Akım ve Gerilim Trafosu Testleri

Enerji verimliliği ve güvenlik açısından trafo bakımları ve testleri çok önemlidir. Trafo testleri; her üreticinin yapmak zorunda olduğu rutin testler ve özel testler olarak ikiye ayrılır. Akım ve gerilim trafo testlerinin detayları içeirğin devamında...

A- A+

31.03.2017 tarihli yazı 25694 kez okunmuştur.

Akım Trafosu Testleri

Akım trafosu, birincil (primer) ve ikincil (sekonder) sargı akımı orantılı olan ve uygun bağlantı koşullarında bu akımlar arasındaki faz farkı yaklaşık (0°) olan ölçü trafolarıdır. Akım transformatörleri üzerinde aşağıda açıklanan testler yapılmaktadır.

İzolasyon Direnç Testi

Testte gerilim birincil için ikincil artı toprağa (şalter testi sırasında kaplıdır), ikincil için birincil artı toprağa ve ikincil nüveden nüveye aralıklarla bağlanıp aşağıdaki tabloda belirtilen voltaj sınırları da test edilmelidir.

Polarite Testi

Polarite testi birincil ve ikincil polarite işaretini teyit etmek ve çizimle eşleştiğini doğrulamaktır. Koruma ve ölçüm işlevini doğru bir şekilde yapmak ve cihazları nasıl bağlayacağımız hakkında fikir vermek için yapılmaktadır. Butona basıldığında ölçü aleti eksi değer gösteriyorsa ters polaritedir. Yani bağlantı ters yapılmıştır. Birincil ve ikincil uçların yerlerini değiştirip tekrar butona basıldığı zaman ölçü aleti + yönde sapma yapıyorsa bağlantı doğru yapılmış ve doğru polaritede olmuş olur.

Oran Testi

Transformatör sargı oranı testi, transformatör sargısı arasındaki sargı oranının doğru olduğundan emin olmak için kullanılır. Bu bilgi ile transformatörün çıkış voltajının ne olacağına karar verebilirsiniz. Oran, aşağıda verilen formül kullanılarak, yüksüz koşullar altında hesaplanır;

Primer (Birincil) Sargıların Şebeke Frekanslı Gerilime Dayanma Testi

Test gerilimi olarak, en yüksek şebeke gerilimine ve belirlenen yalıtım düzeyine karşılık gelen ve standartta verilen şebeke frekanslı dayanım gerilimi uygulanır. Bu test gerilimi, primer sargının birbirine bağlanmış bağlantı uçları ile toprak arasına uygulanır. Bu sırada da sekonder sargı veya sargıları, gövde, kazan ve eğer topraklanması öngörülmüş ise magnetik devre topraklanmalıdır. Test gerilimi, sinüs şeklinde olan, 25-100 Hz frekanslı bir alternatif gerilim olmalıdır. Teste, gerilimin küçük bir değeri ile başlanmalı ve hızla tam değerine yükseltilmeli ve bu değerde 1 dakika tutulmalıdır. Sonra gerilim hızla küçük bir değere düşürülerek kaldırılmalıdır. Test anında akım transformatöründe herhangi bir atlama veya delinme oluşmamalıdır. Primer sargısı iki veya daha çok bölümden oluşan akım transformatörlerinde ise topraklanmış bölümler arasına etkin (effective) değeri 2 kV olan bir gerilim uygulanmalıdır.

Sekonder (İkincil) Sargıların Şebeke Frekanslı Gerilime Dayanma Testi

Test gerilimi 2 kV’tur. Sekonderinde çok sayıda sarım bulunan akım transformatörlerine ise etkin değeri 2 kV’dan daha büyük bir test gerilimi uygulanmalıdır.

Yalnız bir sekonder sargılı akım transformatörlerinde test gerilimi,sekonder sargının aralarında bağlanmış uçları ile toprak arasına 1 dakika süre ile uygulanır. Testte, gövde, varsa kazan, topraklanması öngörülmüşse magnetik devre ve primer (birincil) sargının bütün uçları ve sekonder (ikincil) sargının varsa diğer bölümleri önceden aralarında bağlanmış ve topraklanmış olmalıdır.

