Güç Transformatörlerinde Anormal Gerilim Çıkışının Nedenleri Nelerdir?

Normal koşullar altında, transformatörün çıkış voltajı belirli bir aralıkta tutulmalıdır; düşük veya yüksek voltaj bir elektrik arızası olabilir. Bu tür bir arızayı aşağıdaki yönlerden inceleyerek bulun.

1. Güç kaynağı voltajı

Güç kaynağı voltajı düşük veya yüksekse, çıkış voltajı da düşük veya yüksek olacaktır. Bu durumda, sadece güç kaynağı voltajını ölçmek yeterlidir. Eğer güç kaynağı yüksek voltaj ise, voltaj transformatörü üzerinden ölçülüp karşılaştırılabilir.

2. Kademe değiştiricinin konumu yanlış

Yüksek voltajlı güç transformatörleri için voltaj regülasyonu amacıyla kademe değiştiriciler kullanılır. 10kV dağıtım transformatörü kademe değiştiricisi 3 kademeye sahiptir ve her kademenin voltaj oranı tabloda gösterilmiştir.

Kademe Konumu	Yüksek Voltaj (kV)	Düşük Voltaj (V)
I	10.5	400
II	10
III	9.5

Eğer güç kaynağı voltajı düşükse ve kademe değiştirici I. kademede ayarlanmışsa, çıkış voltajı düşük olacaktır; aksi takdirde çıkış voltajı yüksek olur.

3. Sargılar arası kısa devre

Sargılar arası kısa devre, transformatörün yüksek gerilim veya alçak gerilim sargılarında meydana gelir ve bu durum yüksek ve alçak gerilim sargılarının sarım oranını, yani gerilim oranını değiştirir.
(1) Yüksek gerilim sargısında sargılar arası kısa devre oluşursa, birincil taraftaki sarım sayısı N1 azalır, transformatör oranı düşer ve çıkış gerilimi artar.
(2) Alçak gerilim sargısında sargılar arası kısa devre oluşursa, ikincil taraftaki sarım sayısı N2 azalır, transformatörün gerilim oranı artar ve çıkış gerilimi düşer. Sargılar arası kısa devre arızaları, sargıların DC direnci veya transformatör oranı ölçülerek daha detaylı tespit edilebilir.

4. Nüve ve sargı kusurları

Yük bağlıyken, çıkış gerilimi yüksüz duruma göre önemli ölçüde düşüyorsa, bu transformatör içindeki gerilim düşüşünün çok fazla olduğu anlamına gelir. Bu durum, nüve ve sargılardaki bazı kusurlardan kaynaklanan kaçak manyetik empedansın artmasından ileri gelir. Yük akımı bu empedanstan geçtiğinde, gerilimde önemli bir düşüş meydana gelir.

5. Üç fazlı yük dengesizliği

Dağıtım transformatörü, aydınlatma ve elektrik kaynak makineleri gibi birçok tek fazlı yük besliyorsa, bu yükler üç fazlı simetrik değildir ve üç fazlı akım dengesizdir. Bu durum, transformatördeki üç fazlı empedans gerilim düşüşünün eşit olmamasına neden olarak üç fazlı çıkış geriliminin dengesizleşmesine yol açar. Üç fazlı yük dengesizliğinin en ciddi durumu, yalnızca bir fazın nominal yüke sahip olması, diğer iki fazın ise yüksüz olmasıdır. Bu durumda, yüklü fazın gerilimi belirgin şekilde düşer, yüksüz diğer iki fazın gerilimi ise belirgin şekilde artar. Şiddetli durumlarda, faz gerilimi on katına kadar çıkabilir. İşte bu nedenle, genellikle bir fazda kaynak makinesi çalışırken, diğer iki fazdaki ampullerin belirgin şekilde parladığı veya hatta yandığı, kaynak makinesinin çalıştığı fazdaki ampullerin ise belirgin şekilde sönük olduğu görülür.

Yük dengesizliğini sınırlamak için ilgili düzenlemeler, transformatörün nötr hattındaki akımın faz hattının nominal akımının %25'ini geçmemesini şart koşar.

6. Transformatörün yüksek gerilim tarafında bir fazın arızalanması

Yüksek gerilim tarafında bir fazın enerjisinin kesilmesi, alçak gerilim tarafındaki çıkış geriliminde ciddi bir dengesizliğe neden olur. w fazının enerjisiz kaldığını varsayarsak, bu durumda iw=0 olur, u ve v fazlarının iki sargısından aynı akım iu=-iv geçer ve nüvedeki manyetik akı değişir. Seri bağlı w fazı sargısının manyetik akısı φu-φv'dir. φu ve φv manyetik devrelerinin geçtiği yollar farklı olduğundan, değerleri tam olarak eşit olmayacak ve bu nedenle alçak gerilim tarafındaki w fazı gerilimi 0 olmayacaktır. Benzer şekilde, alçak gerilim tarafındaki gerilim değişimleri de analiz edilebilir. Çeşitli transformatörlerin nüve yapıları ve sargı formları farklı olduğundan, yüksek gerilim tarafında bir faz eksik olduğunda alçak gerilim tarafındaki gerilim de farklı olacaktır. Tablo 12, 10kV'luk bir dağıtım transformatörünün yüksek gerilim tarafındaki her bir fazın kesilmesi sonrasında alçak gerilim tarafındaki gerilim dağılımını listeler ve bu, arıza tespitinde referans olarak kullanılabilir.

Transformatörün ikincil tarafındaki potansiyel, birincil tarafındaki potansiyel ile değiştiğinden, birincil taraftaki w fazı kesildikten sonra ikincil taraftaki gerilim normal değerin 0.866 katına düşer. Bir faz kaybı kazası meydana geldiğinde, u ve v fazlarına bağlı tek fazlı yüklerin çalışma gerilimi yaklaşık %14 düşer. Bu nedenle, transformatör çalışırken birincil veya ikincil tarafta bir fazın kesilmesine yüksek dikkat gösterilmelidir.

Bir dağıtım transformatörünün yüksek gerilim tarafında faz eksikliği olduğunda alçak gerilim tarafındaki her fazın gerilim dağılımı:

	uuv	uvw	uwu	uun	uvn	uwn
Normal	390	400	390	220	227	225
U-Faz arızası	205	390	190	10	200	190
V-Faz arızası	320	420	390	190	225	240
W-Faz arızası	390	420	280	155	260	200

JYW6100 Transformatör Boşta ve Yükte Güç Faktörü Test Cihazı

Transformatörlerin Nötr Noktaları Neden Güvenli Bir Şekilde Topraklanmalıdır?

Küresel En İyi 8 Nötr Topraklama Direnci (NGR) Üreticisi

Katı vs Dirençli vs Topraklanmamış Nötr — Hangisi Şebekeniz İçin Daha Güvenli

Topraklanmamış Bir Sistemde Toprak Hatası Oluştuğunda Gerilim, Akım ve Faz Değişimleri Nelerdir?

Yüksek, Orta ve Düşük Gerilim Sistemleri İçin Transformatör Nötr Topraklama Yöntemleri ve Uygulamaları

Kingrun Transformatör Cihazları Şirketi Ltd.

Kingrun'dan Daha Fazla Transformatör Test Cihazı