GÜÇ,AKIM VE GERİLİM TRANSFORMATÖRLERİ İMALATIMIZ

UDK : 621.314

Akım ve Gerilim Transformatörleri İmalâtımız

Yazan : Hüseyin ARABUL

Elekt. Y. Müh. E.E.t.M.

ÖZET : Bu yazıda, ölçü transformatörleri üzerinde üç yıldır ODTÜ ile ETÎBANK Elektrik İşletmeleri Müessesesi Ldboratuvar ve atölyelerinde yapılmakta olan teknik çalış malar ve bunlardan meydana gelen neticelerin EKONOMİK incelemeleri yapılmıştır.

Genel :

ölçü transformatörleri imalâtımız ile ilgili olarak hazırlamış olduğumuz bu ilk yazıda, ima lâtın nasıl başladığı, ne gibi safhalar geçirdiği ve yurdumuzun elektrik sistemine, ekonomisine neler kazandırabileceğini teferruatlı olarak an latacağız.

İmalât fikri nasıl doğdu :

Elektrik şebekemizin zamanla gelişmesi, kullanılan transformatör adedini artırmıştır. Bil hassa, büyük bir sistemde röle koordinasyonunu ve ticari satışlarla isteğe uygun olarak yapıl masını temin edebilecek karekterlstiklere haiz olanların dahi dışarıdan temini büyük meblağlar karşılığında gerçekleşiyordu.

Her bozulan transformatörün, yerine yenisi nin ithâl edilmesi ekonomik bünyemize uygun olmadığı için, tamir etme imkânları aranmıştır. Bu maksatla ETtBANK Elektrik işletmeleri Müessesesi mevcut atölyelerinde, bozulmuş olan transformatörleri tamir etme İmkânları yarat mıştır.

Atölyelerimizde yapılan tamiratlardan ilk el de edilen fikirlere göre, kendi işletme şartları mıza uygun ve daha ucuz bir kocstrüksiyonun vücuda getirilmesinin mümkün olabileceği sonu cuna varılmıştır. Bu sebeple işletmemizde kulla nılan her cins ölçü transformatörleri proto tiple rlnin imaline başlanılmıştır.

tik Çalışmalarımız :

Yukarıda anlatılan sebeplerden dolayıdırki sistemimizde en çok kullanılan işletme gerilimi olan 154 kV'luk izolasyona sahip akım ve geri lim transformatörlerinin yeni bir dizayn ve kon strüksiyonu üzerindeki ön çalışmalar, 1963 yılın da ODTÜ'inde başlamıştır. Bu çalışmalara pa ralel olarak 66 kV ve 34,5 kV'luk klasik tip ölçü

gerilim transformatörlerinin proto tiplerintn 1 mâlâtı altı ay içersinde gerçekleştirilmiştir.

154 kV. ve 66 kV. luk ölçü transformatörleri üzerinde izolasyon problemleri tamamen halle dildikten sonra, sırasiyle 34,5 kV, 15 kV ve 6,3 kV luk ölçü akım ve gerilim transformatörleri kolaylıkla imâl edilmiştir.

İmâl edilen proto tiplerin kısaca özellikleri :

Bilhassa 154 kV luk gerili maltında çalışan ölçü transformatörlerinin izolasyonu muhtelif problemler arzettiği için mütekâmil bir dizayna gitmek icabetti.

Bu amaçla çalışmalarımızı KASKAT Trans formatör dizayn ve konstrüksiyonuna yönelttik. Böylelikle kullanılacak yerli malzeme miktarım da artırmış olduk.

154 kV luk ölçü gerilim transformatörü (7) ünitenin kaskat bağlanılmasuıdan meydana gel miştir. (Şekil : 1) I No. lu ünite klasik «Shell» tipi olarak hazırlanmıştır. Diğer altı ünite ikili gruplar halinde bağlanılmış ve her ikili grubun kendi bağlantı yerlerinden nüveye irtibat yapıl mıştır. Böylece nüve ile primer, sargı arasında ki izolasyon mertebesi yarıya indirilmiştir. Bu tip transformatörün en önemli özelliği üniteler arasında kuplaj sargısının kullanılmış olması dır. Her ne kadar aynı malzemeden aynı miktar kullanılarak eş nüveler meydana getirilmeye ça lışılırsada, her ünitedeki nüvenin uyarma akım larının farklı olacağı bir gerçektir. îşte bu farklı değerler, Şekil : l'den takip edilebileceği gibi VII ve VI No. lu ünitelerin primerlerlnde değişik gerilimleri, dolayısiyle kuplaj sargılarında da ay nı değişikliği meydana getirecektir. VII No. lu ünitenin kuplaj sargısında husule gelen akım VI No. lu ünitenin kuplaj sargısından aynen ge çerek devresini tamamlayacağı için, VI ve VH No. lu üniteler arasındaki kuplaj sargıları pri mer devrelerde gerilim dengeleyici rol oynamak

Besim : 1 — 154 kV. Kaskat Gerilim Transformatörü.

tadır. Böylece kaskat bağlanan her ünite eşit ge rilim altında çalışmaktadır.

