ^

— 16

1 111 1 I 1ı1ı1

95^

\ v, \

17 :

ÜZDE

len bu kayıpların, yükle ters orantılı olarak değişeceği

anlaşılmalıdır. Diğer taraftan bakır kayıpları, transforma

törün taşıdığı yükün karesiyle değişir ve bunun için yü

kün bir yüzdesi olarak ifade edilince, yükle doğru oran

tılı olarak değişecektir. Basit matematik işlemleriyle iki

esas kaybın eşit olduğu bir yükte, transformatörün en

yüksek rardımana sahip olduğu ispat edilebilir. Bundan

randımanın en yüksek olduğu yükün:

Demir kaybı

i u/ue yuK y

x ıuu oıacagı anlaşılır.

Bakır kavbı

Bunun için, bakır kaybının demir kaybına oranının dör

de bir olduğu bir transformatör, maksimum randımana

yarım yükte sahip olacaktır. Genel olarak ifade edilirse,

kayıpların oranına yakın bir yaklaşım, her ne kadar bu

oranın kararlaştırılmasında ayrı ayrı kayıplar hakkında

önceden söylenilenlerin akılda tutulması gerekliysede,

beslenecek olan yükün cinsi göz önüne alınarak tayin edi

lir.

Bu transformatör randımanının çabuk hesaplanması için

Şekil 4.5 ve 4.6'da gösterilen nomoğramların faydalı ol dukları anlaşılmıştır.

Verilen bir yükteki randımanı bulmak için, demir ve ba

kır kaybı değerleri arasına düz bir cisim yerleştirilir ve

düz cismin istenilen yük ordinatını kestiği noktadaki ran

dıman okunur. (Cetvel ile)

'1 1 1 1 1 1 ÜZDE

.<ESİRSEL Y ÜK S/4

r0

E oı

i02 1

E 03 99 5^

9»S

rOS _

KAY BI YÜZI

UJ rO 6 a

^ 07

99.0J. 990

h* :

— 99 0

aç T 0 9

i— z

"I 9*5 _

Y ÜKTE

z —1 3 t4 r'4 :

9frO

I— 980 —

9 r s

_z

980 ^ —

99 5— — _

— 98 0

17 : —1 8

z 1 g

j 975^

^ 9 7 0

\ '/,

97 S— — \

11 1

' hlı

\ 0;

hlı 1 ıhhlı

010^ 995

020^

990 ^

— 0 30 =

98 5 _

0 4^

_ oso : >

97 5^ OGO E

970 : 070 ^ z

96 5 ^ 080^5

— — 960^

.E

MOzz

100 \

DEMİR

Şekil 4. S Transformatör randımanı abağı

Şekil 4 6 Transformatör randımanı abağı*.

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 28$

Verilen bir yükteki randımanı bulmak için, demir ve ba kır kaybı değerleri arasına düz bir cisim yerleştirilir ve düz cismin istenilen yük ordinatını kestiği noktadaki ran dıman okunur.

Bu nomoğramlarda, sol tarafta, yüzde bakır kayıplarını, sağ tarafta yüzde demir kayıplarını gösteren ölçekler ol duğu görülecektir. İncelenen transformatörün normal tam yük değerindeki yüzde kayıplara tekabül eden nok talarda, bu iki ölçeği kesecek şekilde düz bir cisim konu lunca, nomoğramlarda gösterilen çeşitli yüklerdeki ran dımanlar doğrudan doğruya okunabilir. Nispeten düşük bir reaktansa sahip olan normal bir güç transformatörün de, güç faktörünün bir olduğu değerdeki yüzde regülas yon, bakır kaybının güce bölünüp yüzle çarpılmasına eşit tir. Bununla beraber şayet reaktans yeteri kadar büyükse bunun için bir tolerans bırakmak gereklidir. Güç trans formatörlerinde normal olarak bulunan reaktansların sa hası için aşağıdaki formülün yeterince doğru olduğu an laşılacaktır. (20 %'nin üzerindeki empedanslar için B.S. 171'e bakınız)

Güç faktörünün bir olduğu değerdeki yüzde regülasyon

Bakır kaybı x 100

(Yüzde reaktans)2

güç

+ 200

Güç faktörünün birden farklı olduğu değerlerdeki regü lasyonu bulmak için, aşağıdaki formül kullanılacaktır.

