Güç dönüşümü ve dağıtımı işleminde transformatörler vazgeçilmezdir ve transformatörlerin temel genel bilgilerine aşina olmak ve bunlara hakim olmak oldukça gereklidir.
1. Transformatör nedir?
AC devresinde, voltajı artıran veya azaltan cihaza transformatör denir. Transformatör, aynı frekansta herhangi bir voltaj değerini, elektrik enerjisinin iletim, dağıtım ve kullanım gereksinimlerini karşılamak için ihtiyacımız olan voltaj değerine dönüştürebilir. Örneğin, bir elektrik santralinden gelen elektriğin voltaj seviyesi düşüktür ve uzaktaki bir elektrik tüketim bölgesine taşınabilmesi için voltajın yükseltilmesi gerekir. Güç tüketim bölgesi, elektrikli ekipmanlara ve günlük elektrik ihtiyacına güç sağlamak için uygun bir voltaj seviyesine düşürülmelidir.
2. Transformatör voltajı nasıl dönüştürür?
Transformatörler elektromanyetik indüksiyon prensibine dayanarak yapılır. Silikon çelik saclardan (veya silikon çelik saclardan) istiflenmiş bir demir nüve ve demir nüve etrafına sarılmış iki grup bobinden oluşur. Demir nüve ve bobinler birbirinden yalıtılmıştır ve herhangi bir elektriksel bağlantı yoktur. Transformatörü ve güç kaynağı tarafını bağlayan bobine birincil bobin (veya birincil taraf), transformatörü ve elektrikli ekipmanı bağlayan bobine ise ikincil bobin (veya ikincil taraf) denir. Bir transformatörün birincil bobini bir AC güç kaynağına bağlandığında, demir nüvede değişken manyetik kuvvet çizgileri oluşur.
İkincil bobin aynı demir nüve üzerine sarıldığından, manyetik kuvvet çizgisi ikincil bobini keser ve ikincil bobinde bir indüklenmiş elektromotor kuvveti oluşması gerekir, bu da bobinin her iki ucunda bir voltajın ortaya çıkmasına neden olur. Manyetik alan çizgileri alternatif olduğu için, ikincil bobinin voltajı da alternatiftir. Ve frekans tam olarak şebeke frekansı ile aynıdır.
Teori tarafından doğrulanmıştır ki, transformatörün birincil bobini ile ikincil bobini arasındaki voltaj oranı, birincil bobinin ve ikincil bobinin sarım oranı ile ilişkilidir ve bu aşağıdaki formülle ifade edilebilir: birincil bobin voltajı / ikincil bobin voltajı = birincil bobin sarım sayısı / ikincil bobin sarım sayısı. Bu, sarım sayısı ne kadar fazla olursa voltajın o kadar yüksek olduğunu açıklar. Bu nedenle, ikincil bobinin birincil bobinden daha az sarıma sahip olduğu görülebilir, bu bir alçaltıcı transformatördür. Tersi ise yükseltici transformatördür.
3. Hangi tür transformatör tasarımları vardır?
(1) Faz sayısına göre, tek fazlı ve üç fazlı transformatörler vardır.
(2) Kullanım amacına göre, güç transformatörleri, özel güç transformatörleri, voltaj regülatör transformatörleri, ölçüm transformatörleri (voltaj transformatörleri, akım transformatörleri), küçük güç transformatörleri (düşük güçlü ekipmanlar için) ve güvenlik transformatörleri vardır.
(3) Yapıya göre, çekirdek tipi ve kabuk tipi olmak üzere iki tür vardır. Bobinler çift sargılı ve çok sargılı, ototransformatörler olabilir.
(4) Soğutma yöntemine göre, yağa batırılmış ve hava soğutmalı olanlar vardır.
4. Transformatörün bileşenleri nelerdir?
Transformatör bileşenleri esas olarak demir nüve ve bobinlerden oluşur, ayrıca yağ tankları, yağ yastıkları, yalıtım başlıkları ve kademe değiştirme başlıkları da vardır.
5. Transformatör yağının kullanım amacı nedir?
Transformatör yağının rolü şunlardır:
(1) Yalıtım etkisi
(2) Isı dağıtımı
(3) Ark etkisini ortadan kaldırma
6. Ototransformatör nedir?
Ototransformatörün yalnızca bir set bobini vardır ve sekonder bobin primer bobinden uç alınır. Elektromanyetik indüksiyon iletimine ek olarak, sekonder bobin aynı zamanda elektrik de iletir. Bu transformatör, sıradan transformatörlere göre daha az silikon çelik sac ve bakır tel kullanır, genellikle voltajı ayarlamak için kullanılır.