Aynı transformatörün ikinci önemli özellikle rinden biride değişik tip nüve konstrüksiyonunun kullanılmış olmasıdır. Şöyleki, nüve bilezik şek linde sarılan bobinin üzerine kelepçe gibi yerleş tirilmiştir (Resim : 1). Bu sayede hem kullanılan silisli saç miktarı azalmış hemde. transformatö rün hacmi küçülmüştür.

154 kV. ölçü akım transformatörü de geri lim transformatöründe olduğu gibi kaskat olarak hazırlanmıştır. Öört üniteden (Şekil : 2) meyda na gelen bu transformatörün nüveleri toroıd ola rak dizayn edilmiştir.

I No. lu ünitenin sekonden ile II No. lu üni tenin primeri, Resim : 2) ve IH No. lu ünitenin sekonderi ile IV No. lu ünitenin prımerleri müş terek sargı olarak kullanılmıştır. Böylece hem kullanılan malzeme miktarı ile birlikte transfor matörün hacmi küçülmüştür, hem de konstruksi yondaki mekanik güçlükler ortadan kaldırılmış tır.

Her ünite için ayni miktar izolasyon maddesi kullanılmış olmasına rağmen üniteler arası mey dana gelen değişik parazitik kapasite değeri, bu gaye için imâl ettiğimiz kapasiteler sayesinde e

şitlenmiştir. Böylece her ünitenin eşit gerilime maruz kalması sağlanmıştır.

154 kV'luk ölç ütransformatörlerinln tamam lanmasından sonra, 66 kV., 34,5 kV., 15 kV. ve 6,3 kV.'luk ölçü gerilim ve akım transformatör leri üzerindeki çalışmalarımız bizlere araştırma yapma imkânı sağlamıştır. Bu yüzdendirkl her proto tip transformatörün konstrüksiyonu bir öncekinden çok farklı olmuştur bu çalışmalar sı rasında ufak ve büyük teknik buluğlar birbirini kovalamış çeşitli imkânlar ortaya çıkmıştır.

Yukarda bahsedilen 10 ayrı proto tlp ölçü a kjm ve gerilim transformatörünün tamamlanma sından sonra, ETÎBANK'ın çok âcil İhtiyacı olan a — 2 kW ve 5 kW'lık 220 : 220 İzolasyon transformatörleri, b — Etibank'ın yeni yapacağı şebekelerde kullanümak üzere 75/5,100/5, 150/5, 200/5, 300/5, 400/5 5, 600/5, 1000/5 5, 3000/5 5 çevirme oran larına sahip cem'an 531 adet akım transformatö rü ve özel tip gerilim transformatörleri, c — îmâl edilmekte olan transformatörlerin çeşitli test'lerlnde kullanılmak üzere 5000 Amper1 lik ve 200 Amperdik akım test cihazları, İmâl e dilmiştir.

Besim : 2 — 154 KV. Kaskat Akım Transformatörü. Elektrik Mühendisliği 118

Besim : 3 — Proto tip olarak imâl edilmiş olan Ol çit, transformatörleri.

İmâl edilen transformatörler üzerinde yapı lan test'ler :

Atölyelerimizde imâl edilen her transforma törün ilk olarak sınıfı tesbit edilir, zira sınıfı ar zu edilen kademeye indirmek için transformatör üzerinde, çoğunlukla düzeltmeler yapmak gerek mektedir, Sınıf tesbıti işi bizce çok kısa bir za man içersinde yapılmaktadır, çünkü bu gaye için hazırlanmış, faz açı hatasını ve sargı oran hata sını direkt olarak veren cihaz kullanılmaktadır.

Sınıf tesbitinden sonra, transformatörün ha yatı için çok önemli olan, izolasyon muayeneleri standartlara uygun olarak Lâboratuvanmızda ya pılmaktadır, imâl edilen transformatörler üzerin de yapılması gereken impulse testleri de yakın bir gelecekte imkânlarımız dahiline girecektir.

imâl etmiş olduğumuz proto tip ölçü trans formatörlerinin Lâboratuvar içersinde testleri ikmâl edildikten sonra sistemimizin çeşitli yerle rindeki trafo istasyonlarına bağlanmıştır.

Bir buçuk yıldır her türlü kötü şartlar altın da çalışan transformatörler test ekiplerinin de vamlı kontrolü altında olup bu güne kadarki ça lışmaları NORMAtDİR.

t mâl edilmiş olan ölçü transformatörlerinin sınıf ve yük değerleri :

Proto tip olarak imâl etmiş olduğumuz ölçü transformatörlerinin ASA standartlarına uygun sınıf ve sekonderine bağlanabilecek maksimum yük değerleri Tablo : l'de gösterilmiştir.