Birden fazla sekonder sargılı akım transformatörlerinde ise test gerilimi, her ikincil sargı veya ikincil sargı bölümü ile aralarında bağlanmış ve önceden gövdeye, varsa kazana ve toprağa bağlanmış diğer sargılar veya kısımlar arasına 1 dakika süre iİe uygulanmalıdır. Testte, herhangi bir atlama veya delinme oluşmamalıdır.

Sarımlar Arası Aşırı Gerilime Dayanma Testi

Bu test 2 farklı şekilde uygulanabilir ve testlerin nasıl yapılacağı üretici tarafından önceden belirlenmelidir.

İlk uygulamada, sekonder sargı uçları açık durumda iken, primer sargıdan anma sıklığında ve aşağıdaki değerlerden küçük alan;

► Etkin değeri birincil anma akımına eşit akım,
veya
► Sekonder sargı uçlarında endüklenen gerilim tepe değerinin 3,5 kV, olmasını sağlayan akım bir dakika süre ile geçirilir.

Diğer uygulamada, primer sargı uçları açık durumda iken, sekonder sargıya anma sıklığında ve aşağıdaki değerlerden küçük olan

► Etkin değeri ikincil anma akımına eşit olan bir ikincil akımı geçmesini sağlayan gerilim,
veya
► Tepe değeri 3,5 kV. olan gerilim 1 dakika süre ile uygulanır.

Bu testin sonunda, transformatörün sarımlarında herhangi bir bozulma görülmemelidir. Bu testin amacı, akım transformatörünün sadece sarımlar arası yalıtımın denetlenmesidir.

Kısa Süreli Akımlara Dayanma Testleri

Kısa süre ısıl anma akımı testi: Bu testten önce transformatör 17°C ile 27°C arasında bulunan bir sıcaklıkta olmalıdır. Test, sargılar kısa devre durumunda iken, birincil sargıdan 0,5 -5 saniye olan bir zaman süresince I²t <I²th koşulunu sağlayan bir I akımı geçirilerek yapılır. Burada I th ısıl anma akımıdır.

Dinamik anma akımı testi: Sekonder sargı veya sargılar kısa devre durumunda iken, primer sargıdan birinci tepe değeri en az -dinamik anma akımına eşit bir akım- elde edilmesine yeterli bir süre boyunca geçirilerek yapılır.

Birleşik test: Kısa süre ısıl anma akımının birinci tepe değeri, dinamik anma akımından küçük olmadığında, dinamik anma akımı testi kısa süre ısıl anma akımı testi ile birleştirilebilir.

Bu testlerden sonra akım transformatörü çevre sıcaklığına (10^oC-30^oC) kadar soğutulur ve aşağıdaki inceleme ve testler yapılır.

► Transformatörde gözle görülür bir bozukluk olup olmadığına bakılır.

► Akım kesilip mıknatıslanma kaldırıldıktan sonra hatalar yeniden ölçülür ve bunları testten önceki hatalardan transformatörün doğruluk sınıfı için verilen hata sınırlarının %50'sinden fazla olup olmadığına bakılır.

► İletkenler üstündeki yalıtım incelenir herhangi bir bozulma (karbonlaşma) bulunup bulunmadığı incelenir.

Isınma (Sıcaklık Artışı) Testi

Bu test, akım transformatörü olağan çalışma koşullarında çalıştırılırken yapılır. Test sırasında ölçülen sıcaklıklar saatte 1°C'den çok artmadığında, akım transformatörünün kararlı sıcaklığa eriştiği kabul edilir.

Sargıların sıcaklık artışı pratik olduğu için direnç değişimi yöntemi ile ölçülür. Sargılar dışındaki kısımların sıcaklık artışları ise dereceyle ölçülür. Test sonucunda bulunan sıcaklık artışları standart sınırlar altında kalmalıdır.