7. Voltaj regülatörü nasıl ayarlanır?
Voltaj regülatörünün yapısı ototransformatör ile aynıdır, ancak demir çekirdek halka şeklinde yapılır ve bobin bu halka demir çekirdeğin etrafına sarılır.
Sekonder bobin ucu, temasın bobin yüzeyi boyunca halkasal olarak kaymasını sağlayarak düzgün voltaj regülasyonu elde etmek için kayan bir fırça kontağı kullanır.
8. Transformatörün primer bobini ile sekonder bobini arasındaki akım ilişkisi nedir?
Transformatör yükle çalışırken, sekonder bobin akımındaki değişiklik primer bobin akımında karşılık gelen bir değişikliğe neden olur. Manyetik potansiyel denge prensibine göre, primer ve sekonder bobinlerin akımları bobin sarım sayıları ile ters orantılıdır; daha fazla sarıma sahip taraftaki akım daha küçük, daha az sarıma sahip taraftaki akım ise daha büyüktür. Bu, şu formülle ifade edilebilir: primer bobin akımı / sekonder bobin akımı = sekonder bobin sarım sayısı / primer bobin sarım sayısı.
9. Transformatörün voltaj değişim oranı nedir?
Voltaj regülatörünün voltaj değişim oranı, transformatörün ana performans göstergelerinden biridir. Transformatör yüke güç sağlarken, transformatörün yük ucundaki voltaj kaçınılmaz olarak düşer. Düşen voltaj değeri ile anma voltaj değeri karşılaştırıldığında, yüzde olarak ifade edilen oran voltaj değişim oranıdır ve şu formülle ifade edilebilir; voltaj değişim oranı = [(sekonder anma voltajı - Yük ucu voltajı) / sekonder anma voltajı] × %100. Normal bir güç transformatörü anma yüküne bağlandığında, voltaj değişim oranı %4 ila %6 arasındadır.
10. Transformatörün anma voltaj çıkışına sahip olması nasıl sağlanır?
Çok yüksek veya çok düşük voltaj, transformatörün normal çalışmasını ve hizmet ömrünü etkileyeceğinden, voltajın mutlaka ayarlanması gerekir.
Voltaj ayarlama yöntemi, primer bobinde birkaç uç çıkarmak ve bunları kademe anahtarına bağlamaktır. Kademe anahtarı, kontakları döndürerek bobinin sarım sayısını değiştirir. Kademe değiştiricinin konumu döndürülerek, istenen anma voltaj değeri elde edilebilir. Dikkat edilmesi gereken, voltaj ayarının genellikle transformatöre bağlı yük kesildikten sonra yapılması gerektiğidir.
11. Yaygın olarak kullanılan küçük transformatör nedir? Nerede uygulanır?
Küçük transformatörler, kapasitesi 1 kVA'dan az olan tek fazlı transformatörleri ifade eder ve çoğunlukla elektrikli ekipman kontrolü için güç transformatörleri, elektronik ekipman için güç transformatörleri ve güvenlik aydınlatması için güç transformatörleri olarak kullanılır.
12. Transformatörün çalışması sırasındaki kayıpları nelerdir? Kayıplar nasıl azaltılır?
Transformatör çalışmasındaki kayıplar iki kısımdan oluşur:
(1) Demir çekirdekten kaynaklanır. Bobin enerjilendiğinde, alternatif manyetik alan çizgileri nedeniyle demir çekirdekte girdap akımları ve histerezis kayıpları oluşur. Bu kayıplar topluca demir kaybı olarak adlandırılır.
(2) Bobinin kendi direncinden kaynaklanır. Transformatörün primer ve sekonder bobinlerinden akım geçtiğinde güç kaybı meydana gelir. Bu kayba bakır kaybı denir.
Demir kaybı ve bakır kaybının toplamı transformatör kaybıdır ve bu kayıplar transformatör kapasitesi, voltajı ve ekipman kullanım oranı ile ilişkilidir. Bu nedenle, bir transformatör seçerken, ekipmanın kapasitesi mümkün olduğunca gerçek kullanımla uyumlu olmalı, ekipmanın kullanım oranını artırmalı ve transformatörün hafif yükte çalıştırılmamasına dikkat edilmelidir.
13. Transformatörün tip plakası nedir? Tip plakasındaki başlıca teknik veriler nelerdir?
Transformatörün tip plakası, transformatörün performansını, teknik özelliklerini ve uygulama alanlarını gösterir ve kullanıcının seçimini karşılamak için kullanılır. Genellikle dikkat edilmesi gereken başlıca teknik veriler şunlardır:
(1) Anma kapasitesinin KVA'sı. Yani, transformatörün anma durumundaki çıkış kapasitesi. Örneğin, tek fazlı transformatör anma kapasitesi = U hat × I hat; üç fazlı transformatör kapasitesi = U hat × I hat.