Cos 02 güç faktöründeki yüzde regülasyon

(VxCos02 VRSin02)2

= V R Cos 02 + V" Sin 02 + —

(4.1)

Bakır kaybı x 100 VR = Yüzde direnç gerilimi, yani g"Ç

Vx = Yüzde kaçak reaktans gerilimi olur.

Formül, aynı zamanda, aşağıdaki gibi ifade edilebilir:

Cos 02 = m' güç faktöründeki yüzde regülasyon

= V R m + Vx yj 1 K

(Vxm VRV/1 m2 +

m2)2

Bir transformatörde, verilen şartlar altındaki farklı güç faktörlerinde yüzde regülasyonun süratle tayin edilmesi için Şekil 4.7 ve 4.8'de gösterilen nomoğramlar kolaylık sağlayan bir araçtır.

Ticari testlerde, doğrudan doğruya ölçülen daima empe dans gerilim düşmesidir (reaktans gerilim düşmesi değil dir.) Bununla beraber yüzde reaktans,

formülünden kolayca hesaplanabilir.

I Vx = Yüzde kaçak reaktans gerilimi Vz = Yüzde empedans gerilimi VR = Yüzde direnç gerilimi

Bir transformatör reaktansının, düşük güç, faktörlerinde, regülasyon üzerinde yeterince hissedilebilir bir etkiye sa hip olduğu bu formüllerden anlaşılacaktır. En kötü regü lasyonun, yüzde bakır kaybının yüzde empedansa bölün mesine eşit bir güç faktöründe meydana geldiğini ve bu RÜÇ faktöründe, regülasyonun yüzde empedansa eşit ol duğunu belirtmek ilginçtir.

Iı mi rtul lllllllll

[Jl MI|MI 0

lllllll

6ÜÇ FAKTÖRÜ COS 02

0 9 0 8 07 0 6 0 5

•i 'j i

2]

2= 2i

3i J4 3 =

3=

*=

4İ

Si

4 6Î

•=

ot ılımlı

s4

6î

J G~z 7i

7=

7f

.1 j 18 8 |

9z

İD İl J II lll 1 1 II

8, lllılıılıııı

|INI|IMIjll

B4

«4

nj

10 =

H:

IH

JtlllllJlIllJ

12 =

Şekil 4.7 Transformatör regülasyon abağı

Verilen bir güç faktöründeki yüzde regülasyonu bulmak için, VR ve Vx'in değerlerini hesaplamak gereklidir ve sonra bu değerlerin arasına düz bir cisim yerleştirerek, uygun güç faktörü ölçeğinden regülasyon okunur. Şek kil 4.7 denklem 4.1'in (VR . Cos 02 + Vx . Sin </>2) kısmı ve Şekil 4.8 aynı denklemin (Vx . Cos 02 VR . Sin 02 )2 / 200 kısmı için regülasyonu verir. Toplam regülasyon bu iki bileşenin toplamıdır.

Tam yükte, regülasyon ve güç faktörü arasındaki ilişkiyi gösteren tipik eğriler Şekil 4.9'da gösterilmiştir. Bu eğri ler hazırlanırken, çeşitli yüzde bakır kayıpları ve kaçak reaktanslar alınmıştır. Düşük regülasyon arzu edilirse, dü şük bir reaktansa sahip olan bir transformatöre gerek bu lunduğu görülmektedir. Böyle bir transformatör, regülas yon bakımından ihtiyaçları kesinlikle karşılar, fakat aynı zamanda, dezavantajları da vardır. Bir zamanlar, trans formatör imalatçıları çok iyi regülasyona sahip olan trans formatör taleplerini karşılamak için 2%'ye kadar azalan kaçak reaktansta dizayn yapma alışkanlığındaydılar. Fa kat böyle dizayn edilen bir transformatörde, sistemde bir kısa devre meydana gelirse, bilhassa sistemdeki toplam güç arttıkça büyük hasarlar olması ihtimal dahilindedir.