Akım transformatörlerinde sargıların sıcaklık artışı sınırları

Darbe Gerilimine Dayanma Testi

Test standart darbe gerilimi ile yapılır. Darbe gerilimi primer sargı ile toprak arasına uygulanır. Test sırasında primer sargı kısa devre edilir, sekonder sargı veya sargılar ise kısa devre edilerek gövdeye, varsa kazana ve toprağa bağlanmalıdır. Ancak daha ağır şartı veren kutbun bilinmesi halinde, testin yalnız bu kutuplu gerilimle yapılması yeterlidir. Her beş tanelik darbe gerilimi grubunun birinci ve sonuncu darbe dalgasının tepe değeri ve dalga biçimi katot ışınlı tüpe kaydedilmelidir. Test sırasında oluşabilecek atlamaların tespit edilmesi için yeterli hassasiyette sensörler kullanılmalıdır. Testte 5 darbe gerilim dalgası uygulanır. Bu uygulama sırasında herhangi bir atlama veya delinme oluşmamalıdır. Şayet delinme oluşursa veya en çok iki darbe gerilimi uygulaması sırasında atlama oluşursa akım trafosu teste dayanmamış kabul edilir. 5 darbe dalgasının yalnız birinde atlama oluşursa, transformatöre 5 darbe dalgası daha uygulanır ve bu uygulamada herhangi bir atlama oluşmazsa test sonucu olumlu kabul edilir. Bu test birincil gerilimi 154 kV ve daha yüksek olan akım transformatörleri için zorunludur. Daha düşük gerilimliler de önceden belirlenirse uygulanır.

Akım transformatörlerinde anma yalıtım düzeyleri

Akım Transformatörlerinde Yapılan Ek Testler

► Koruma sınıfı testi

► Primer sargılarda yıldırım darbe dayanım testi

► Radyo girişim gerilimi ölçümü

► Sızdırmazlık testi

► Doğruluk sınıfı testi

Gerilim Transformatörü Yüksek Voltaj Testleri

Gerilim trafoları en basit olarak, belli bir gerilim değerini, genellikle daha düşük olmak üzere, diğer bir gerilim değerine dönüştüren ölçü trafoları olarak tanımlanırlar. Gerilim transformatörleri üzerinde aşağıda açıklanan testler yapılmaktadır.

Primer (Birincil) Sargıların Şebeke Frekanslı Gerilime Dayanma Testi

Test gerilimi olarak, en yüksek şebeke gerilimine ve belirle nen yalıtım düzeyine karşılık gelen ve standartta verilen şebeke frekanslı dayanım gerilimi uygulanır. Ancak endüklenmiş test gerilimi değeri birincil anma gerili minin S katını aşmamalıdır.

Bu test gerilimi; topraklanmamış gerilim transformatörlerinin şebeke frekanslı bir dış kaynaktan sağlanan gerilimle test edilmesi halinde ve topraklanmış gerilim transformatörlerinin endüklenmiş gerilimle test edilmesinde faz ucu ile toprak arasına veya fazların uçları ile toprak arasına; topraklanmamış gerilim transformatörlerinin endüklenmiş gerilimle test edilmesin de faz ucu ile toprak arasına veya fazların uçları ile toprak arasına; topraklanmamış gerilim transformatörlerinin endüklenmiş gerilim ile test edilmesinde fazların uçları arasına uygulanmalıdır.

Test gerilimi 25-300 Hz arasında bir sıklığa sahip olmalıdır. Teste, küçük bir gerilim değeri ile başlanmalı ve hızla gerilimin tam değerine yükseltilmeli ve bu değerde 1 dakika veya test geriliminin sıklığı anma sıklığının iki katını aştığında 15 saniyeden az olmamak kaydıyla aşağıdaki formülden hesaplanır:

süre uygulanmalıdır. Bundan sonra gerilim hızla küçük bir değere indirilir ve kaldırılır.

Topraklanmamış gerilim transformatörlerinde birincil sargının şebeke sıklığında gerilime dayanma testi aşağıdaki şekillerde yapılır:

► Şebeke ferkanslı bir dış kaynakla yapılan test

Bu testte, bir dış kaynaktan sağlanan şebeke ferkanslı gerilim, birincil sargıların birbirine bağlanmış uçları ile toprak arasına uygulanmalıdır. Test sırasında gövde, varsa kazan, topraklanması öngörülmüşse manyetik devre ve ikincil sargıların uçları birbirine bağlanmış ve toprağa bağlanmış durumda bulunmalıdır.