(2) Volt cinsinden anma gerilimi. Birincil sargının uç gerilimi ve ikincil sargının uç gerilimi (yüke bağlı değilken) ayrı ayrı belirtilir. Üç fazlı transformatörün uç geriliminin hat gerilimi U hat değerini ifade ettiğine dikkat edin.
(3) Amper cinsinden anma akımı. Anma kapasitesi ve izin verilen sıcaklık artışı koşullarında, birincil ve ikincil sargıların uzun süre geçmesine izin verilen hat akımı I hat değerini ifade eder.
(4) Gerilim oranı. Birincil sargının anma gerilimi ile ikincil sargının anma geriliminin oranını ifade eder.
(5) Bağlantı şekli. Tek fazlı transformatörlerde sadece bir set yüksek ve alçak gerilim sargısı vardır ve sadece tek fazlı kullanım için uygundur, üç fazlı transformatörlerde ise Y/△ tipi mevcuttur. Yukarıdaki teknik verilere ek olarak, transformatörün anma frekansı, faz sayısı, sıcaklık artışı, transformatör empedans yüzdesi vb. bulunur.
14. Bir transformatör nasıl seçilir? Transformatörün uygun kapasitesi nasıl belirlenir?
Öncelikle, elektriğin kullanılacağı yerin besleme gerilimi, kullanıcının gerçek elektrik yükü ve yerin koşulları araştırılmalı, ardından transformatör tip plakasında belirtilen teknik verilere göre tek tek seçim yapılmalıdır. Genellikle transformatörün kapasitesi, gerilimi, akımı ve çevre koşulları bütünsel olarak değerlendirilmelidir. Bunlar arasında kapasite seçimi önemlidir. Transformatör kapasitesi, kullanıcının elektrikli ekipmanlarının kapasitesine, özelliklerine ve kullanım süresine göre seçilmeli ve gereken yük belirlenmelidir. Normal çalışma sırasında, transformatörün güç yükü, transformatörün anma kapasitesinin yaklaşık %75-90'ı civarında olmalıdır. Çalışma sırasında, transformatörün gerçek yükünün %50'den az olduğu ölçülürse, daha küçük kapasiteli bir transformatörle değiştirilmelidir. Transformatörün anma kapasitesi, transformatörün anma kapasitesinden büyükse, derhal daha büyük bir transformatörle değiştirilmelidir.
Aynı zamanda, transformatör seçerken, transformatörün birincil sargısının gerilim değeri hat beslemesine göre belirlenmeli, ikincil sargının gerilim değeri ise elektrikli ekipmanlara göre seçilmelidir. Mümkünse alçak gerilimli üç fazlı dört telli bir besleme seçmek en iyisidir. Bu, hem güç hem de aydınlatma gücünü aynı anda sağlayabilir.
Akım seçimi için, motorun başlangıç anında yükün motorun gereksinimlerini karşılayabileceğine dikkat edilmelidir (çünkü motorun başlangıç akımı, normal çalışma akımından 4 ila 7 kat daha büyüktür).
15. Transformatör neden aşırı yüklenmemelidir?
Aşırı yük çalışması, transformatörün tip plakasında belirtilen akım değerini aşan şekilde çalıştırılmasıdır.
Aşırı yük, normal aşırı yük ve kaza aşırı yükü olarak ikiye ayrılır. İlki, normal besleme koşullarında kullanıcının güç tüketimindeki artışı ifade eder. Bu genellikle transformatörün sıcaklığını artırır, transformatör yalıtımının yaşlanmasını hızlandırır ve kullanım ömrünü kısaltır. Bu nedenle, transformatörün aşırı yükte çalıştırılmasına izin verilmez.
Özel durumlarda, transformatörün kısa süreli aşırı yük çalışması, nominal yükün %30'unu (kışın) ve yazın %15'ini aşmamalıdır.
16. Transformatör çalışma sırasında hangi testleri yapmalıdır?
Transformatörün normal çalışmasını sağlamak için sık sık aşağıdaki testler yapılmalıdır:
(1) Sıcaklık testi. Transformatörün çalışma durumunun normal olup olmadığında sıcaklık çok önemlidir. Yönetmelikler, üst yağ sıcaklığının 85°C'yi (yani sıcaklık artışının 55°C'yi) aşmaması gerektiğini belirtir. Genellikle transformatörler özel sıcaklık ölçüm cihazları ile donatılmıştır.
(2) Yük tayini. Transformatörün kullanım oranını artırmak ve elektrik enerjisi kaybını azaltmak için, transformatörün çalışmasında gerçekten taşıyabileceği güç kaynağı kapasitesi belirlenmelidir. Ölçüm çalışmaları genellikle her mevsimin elektrik tüketiminin zirve yaptığı dönemlerde yapılır ve pens ampermetre ile doğrudan ölçüm yapılır. Akım değeri, transformatörün nominal akımının %70 ila %80'i olmalıdır. Bu değer aşıldığında aşırı yüklenme olduğu anlamına gelir ve hemen ayarlama yapılmalıdır.
