AKIM TRANSFORMATÖRLERİ

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRÜ AKIM TRANSFORMATÖRLERİ; ÖLÇÜ, KORUMA VE KUMANDA DEVRELERİNİN BESLENMESİNDE AG VE YG DEVRELERİNDE KULLANILIR. AG DEVRELERİNDE YÜKSEK AKIM DEĞERİ İÇİN BÜYÜK KESİTLER KULLANILDIĞINDAN,ÖLÇÜ ALETLERİNE BAĞLANTI YAPABİLMEK MAKSADI İLE AKIM TR KULLANILMASI GEREKİR. YG AKIM DEĞERLERİ KÜÇÜK OLSA BİLE ÖLÇÜ VE KORUMA ALETLERİNİN YALITIMI İÇİN AKIM TR İHTİYAÇ VARDIR.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRÜ AKIM TR KORUMADA (P) VE ÖLÇMEDE (M) KULLANILIR VE İKİ AYRI TİP OLARAK İMAL EDİLİRLER. ÖLÇÜDE KULLANILANLAR AŞIRI AKIMA YADA KISA DEVRE HALLERİNDE ÇABUK DOYARAK ÖLÇÜ ALETLERİNİN HASARLANMASINI ÖNLEMELİ VE CAN GÜVENLİĞİ TEHLİKEYE DÜŞÜRÜLMEMELİDİR. (n < 5, n < 10 )

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRÜ KORUMADA KULLANILANLAR İSE PRİMERDE OLUŞAN AŞIRI AKIM VE KISA DEVRE DEĞERLERİNİ SEKONDERE DOĞRULUKLA ÇEVİREBİLMELİDİR. BU SEBEPLE MAĞNETİK ÇEKİRDEKTEKİ DOYMA,NOMİNAL AKIMIN EN AZ n >5 VE YA n >10 KATI DEĞERİNDE BAŞLAMALIDIR.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRÜ DOYMA KATSAYISI

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRÜ

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRÜ

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Akım transformatörlerinin primer sargı uçları P1-P2 veya K-L şeklinde; sekonder sargı uçları ise S1 -S2 veya k-l şeklinde işaretlenir. Sekonder uçlarda ters bağlantılar, sayaçlarda yanlış yazmalara yol açar; Montajda uç kontrolü önemlidir.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Akım transformatörlerinin sekonder taraflarında bir uç, transformatör içinde, primerden sekondere oluşacak atlamalarda, sekonder devre donanımlarını korumak için topraklanır.

AKIM TRANSFORMATÖRLERİNİN SEKONDERİNİN TOPRAKLANMASI

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Primer devreden akım geçerken sekonder devrenin açılması, bu sargıda aşırı gerilimler oluşmasına yol açar. Bu sebeple sekonder devrede gerilim altında çalışma yapılacak ise, önce sekonder uçlar kısa devre edilir; emniyet sağlanır; gerekli işlemden sonra kısa deve kaldırılır.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Transformatörün nüvesi ısınır. Sargılar ısınır ve bunun sonucunda sargı izolasyonu bozulur. Sekonder uçlarda fazla bir gerilim indüklenir ve çalışan personelin hayatı tehlikeye girer. Yağlı tiplerde yağ ısınır ve patlamaya kadar gider. Bağlı bulunduğu faz geriliminde düşme görülür. Transformatör hasar görür.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Akım transformatörleri için temel iki karakteristik kullanım gerilimi ve değiştirme oranıdır. Kullanım gerilimi: Yalıtımla ilgilidir ve bağlanacağı devre geriliminden büyük olmalıdır.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Primer akım (I1): Akım transformatörleri primer akımları 10-15-20-30-50-75 A ve bu değerlerin katları olarak imal edilirler. Sekonder akım (I2): Sekonder devre 5A ve bazı özel haller için 1A olarak standartlaştırılmıştır. Değiştirme oranı: I1/I2 oranıdır.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Transformatörün hata sınıfı: Normal işletme şartlarında transformatörün değiştirme oranında yapabileceği hata yüzdesini göstermektedir. Transformatörün anma gücü: Sekonder devrenin nominal akım ile beslediği güç (transformatör iç kayıpları dahil) anlaşılmaktadır. Doyma katsayısı (ALF,n): Nominal aşırı akımın nominal akıma bölümüdür.Nominal aşırı akım transformatör çekirdeğinde doymanın etkin bir şekilde ortaya çıktığı akım değeri olarak bilinir.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Emniyet faktörü (FS): En az %10 değiştirme oranının hatasına yol açan akımın nominal akıma oranıdır.(ALF ve FS değerleri benzer değerler olup transformatörün kullanım amacına göre söz konusu olmaktadır.) Doğruluk sınıfı: Belirli güç ve akım şartları altında değiştirme hatası ve faz açısı hatasının sınır değerini gösterir.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Örnek: Etiket değerleri 38 kV; 50 Hz; Ith 25 kA; Idyn 62,5 kA 150/5; 1S1-1S2 15 VA; sınıf : ± 1 FS <10 150/5; 2S1-2S2 15 VA; 5P n = 10 olan akım transformatörü 34,5 kV’da, bir sargısı ölçme, diğer sargısı koruma maksadı ile kullanılabilecektir. 1 saniye süre ile 25 kA kısa devre akımına ve 62,5 kA darbe kısa devre akımına dayanabilecek yapıdadır. Idyn =2,5Ith şeklinde imalat yapılmaktadır..