► Endüklenmiş gerilimle yapılan test

Bu test ya birincil sargıda endüklenmesi gereken test gerilimini sağlayan bir gerilimin ikincil sargıya uygulanması veya birincil sargının test gerilimiyle doğrudan uyarılması yoluyla gerçekleştirilir. Her iki durumda da gerilim yüksek gerilim tarafında ölçülür. Testte gövde, varsa kazan, topraklanması öngörülmüşse manyetik devre ve her ikincil sargının birer ucu ve birincil sargının bir ucu aralarında bağlanmış olarak topraklanmış durumda bulunur. Aşırı bir uyarma akımı meydana gelmesini önlemek amacıyla test geriliminin frekansı, anma sıklığının üzerinde seçilir.

Test gerilimi sıklığının artışına bağlı olarak test süresi, yukarıda açıklanmış olduğu gibi kısaltılır. 3 fazlı gerilim transformatörlerinde bu test, normal olarak ikincil sargıyı, birincil sargılarda test gerilimini endükleyecek değerde 3 fazlı dengeli bir gerilimle besleyerek yapılır. Başka bir yöntem olarak, 3 fazlı gerilim transforma törlerinde bu test bir fazlı testler dizisi şeklinde de yapılabilir.

Topraklanmış gerilim transformatörlerinde birincil sargının şebeke frekanslı gerilime dayanma testi, "Endüklenmiş Gerilimle Yapılan Test"te açıklandığı gibi yapılır. Test esnasında, birincil sargının işletmede topraklanacak ucu, gövde kazandan izole edilmişse 2 kV anma değerli bir gerilimle 1 dakika teste tabi tutulur.

İkincil Sargıların Şebeke Frekanslı Gerilime Dayanma Testi

Bu test 2 kV etkin değerli bir alternatif gerilimle yapılır. Yalnız bir ikincil sargılı gerilim transformatörlerinde, test gerilimi ikincil sargının aralarında bağlı uçları ile toprak arasına 1 dakika uygulanır. Test sırasında gövde, varsa kazan, topraklanması öngörülmüş ise manyetik devre ve birincil sargının bütün uçları ve varsa ikincil sargının diğer kısımları arasında bağlanarak topraklanmış olmalıdır.

Birden fazla ikincil sargılı gerilim transformatörlerinde, test gerilimi her ikincil sargı veya sargı bölümü ile, birbiri ile bağlanmış ve önceden gövdeye, varsa kazana ve toprağa bağlanmış diğer sargılar veya kısımlar arasına 1 dakika süre ile uygulanır.

Darbe Gerilimine Dayanma Testi

Dışa açık tesislerde kullanılan gerilim transformatörlerinin birincil devrelerinin yalıtımları, en yüksek şe beke gerilimi ve yalıtım düzeyine göre standartta verilen darbe gerilimi ile test edilir. Bu darbe gerilimi birincil sargının hat bağlantı uçlarından biri ile toprak arasına uygulanır. Bu test sırasında, bir fazlı gerilim transformatörlerinde birincil sargının topraklanacak şekilde düzenlenmiş ucu, birincil sargının her iki ucu da topraklı değilse, bu uçlardan birisi; üç fazlı gerilim transformatörlerinde birincil sargının nötr noktası topraklanacak şekilde düzenlenmiş ise, bu nokta ile test geriliminin uygulanacağı faz sargısı dışındaki diğer iki faz sargısının uçları birleştirilerek, birincil sargıların nötr noktası topraksız çalışacak şekilde düzenlenmiş ise test geriliminin uygulanmayacağı diğer iki faz sargısının hat uçları birleştirilerek topraklanır.

Test esnasında, bir fazlı gerilim transformatörlerinde ikincil sargının bir ucu; üç fazlı gerilim transformatörlerinde ikincil sargıların birer ucu aralarında birleştirilerek ya doğrudan olarak veya ikincil sargıda ortaya çıkan gerilim dalgasını saptamaya yarayan uygun bir düzenek aracılığı ile toprağa bağlanmalıdır.