GUÇ FAKTÖRÜ COS 02 0 5 06 0 7

o•

01 0

oı 03

•02 Ot,

0 2 OU

0 1 03 05

•02 Ot.

03 05

04 ,

15 •20

, 5 20

,s

IS

£0

3S

35 ts

50 55

30 to

VUK

İT 3:

* i1 ı< &:: <2 '

Şekil 4.8 Transformatör regülasvon ab.ıüı

Verilen bir güç faktöründeki yüzde regülasyonu bulmak 'Çİ". VR ve Vx'in değerlerini hesaplamak gereklidir ve sonra bu değerlerin arasına düz bir cisim yerleştirerek, uygun güç faktörü ölçeğinden regülasyon okunur Şekil 4.7 denklem 4.1'in ( V R COS 02 + Vx Sin <p2) kısmı ve Şekil 4.8 aynı denklemin (Vx Cos 02 VR Sin 0, ) : / 2 0 0 kısmı için regülasyonu verir. Toplam regülasyon bu iki bileşenin toplamıdır.

Bir transformatörde meydana gelen mekaniki gerilmele rin, takriben akımın karesiyle değiştiği hatırlanmalıdır. Bir kısa devre meydana gelmesi halinde, kısadevre akımı, transformatörün yüzde empedansıyla ters orantılı olarak değişir. Bu sebepten, bir kısadevreden dolayı meydana gelen mekaniki gerilmeler, yüzde empedansın karesiyle ters orantılı değişir Böyle gerilmelerin 2 % empedansa sahip olan bir transformatördeki büyüklüğü, 5 % empe dansa sahip olan bir transformatörde olanlardan, altı de fadan fazla olacaktır. Bir transformatör empedansının ne olacağına karar verirken, meseleye bütün güç faktörleriri

GRAFİK A R=1O YÜZDE B R=l 5 C D R=l 0

t I I ?; I i t! îti 11 rrrn r Ttmf nf ffl ı; I •

6ÜÇ FAKTÖRÜ COS 02 ENDÜKTIF

Şekil 4.9 Yüzde empedansı değişen değerler için çeşitli güç faktörierindeki transformatör regülasyonlarmı göste ren eğri.

de iyi regülasyon elde edilmesini gözönünde tutmaktan /iyade, emniyet açısından bakmak daha iyidir. Transfor matör mühendisliğinin bu safhası, çeşitli sistemlerin top lam gücünde yer alacak olan çok geniş kapsamı sebebiyle çok önemlidir. (Bir kılavuz olarak minumum empedans lar tablo 4 6, 4 7 ve 4 7 1'de verilmiştir.)

Kaçak reaktansı etkileyen transformatör dizaynındaki özellikler bakımından, çekirdek tipi, müşterek merkezli1 sargıları olan bir transformatörün reaktansmın hesaplan d iğ ı formülü gözöniinde tutmak ilginçtir. Bu formül aşa ğıda gösterildiği şekildedir.

7.9 INMwf

Yüzde reaktans =

(a +

N1

)x1(T6 (4.2)

Formülde :

İN = A G. veya Y.G. sargısındaki toplam amper sarım, \1w = A G. ve Y.G sargılarında sarımların ortalama uzun luğu,

f = Frekans (Hertz), V/N = A.G veya Y.G. sargılarında her sarımdaki gerilim, I — Daha kısa sargının aksiyal uzunluğu a = Y.G. ve A.G. sargıları arasındaki çıplak bakırdan çıp lak bakıra radyal mesafe, bı = A.G. sargısındaki çıplak bakırın radyal genişliği, b2 = Y.G. sargısındaki çıplak bakırın radyal genrşliği olur.

Bu formül bütün boyutlar santimetre (cm) olduğu zaman geçerlidir. Esas boyutlar, açıklığa kavuşturulması için Şekil 4 10'da şematik olarak gösterilmiştir. Şekil aynı zamanda bir flüks dağılım eğrisini ve bazen kesme lin kage şeması denen eğriyi de göstermektedir. Kesme şe ması, kaçak flüks yoğunluğunun ve Y.G. veya A.G. sargı larının herhangi bir noktasında kesilen (Links) sarımların çarpımını gösterir. Reaktans formülünün (Denklem 4.2) sonunda parantez içerisinde gösterilen; bir olan, bir mak simum ordinatın kabul edilmesiyle, bu eğrinin altındaki alandır.