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Primerinden 150 A geçtiğinde sekonderinde (5x0.01= 0.05) 5,05-4,95 A arasındaki değerler okunabilecektir. 1. Sargı ölçü maksadı ile kullanıldığından nominal akımın (FS)10 katından küçük değerlerde doyarak %10 değiştirme hatası oluşacaktır. 2. Sargıdaki 5P 10 ifadesinde 5P Doğruluk sınıfını 10 doyma katsayısını göstermektedir. P koruma maksadı ile kullanmayı, 5 doyma noktasına ulaşıldığında hata yüzdesini ifade eder.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Bu transformatörün primerinden 150x10 =1500 A geçtiğinde sekonder akım %5 eksik dönüştürülmüş olacaktır. Bu hata miktarları sekonderin 15 VA’ le yüklü olması hali için geçerlidir.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Akım transformatörlerinin gücü ile belirlenen sekonder devre yüküne yabancı kaynaklarda burden adı verilmektedir. Bu yük değeri doyma katsayısı üzerinde etkilidir. Doyma katsayısı ölçü devreleri için olabildiğince küçük olmalıdır.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Etiket değerleri, verilen yük için geçerlidir. Küçük yüklerde doyma katsayısı büyür. Transformatöre bağlı aletlerin yükleri ve bağlantı hatlarının yükleri, transformatör nominal yüküne eşit olmalıdır. Bunu temin için sekonder devreye ilave yük bağlanmalıdır.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Örnek: 100/5 A, 30 VA; 0,5FS5 karakteristiğinde bir akım transformatörüne bağlı aletler 1 Ampermetre 2,5 VA 1 wattmetre 3 VA 25 m 2,5mm2 hat 4,5 VA Toplam 10 VA ise

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Transformatörlerde nominal güç ile doyma katsayısının çarpımı yaklaşık olarak sabittir. Bu hesap yukarıdaki verilere uygulanırsa 30x5 = 150 VA ve 10 VA güç için doyma katsayısı 150/10 = 15 bulunur. Bu sebeple transformatör uygun değildir. 15 VA’lik bir trasformatör seçilirse gerçek ALF (n) için 15x5/10 = 7,5 elde edilir. Uygun sonuç alınır.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Korumada kullanılacak akım transformatörlerinde, ölçünün aksine, koruma rölelerinin doğru çalışması için doyma nominal akımın en az 10 katı değerlerde başlamalıdır. Akım transformatörünün nominal yükü en az beslediği devrelerin yüküne eşit olmalıdır.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Örnek : 400/5 A; 15 VA; 5P10 bir transformatöre 1 Aşırı akım rölesi 8 VA 1 Diferansiyel röle 1 VA Hatlar 3 VA Toplam Sy = 12 VA bağlanmıştır. Sn.nn = Sy.ny = sabit Sn = 15 Nn = 10 Doyma katsayısı =15x10/12 =12,5 seçim doğrudur.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Yukarıdaki açıklamalarda , transformatörün nominal güç ile doyma katsayısının çarpımının yaklaşık olarak sabit olduğu kabul edilmiştir. Akım transformatörünün eşdeğer şemasına göre yapılan gerçek hesaplama aşağıda gösterilmiştir.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Akım transformatörünün eşdeğer şeması Rat : Akım tr. iç direnci R : Bağlantı hatları dahil yük direnci (Burden) Pn : Nominal yük Pr : Gerçek yük Pi : Tr. İç kayıpları kn : Nominal doyma V=I2(Rat +R) katsayısı I2 =kn.In ve R= Rn = Pn/In 2 için Vn = kn.In.(Rat+Rn) I2 =kn.In ve R= Rp = Pr/In 2 için Vr = kn.In.(Rat+Rp) dir.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Akım transformatörünün eşdeğer şeması Yüke göre akım transformatörünün çalışma noktası Küçük yük dirençleri halinde Vn çalışma noktasına gelebilmek için kn katsayısından büyük bir kr katsayısı gerekir. Vn = kr.In(Rat+Rp ) Pn yükü ve kn.In akımı için çalışma noktası Pr yükü ve kn.In akımı için çalışma noktası