Topraklanmış ve topraklanmamış 3 fazlı gerilim trans formatörlerinde test gerilimi, birincil sargının diğer hat bağlantı uçları ve topraklanmış transformatörlerde yıldız noktası toprağa bağlı vaziyette iken birincil sargının bir hat bağlantı ucu ile transformatörün topraklı gövdesi (varsa kazanı), arasına uygulanır.

Test hem artı, hem de eksi kutuplu dalga ile yapılmalıdır. Ancak, daha ağır şartı veren kutup biliniyorsa test yalnızca bu kutba yapılabilir. Testte arka arkaya 5 darbe gerilimi dalgası uygulanır. Bu test birincil gerilimi 154 kV ve daha yüksek olan gerilim transformatörleri için zorunludur. Daha düşük gerilimlilerde önceden belirlenirse uygulanır.

Isınma (sıcaklık artışı) Testi

Sıcaklık artışı testinde gerilim transformatörüne uygulanan gerilimler aşağıdaki gibi olmalıdır:

► Anma gerilim yükseltme katsayısı ve gerilim uygulama süresi ne olursa olsun, bir fazlı gerilim transformatörlerine birincil anma (faz arası)geriliminin I s katına eşit bir gerilim; üç fazlı gerilim transformatörlerine birincil anma (faz arası) geriliminin 1,2 katına eşit dengeli 3 fazlı bir gerilim uygulanmalı, teste transformatör kararlı sıcaklığa erişinceye kadar devam edilmelidir. Test sonunda bulunan sıcaklık artışları standartta belirlenen sınırları aşmamalıdır.

Anma gerilimi yükseltme katsayısının değişik halleri için farklı gerilim uygulamaları standartlarda yer almış olup, değerlendirme buna göre yapılmalıdır.

Testte ölçülen sıcaklıklar, saatte 1°C'den çok artmadığında, gerilim transformatörünün kararlı sıcaklığa eriştiği kabul edilir. Test esnasında ortam sıcaklığı, 10°C ile 30°C arasında olmalıdır. Birden fazla ikincil sargı bulunması halinde test her ikincil sargının anma yükünde yapılmalıdır. Sargıların sıcaklık artışları direnç değişimi metodu ile ölçülmelidir. Diğer kısımların sıcaklık artışları derece veya ısıl çift (thermocouple) ile ölçülür.

Gerilim transformatörlerinde ısınma sınırları

Gerilim Hatası ve Faz Kayması Sınırlarının Denetlenmesi

Ölçü gerilim transformatörlerinde gerilim hatası ve faz kayması sınıfları, anma sıklığında ve anma geriliminin %80 , %100 ve %120'sinde anma yükünün %25 ve %100'ünde test edilir. Test sonuçlarının standarda uygunluğu incelenir.

Üç fazlı gerilim transformatörleri için standartta verilen sınırlar, transformatör 3 fazlı dengeli gerilimle enerjilendiğinde, birincil ve ikincil sargıların faz arası gerilimleri için geçerlidir.

Koruma gerilimi transformatörlerinde gerilim hatası ve faz kayması, 0,8 endüktif güç katsayısında ve anma geriliminin %5 ve %100'ünde ve anma geriliminin anma gerilim yükseltme katsayısı ile çarpımından bulunan gerilimle anma gücünün %25 ve %100'ün de ölçülür ve sonuçların standart sınırlara uygun olup, olmadığı kontrol edilir.

Gerilim Transformatörlerinde Yapılan Ek Testler

► Sığal Gerilim Transformatörler Testleri

► Ferrorezonans testleri

► Geçici rejim tepkisi testi

► Doğruluk testleri

► Primer sargılarda Yıldırım Darbe Dayanım testi

► Radyo girişim gerilimi ölçümü

► Sızdırmazlık testi

Rutin olarak her üreticinin yapması gereken testler

► Oran testi (Çevirme oranları ve bağlantı gurubunun tayini)

► Sargı dirençlerinin ölçülmesi

► Kısa devre empedansının ve yükteki kayıpların ölçülmesi