Şekil 4 11 tipik flüks şartlarını tanımlar.

• Hem mekaniki, hem de elektriki sebeplerden iki sargı nın aksiyal uzunlukları eşit olmalıdır. Daha kısa sargı de rnekle, uygulamada kaçınılması imkânsız küçük farklar kastedilmiştir.

FLUKS DAÖUM EĞRİSİ I) V\KESME EĞRİSİ

»O

\irL •y

*|

(f

|; !ı

| il

ii

İl

İIlIli';

I 'l

İli' !: I

II. . ilI

'!

İli

'1

I 1

i ir

Şekil 4.10 Reaktans formülleri için boyut şeması

Şekil 4.11 Kaçak flüks şeması

ELEKTRİK MCI1ESDİSLİĞİ 2S9

Yapı oranları değişiminin, reaktans üzerindeki niceliksel etkilerini anlayabilmek için meseleye bir gözatmak uy yun olur ve aşağıdaki ifadeler bunu anlatır. Verilen bir kVA güründe, primer ye sekonder gerilimle rinde:

(1) İki sargıdan birisindeki İN, sargıdaki sarım sayısı N ile doğru orantılı olarak değişir.

\a

; d çekirdek dairesi çapı

VİN

(2) Mw, yapı boyutları fazla değiştirilmezse, çok fazla

değişmez.

(3) VİN a d2

(4) L,gerçekte, aksiyal sargı uzunluğudur, fakat niteliksel

maksatlar için, çekirdek uzunluğu olarak alınabilir.

b, + b2

(5) ( a +

) a (c d) ; c çekirdek merkezleri

.ırasındaki mesafe olur.

Bu orantılandırma, ana (majör) yalıtımın, yağ kanalları nın ve bobinlerin nisbi ebadlarınm çok değişmediğini k.ı İnil eder. Yapı orantılarında çok büyük değişiklikler ol maması şartıyla yukarda söylenenlerden,

/1 (6) X a , V d2

(c d ) ; , yanı,

cd

olduğu görülecektir.

d4L

(7) Ortalama sarım uzunluğunun oldukça etkileneceği bir seviyede yapı boyutu değiştirilirse, Mw a c + d ifade si, bir yaklaşım olarak alınabilir.

(8) (7)'de bahsedilen şartlar altında, reaktans orantılan dırılması :

•' 1

ıı

Xa [

(c + d)

l^ d2

(c L

d)Vj yani,

d4 L

Not : Şayet sargı bakır faktörü akım yoğunlukları ve manyetik flüks yoğunlukları sabit kalırsa, c, d ve L ayrı ayrı değişebilir, fakat d2 L (c d) çarpımının sabit kal ması gerekmektedir.

TRANSFORMATÖR DİZAYNI

Transformatör dizaynında, her zaman gözönünde tutul ması gereken önemli özellikler, aşağıda gösterildiği şekil de özetlenebilir.

İŞLETME EMNİYETİ :

Hem dizayn hem de imalattaki ilk düşünce, bir transfor matörün işletme emniyetini tayin etmektir; esas faktör ler :

(a) Sağlam mekanik yapı (b) Serbest yağ kanalları ve elektriki kleranslar (c) Mahalli ısınmayı önleyecek akım ve flüks yoğunlukları (d) Serbest yayılma yüzeyleri (e) Uygun yağ olarak belirlenebilir.

Bütün bu faktörler bir transformatörün ilk masrafının ar tırılmasına neden olur. Ancak tamir masraflarından ta sarruf ve servis sürekliliğinin sağlanması avantajı çok da ha önemli bir husustur.