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Gerçek yükte doymanın aynı noktada (Vn) olması için kr ne olmalıdır? Vn = kn.In (Rat+Rn) Vn= kr.In (Rat+Rp) Rp, Rn den küçük ise kr, kn den büyük olacaktır. İki denklem birleştirilirse, dirençler yerine güçler cinsinden değerler konarak kr = kn (Pi+Pn) / (Pi+Pr) bulunur.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Örnekler Elektromağnetik röleler için ekseriyetle 20VA, 5P 30 bir akım tr.kullanılırken, digital röleler için 5VA, 5P 20 bol bol yeterlidir. Kr hesaplarında emniyet katsayısı olarak 2 alınır. Bu bilgilere göre bir motor ve bir transformatör korumasında kullanılacak akım transformatörleri için hesap yapalım.

AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ Motor : In=200 A, yol alma akımı  7 In, Ismax = 8In (korumada set değer) Eğer akım tr.’nün nominal akımı, motor akımına eşit ise kr = 2 x 8In / In =16 Akım transformatörü 300/1 değiştirme oranlı ise kr = 16x 200/300 =12 olması gerekli en küçük değerler olarak bulunur.

AKIM TRANSFORMATÖRLERİ DOYMA KATSAYISI ÖRNEK:100/5 A - n < 5 AKIM TRANSFOR- MATÖRÜNDE 5 MİSLİ PRİMER AKIMINDA 5*100=500 A, SEKONDER AKIMI= 0,90*5*5 = 22,5 A VEYA BUNDAN DAHA DÜŞÜK SEVİYEDE KALMASI SAĞLANMALIDIR. BU SAYEDE AKIM TR BAĞLI AMPERMETRE, SAYAÇ VE ÖLÇÜ ALETLERİNİN ZARA GÖRMESİ ÖNLENİR.

ELEKTRONİK AKIM SENSÖRÜ

ELEKTRONİK AKIM SENSÖRÜ Çok küçük boyutlu ve hafif. 25A/150mV’dan 1600A/150mV’a kadar 25 A kademeler halinde her çevirim oranında çalışabilmesi. Akım kademe ayarının her zaman yapılabilmesi. Özel nüvesi sebebiyle doyma durumunun olmaması.

ELEKTRONİK AKIM SENSÖRÜ Kararlı yapısı ile arıza olasılığının çok az olması. In değerinin ayarlanabilmesi nedeniyle stoklanabilir olması. Çok kısa sürede üretim ve teslimi nedenleriyle üretici ve kullanıcılar için büyük avantaj sağlamaktadır. Koruma için EAS kullanılacak sistemde 22,5/150 mV girişe sahip bir rolenin nevcut olması yeterlidir.

ELEKTRONİK AKIM SENSÖRÜ EAS Kurulumu ve ayarlanması son derece çok kolaydır. Akım Sensörleri P1 ve P2 yönlerine dikkat edilerek kablo ve bara ortasından geçecek şekilde monte edilir. EAS toprak bağlantıları yapılır ve roleye kablolar irtibatlanır. Rolenin çevirim oranları In ayarları ve diğer ayarlar yapılır.

ELEKTRONİK AKIM SENSÖRÜ

ELEKTRONİK AKIM SENSÖRÜ

AKIM TRANSFORMATÖRLERİNİN SEMBOLLERLE GÖSTERİLİŞİ

AKIM TRANSFORMATÖRLERİNİN HATA SINIFI

AKIM TRANSFORMATÖRLERİNİN ETİKET DEĞERLERİ

AKIM TRANSFORMATÖRLERİNİN POLARİTE TAYİNİ Sınıf içinde akım transformatörü üzerinde polarite tayini yapılacaktır.

SON