TABLO : 1 Proto tip transformatörlerin yük ve sınıf değerleri

Sınıf

Yük

1 154 kV akım Tr. % 1.0 30 VA 2 154 kV Ger. Tr. % 1.9 100 VA 3 66 Kv akım Tr. % 1 2 30 VA

4 66 kV Ger. Tr. % ı.o 100 VA

5 34.5 kV akım Tr. % 0.6 30 VA 6 34.5 kV akım Tr. % 0.6 100 VA 7 15 kV akım Tr. % 0.6 30 VA 8 15 kV Ger. Tr. % 0.3 100 VA 9 6.3 kV akım Tr. % 0.6 30 VA 10 6.3 kV Ger. Tr. % 0.3 100 VA

Ayrıca kuru tip olarak imâl edilen 531 adet çeşitli akım transformatörlerinin sınıflan % 0.3 ile % 0.1 arasında değişmekte olup yükleri ise 15 VA dir.

İmâl edilmiş olan proto tip ölçü transforma törleri üzerinde ekonomik inceleme :

Aşağıda ekonomik olarak incelenmiş olan öl çü transformatörlerinin senelik ihtiyaç rakkam lan Etibank Şebekeler Proje ve Tesis Şubesi Mü dürlüğü'nden öğrenilmiştir, imâl etmekte oldu ğumuz transformatörlerin sadece silisli saçlan, izolasyon kâğıdı ve yağı yerli olmadığı için çok az miktarda ithâl malzemesine ihtiyaç duyulmak tadır. Her transformatör için gerekli ithâl mal zemesi fiatları ile sadece ETtBANK'ın yıllık ih tiyacı olan malzeme flatlan Tablo : 2'de göste rilmiştir.

TABLO : 2 Yerli İmalâttaki İthâl malzeme miktarları (TL,) olarak ;. . • 3 * '

? Nro: ,'

' Etibank'm • senelik ^ .ihtiyacı

Birim 'fiyatlar

*., Cinsi

Adet Kâğıt Saç Yağ

u .; 154 kV akım Tr. ' 150 112

200 180

2 : •154.kV Ger. Tr.

föo 96 19.75 600

66 Kv akım Tr. ' 100 80

100 120

66 kV Ger. Tr. ' 100 64 250 240

5 34.5 kV akım Tr. 165

8 62.5

6 34.5 kV Ger. Tr.

70 48 187.5 180

7 ' 15 kV akım Tr. 220 4.8 43.75

15 kV Ger. Tr.

60 82 125 48

9 : 6.3 kV akım Tr.

55 161

10 ' 6.3 kV Ger. Tr.

110 1.80 27 50

Birim Toplam tutar , tutar

492 73.800 2671 400.650 300 30.000 554 55.400 118.5 19;552.50 415.50 29.085 78.55 17.281. 205' 12.300

100 5.500 32.50 3.553

_Y..e k û n

462.60 304B 25 1458 4 9 6 7 Ob G 4 7 1 2 1 5 0

ölçü rtransfprmaJtörlerlne çoğunlukla ETÎ BANK, ÎLLER BANKASI ve BELEDtYE'ler ta rafından ihtiyaç duyulduğu düşünülecek olursa, yerli imâlat halinde yukarıdaki teşekkülllerin bu cihazlar için sarfedecekleri meblağlarda daha bü yük tasarruf sağlanacağı, diğer taraftan memle ket döviz harcamalarında önemli kısıntı yapılabi leceği aşikârdır.

Bu hususun daha iyi anlaşılabilmesi için yal nız ETÎBANK'm 1967 yatırım programındaki ih tiyaçların incelenmesi yetecektir sanırız. Bu ih

tiyaçlar detaylı olarak Tablo : 3'de gösterilmiş tir. Bu ihtiyaçlarm memleket dışından getirilme si halinde :

1 — ETÎBANK tarafından sarfedilecek pa ranın 8 461.250 TL. olacağı, Şebekeler Proje ve Tesis Şubesinden alınan fiili rakkamlara dayanı larak bulunmuştur. Halbuki aynı ihtiyacın Mües sesemizce imâli halinde maliyeti yine Tablo : 3'de görüleceği üzere 4.200.500 TL. den ibaret kala caktır. Tablo : 3'deki her tip transformatörün maliyet fiatları hesabında yalnız bilcümle malze

TABLO : 3 İTHALAT VE İMALAT FİATLARININ MUKAYESESİ

ETİBANK'IN 1967 YILINA AtT İHTİYACI OLAN ÖLÇÜ TRANSFORMATÖR LEBİNİN YERLİ İMALAT İLE İTHAlAT FÎATLARININ MUKAYESESİNİ GÖSTERİR TABLO

1 154 kV akım Tr. 2 154 kV Ger. Tr. 3 66 Kv akım' Tr 4 66 kV Ger. Tr. 5 34.5 kV Ger. Tr. 6 34.5 kV Ger. Tr. 7 15 kV akım Tr. 8 15 kV Ger. Tr. 9 6.3 kV akım Tr. 10 6.3 kV Ger. Tr.