DEMİR KAYBI :

Bu kayıp sabit ve transformatörün devreye bağlandığı anlarda sürekli olduğundan, bir transformatörün demir kaybının minumuma indirilmesinin gerektiği belirtilmiş ti. Bununla beraber düşük bir demir kaybı (şaphesiz bü yük bir avantaj olmasına rağmen) çok yüksek bakır kay bı pahasına elde edilmemelidir. Bu nedenle işletme emni yetini feda etme olasılığı ve diğer sorunlar evvelce söy lenenlerin ışığı altında göz önünde tutulmalıdır.

BAKIR KAYBI :

Verilen bir güç ve orantılardaki ticari bir transformatö rün işletilmesinin, genellikle demir ve bakır kayıplarının toplamına eşit miktarda oldukça sabit güç kaybını gerek tireceği hatırlanmalıdır. Bu ifadenin kabulü, ticari bir transformatörün demir kaybı çok düşükse, bakır kaybı nın yüksek olacağını ve tersini belirtir. Yüksek bakır kay bı, bobinlerin iç tarafında meydana gelecek lokal aşırı ısınma ihtimalinden dolayı, bobin yalıtımına kötü etki ilebilir. Bunun için çok düşük demir kaybını, bakır kay bına veya transformatörün elektriki veya termik dizaynı na feda etmektense, bakır ve demir kayıpları arasında da ha yakın bir uyum ile dizayn yapmak uygulamada daha sıhhatlidir. EMPEDANS:

Empedansın regülasyon üzerindeki etkisi anlatılmış, dü şük güç faktörlerinde yüksek bir empedansın, yüksek bir regülasyonu gerektirdiği belirtilmişti. Böyle yüksek regü lasyon elbette istenmeyen bir özelliktir, fakat harici kısa devrelere yeterince dayanması gereken bir transformatör de hasara karşı en iyi korumanın oldukça yüksek bir em pedans olduğu gözden kaçırılmamalıdır.

Bunun için bir transformatör empedansının ne olacağı kararlaştırılırken öncelik işletme emniyetine ve güvenine verilmelidir. Bu hususta paralel çalışma sorunu da önem lidir. Çünkü mevcut bir transformatörle paralel çalışacak transformatörün, yüzde empedansı ilk belirtilenin yüzde empedansına eşit olmalıdır. Bununla beraber, modern şartlar altında tatmin edici servis için, empedans çok dü şük olursa, gelişmiş teknolojili modern uygulamaya uy gun olmayan yüksek empedanslı bir dizaynı devam ettir mek yerine, mevcut transformatöre seri bağlanan reak tanslar ilave etmek daha iyi olur. BİR TRANSFORMATÖRÜN PERFORMANSINI TAYİN EDEN FORMÜLLER :

Randımanlar :

Herhangi bir yükte ve herhangi bir güç faktörü COS ç7 'de

ELEKTRİK MVHENDİSLtÖt 2X9

I <>

ki yüzde randıman

_/

Y üzde demir kaylıı + Y üzde bakır kaybı

"\

\ (Cos 0j x 1 0 0 )+ Y üzde demir kaybı + Y üzde bakır kaybı ' 1 ° °

Yukardaki formüle eklenecek yüzde kayıplar, aşağıda tablo 4.8'de belirtildiği gibi önce incelenen yük için ta yin edilir.

TABLO 4.8

0.236 + 0.874 (0.8x100)+0.236+ 0.874

100=98.90%

Kaçak reaktans : Tam yükteki yüzde kaçak reaktans gerilimi :

5/4 1/1 3/4 1/2 1/4

Yüzde demir kaybı 4/4Tf 'Pf 4/3'Pf 2/1'Pf 4/TPf Vüzde bakır kaybı 5/4'Pc 'Pc 3/4'Pc 1/2'Pc 1/4'Pc

'pjrzz Normal gerilimde yüzde demir kaybı, 'Pc = Tam yükte yüzde bakır kaybı, olur.