(3) Gerilim ölçümü. Yönetmelikler, gerilim değişim aralığının nominal gerilimin ±%5'i içinde olmasını gerektirir. Bu aralık aşılırsa, gerilimi belirtilen aralığa getirmek için kademe anahtarları kullanılarak ayarlama yapılmalıdır. Genellikle, bir voltmetre ile sekonder sargının uç gerilimi ve son kullanıcının uç gerilimi ölçülür.
(4) Yalıtım direnci tayini. Transformatörün normal çalışma durumunda kalmasını sağlamak, yalıtımın yaşlanmasını ve kazaları önlemek için yalıtım direnci ölçümü yapılmalıdır. Ölçüm yaparken, mümkünse transformatörün çalışması durdurulur ve bir megohmmetre (izolasyon test cihazı) kullanılarak transformatörün yalıtım direnci değeri ölçülür. Ölçülen direncin, önceki ölçülen değerin %70'inden düşük olmaması gerekmektedir. Megohmmetre seçilirken, alçak gerilim sargısı için 500 volt gerilim seviyesinde bir cihaz kullanılabilir.
17. Transformatörün polaritesi nedir? Pratik kullanımda rolü nedir?
Transformatörün polaritesi, primer sargının bobin uçları ile sekonder sargının bobin uçlarının aynı andaki potansiyelleri arasındaki göreceli ilişkiyi işaretlemek için kullanılır. Elektromotor kuvvetin büyüklüğü ve yönü her an değiştiğinden, belirli bir anda primer ve sekonder sargıların aynı anda yüksek potansiyele sahip iki ucu ve aynı anda düşük potansiyele sahip iki ucu olmalıdır. Yüksek potansiyele karşılık gelen uçlara transformatörün aynı polariteli uçları denir. Görüldüğü gibi, transformatörün polaritesi bobinin sarım yönünü belirler ve sarım yönü değiştiğinde polarite de değişir. Pratikte, transformatörün polaritesi, transformatörlerin paralel bağlanmasının temelidir. Polariteye göre çeşitli gerilim formları oluşturulabilir. Eğer polarite ters bağlanırsa, genellikle büyük bir kısa devre akımı oluşur ve bu da transformatörü yakabilir. Bu nedenle, transformatör kullanırken etiket üzerindeki işaretlere dikkat etmek zorunludur.
18. Transformatörün polaritesi nasıl belirlenir?
Transformatörün etiketi net değilse veya eski bir transformatör ise, test yapılarak belirlenebilir. İki yöntem vardır:
(1) Doğru Akım (DC) Yöntemi.
Tek fazlı bir transformatör test edilirken, primer tarafa 1.5 voltluk bir kuru pil bağlanır ve sekonder tarafa bir DC milivoltmetre bağlanır. K anahtarı kapatıldığında ibre pozitif yönde saparsa (veya anahtar açıldığında ibre negatif yönde saparsa), pilin pozitif ucunun aynı polariteye veya aynı isimli uca sahip olduğu anlamına gelir. Üç fazlı transformatörlerin polaritesini ve seviyesini test etmek için çoğunlukla DC yöntemi kullanılır.
(2) Alternatif Akım (AC) Yöntemi.
Birincil sargı ve ikincil sargının aynı isimli uçlarını kablolarla bağlayın. Ardından kolay ölçüm için AX birincil sargıları arasına düşük bir AC gerilim uygulayın. Bir voltmetre kullanarak AX arasındaki V1 gerilim değerini, XX arasındaki V2 gerilim değerini ve ax arasındaki V3 gerilim değerini ölçün. Eğer V2 değeri V1 ve V3 gerilimlerinin farkı ise, Aa aynı kutuplu uçtur; eğer V2 değeri V1 ve V3 gerilimlerinin toplamı ise, AX aynı kutuplu uçtur. Transformatör Tur Kontrolü İçeriği. Transformatörün sesi normal mi; sızıntı ve yağ kaçağı var mı; yağ göstergesi ve yağ seviyesi normal mi; gaz rölesinin içinde gaz var mı; solunum cihazı tam mı; nem önleyici madde bozulmuş ve renk değiştirmiş mi; transformatörün iç sesi normal mi; kablo ve kurşun baralar aşırı ısınmış, yer değiştirmiş, deforme olmuş mu vb.
Kingrun Transformatör Cihazları Şirketi Ltd.
Kingrun'dan Daha Fazla Transformatör Test Cihazı