Yekûn (TL)

â

150 13000 150 25000 100 8000 100 15000 165 800 70 1400 220 500 60 600 110 500

55 5^0

«a S lig m Ilı

s Mi

5500 1.950.000 1.300.000

16000 3.750.000 2.500.000

2700 800 000 540.000

2800 1.500.000 1.000 000

700 132.000

88 00

1400 98 000 66 000

500 110 000 600 36.000

74.000 24 000

350 55.000 36.000

500 30.250 21.000

825.000 1.125 000 .400 000 1.350.000 270.000 530.000 280.000 1.220.000 115.000 17.000

98.000 110 000 36 000 38.500 16.500 27.000 3.250

492.00 2671.00

300.00 554.00 118 50 415.50

78.55 205.00

32.50 100.00

73.800 400.650

30.000 55.400 19.552 5 20.005 17.281 12.300

3.553 5.500

8.461.250 5.649.000 4.199 500 4.261.750 496 705 6 4 7 1 2 1 5 !

Elektrik MObendisllgi 118

me ve işçilik değil, takriben % 30 oranında test, araştırma ve genel masrafta nazarı ıtıbare alın mıştır.

Bu suretle ETÎBANK'm yalnız 1967 yılı iht' yacı için sağlanacak tasarruf :

8.461.250 — 4 200 500 = 4.260.750 TL.

% 50 4

mertebesinde olacaktır.

2 — Keza aynı miktar malzemenin dışarı dan temini halinde lüzumlu döviz miktarı Tablo : 3rden görüleceği üzere 5.649.000 TL. olmasına karşılık yerli İmâlat halinde sadece 647.121 TL. olacaktır. Bu suretle ETÎBANK'ın 1967 yılı İh tiyaçları için yapılacak döviz tasarrufu :

5.649 000 — 647.121 = 5.001.879 TL.

% 88

gibi çok önemli bir mertebede olacaktır.

Kaldıki 1967 yılı ihtiyacına Köy elektrifi kasyonu ihtiyaçları dahil edilirse ETlBANK'ın tasarrufu dahada büyük olacağı gibi ; ayrıca il ler Bankası ile Belediyeler ve sair müesseselerin İhtiyacının da katılması suretiyle yıllık memle ket döviz kazancı çok daha önemli miktara yük selecektir.

5EKIL/.1 IS* KV KASKAT GERİLİM TRANSFORMATÖRÜ

Düşüncelerimiz : O.D.T.Ü. ile müşterek çalışmalar sonucunda, ölçü akım gerllim ve kuru tip hercins transfor matörleri imâl etmemizin mümkün olduğu netı

H« H 2

MÜŞTEREK SARGILAR m

UNİTEI

UNITED CT

UNıTEDı c}

ÜNITE m c4 s, s z

SEKİL: 2 KASKAT AKIM TRANSFORMATÖRÜ cesıne vardık. Üç yılı bulan çalışmalarımız ve a raştırmalarımız sonucu imâl ettiğimiz transfor matörlerde izolasyon ve nüve konstrüksiyonları ASA, ve B S. ve VDE standartlarına her bakım dan uygundur imâl edilen her transformatör sadece % 7.6 oranında ithâl malzemesi ihtiva etmektedir. Oy saki yapmış olduğumuz tetkik ve incelemelerden öğrendik ki talep arttığı takdirde, izolasyon kâğı dını da memleket dahilinde imâl etmek mümkün olacaktır. Bu takdirde yerli imalâtta ithâl malze me miktarı, oran olarak % 5 e kadar düşmüş olacaktır Bu arada yabancı imalâtçılarında bir miktar ithâl malzemesi kullandıklarını belirtmem yerinde olur sanırız.

İller bankasmın ve belediyelerin ihtiyacı, E TÎBANK'ın yıllık ihtiyacının enaz iki misli oldu ğu düşünülecek olursa yılda yapılacak döviz ta sarrufu takriben 15 000.000 TL. sini aşmış ola caktır.

Her bakımdan gerçekleştirmeye mecbur ol duğumuz bu ve buna benzer teşebbüsler olduğu düşünce ve inancındayız.

ETÎBANK'ın yüzde yüz yerli emek ve % 92,4 yerli malzeme kullanılmak şartıyla memle ketimizin yıllık ölçü transformatörleri ihtiyacını kendi bünyesi dahilinde kolaylıkla karşılayabile ceğini mümkün görmekteyiz.