örnek : 1000 kVA, 3 Fazlı, 50 Hz 6300/400 Volt, De mir kaybı 1770 Watt, bakır kaybı, tam yük ve 75°C'de 11640 VVatt, Empedans gerilimi, tam yük ve 75°C'de 4,75 %

(a) Tam yükte, güç faktörünün bir olduğu değerde :

1770x100

Yüzde

demir

kaybı

1—0 0:0—x 1

— 00

= 0,177 %

= 1,164'

Cos 02 =1.0

Yüzde randıman =

0.177+ 1.164

100 = 98.67%

(1x100) + 0.177 + 1.164

(b) 5/4 Yükte, güç faktörünün bir olduğu değerde :

Yüzde demir kaybı =

x 0.177 = 0.142 %

x 1,164 =1.455%

Vz = Tam yükteki yüzde empedans gerilimi.

VR = Tam yükteki yüzde direnç gerilimi olur.

Tam yükteki yüzde direnç gerilimi, tam yükteki yüzde bakır kaybı olarak alınabilir.

Tam yükten farklı yüklerdeki yüzde kaçak reaktans geri limi ve yüzde direnç gerilimi, tam yük değerlerini tab lo 4.9'da verilen faktörlerle çarparak bulunabilir.

TABLO 4.9

Örnek : 1000 kVA, 3 Fazlı, 50 Hz., 6300/400 Volt, De mir kaybı 1770 Watt bakır kaybı, tam yük ve 75°C'de 11640 VVatt, Empedans gerilimi, tam yük ve 75°C'de 4.75 %

(a) Tam yük, yüzde empedans ve direnç geriliminden, yüzde reaktans gerilimini bulmak için :

Tam yük yüzde empedans gerilimi = 4.75 %

Tam yük yüzde direnç gerilimi = '

— = 1.164%

Tam yük yüzde reaktans gerilimi =\/4.752 1.1642 =

4.604 %

(b) 5/4 Yükteki reaktans gerilimini bulmak için :

5/4 Yükte yüzde reaktans gerilimi =

x 4.604 =

5.755°:

(c) 3/4 Yükteki yüzde direnç gerilimini bulmak için :

Cos 02 = 1 0 Yüzde randıman =

0.142+1.455 A

) 100 = 98.43 ' (1x100))) ++00.142+1.455/

(c) 3/4 Yükte, Cos 02 = 0.8

4 Yüzde demir kaybı = —

x 0.177 = 0.236%

3/4 Yükte yüzde direnç gerilimi =

Regülasyon :

Herhangi bir yükteki ve herhangi bir güç faktörü Cos 02 deki yüzde regülasyon

(Yüzde direnç gerilimi x Cos <p2)+ (Yüzde reaktans ge rilimi xSin 02)

[(Yüzde reaktans gerilimi x Cos <j>2) (Yüzde direnç ge rilimi xSin02)P/2OO

7 95

Regülasyon formülüne eklenecek yüzde, direnç ve reak rans gerilimi tetkik edilen yük için, Tablo 4.10'dan tayin edilmelidir.

TABLO 4.10

TABLO'4.11 COS İN ÜS VE SİNÜSLER

Cos ö2 Sin 6ı

1.000 0.950 0.900 0.850 0.800 0.000 0.312 0.436 0.527 0.600

0.750 0.700 0.650 0.600 0.550 0.500 0.661 0.714 0.760 0.800 0.835 0.866

Örnek : 1000 kVA, 3 • fazlı, 50 Hz, 6300/400 Volt, De mir kaybı 1770 Watt, Bakır kaybı, tam yük ve 75°C'de 11640 Watt, Empedans gerilimi tam yük ve 75°C'de

4.75%

(a) Tam yükte, güç faktörünün bir olduğu değerde

Yüzde direnç gerilimi = 1.164 %

Yüzde reaktans gerilimi = 4.604 %

Cos 02 = 10 Sinüs 02 =0 Yüzde regülasyon = (1.164 x 1.0) + (4.604 x 0) + [(4.604 x 1.0) (1.164 x 0)]2 _ , „ „

(b) 5/4 Yükte, güç faktörünün bir olduğu değerde

Yüzde direnç gerilimi = 1.455 %

Yüzde reaktans gerilimi =

x 4.604= 5.755%

Yüzde regülasyon = (1.455 x 1.0) + (5.755 x 0) +

[(5.755x1.0) (1.455 x0)l2

— = 1.62 %

(c) 3/4 Yükte, Cos 02 =0.8

Yüzde direnç gerilimi = 0.874

3 x 4.604 + 3.453 % Yüzde reaktans gerilimi = —

Yüzde regülasyon = (0.874 x 0.8) + (3.453 x 0.6) +

Bir transformatörün performansı, bakır kaybı ve empe dans gerilimi değerlerinin verildiği sıcaklıklar için, önce

ki formüllerden bulunabilir. Diğer bir sıcaklıkta, perfor mans hesaplanması için gerekli bilgi imalatçıdan alınabi lir.

Not : Uygulanan gerilim ve frekans değişmemek kaydıy la, bir transformatörün Watt cinsinden demir kaybı, yük le veya sıcaklıkla değişmez, bunun için yüzde demir kay bı yükle ters orantılı olarak değişir.

Bir transformatörün VVatt cinsinden bakır kaybı, yükün karesiyle değişir, bunun için yüzde bakır kaybı yükle doğru orantılı olarak değişir.

Bakır kaybı : I2 R kaybından, yapı boyutlarına bayii da ğılma (stray) kaybından ve iletkenlerdeki Edi akını ka yıplarından ibarettir. I2 R kaybı, sıcaklıktaki her bir de rece santigrad artışla takriben 0.4 % artar, fakat Edi .ikim bileşeni aynı oranla azalır. Dağılma (Stray) kayıpları, fre kans ve sıcaklıkla değişmez.

SÜREKLİ EMNİYET DEĞERİ (CER Continuous Emergency Rated) SİSTEM TRANSFORMATÖRLERİ

Sürekli emniyet değerli sistem transformatörü ONAN so ğutma şartları altında çalıştığı zaman B.S.'a göre nomi nal değerli bir transformatördür. Bunun için, standart bir ortam sıcaklığında, yağda 60 ve direnç vasıtasıyla sargıda 65°C'lık bir ısınmaya sahip olacaktır. Emniyet şartları al tında OFAF soğutmayla çalıştığı zaman, ONAN değe rinin 200 %'ünde sürekli bir değere sahiptir. Böyle çalış tığı zaman, 5°C'lık bir ortam sıcaklığı ile, 115°C'ı aşma yan bir sıcak nokta sıcaklığına sahip olacak şekilde dizayn edilir.

33/11.5 kV'luk bir gerilim oranlı ve her MVA'da takri ben 1.0 %'lik bir empedansa sahip olan 12/24 MVA'lık transformatör tipik bir misal olacaktır. Bir trafo merkezi ne, 100 % yedek kapasiteli iki transformatör tesis etme uygulaması, günümüzde lüzumsuz sayılmaktadır, zira CER sistem transformatörlerinin kullanılmasıyla, kesin ekono mik avantajlar elde edilebilir. Normal sistem çalışma şart ları altında böyle iki ünitenin her birisi, yükün yarısını alarak paralel çalışacaktır. Bir transformatörün arızalan ması halinde, sağlam transformatör acil ihtiyaç süresince trafo merkezinin yükünü taşımaya muktedir olacaktır. Böyle acil ihtiyaçların çok seyrek meydana geldiği göz önünde tutularak tavsiye edilen standart çalışma sıcaklık ları, acil ihtiyaç müddetince asılabilir. Kaybedilebilecek olan ortalama transformatör ömründeki küçük miktarın mazur görüleceği ve 115°C'lik bir maksimum sıcak nokta sıcaklığına müsade edileceği kabul edilmektedir.

Bu tıp transformatörler, üç farklı termik değere sahiptir.

(i) Yağda 60°C'lik ve ortalama sargı yükselmesinde 65°C lik bir ONAN ısınması ile, sürekli emniyet değerinin 50 %'sindeki bir nominal güce sahiptir.

(ii) Yağda 60°C'lik ve ortalama sargı yükselmesinde 65°C lik bir OFAF ısınması ile sürekli emniyet değerinin 80 %' nindeki bir nominal güce sahiptir.

iii) 5°C'lik bir ortam sıcaklığında çalıştığı zaman, 110°C lik bir maksimum sıcak nokta sıcaklığı ile 100% sürekli emniyet değeri (CER) ne sahiptir.

I mı