orta gerİlİm tesİslerİnde koruma ve kontrol

L TRANSFORMATRLER

ELEKTRONK L TRAFOLARI

Sadettin GLDAR Elektrik Mhendisi

10.10.2012

NDEKLER

Genel Standartlar,Mevzuat Akm Trafolar Gerilim Trafolar Elektronik l Trafolar

GENEL

l transformatrleri;alternatif akm tesislerinde,gerek akm,gerekse gerilimi,belli oranlarda kltmeye yarayan,zel trafolardr.Kullan amalar yle sralanabilir.

1- l aletlerini ve koruma rlelerini, primer gerilimden izole ederek gvenli almaya imkan salarlar.

2- l trafolar ile deiik primer deerlere karlk,standart sekonder deerler elde edilir.

GENEL

3- Bu trafolarn sekonderlerine balanacak lme, koruma ve kontrol cihazlarnn Standard akm ve gerilimlerde almasn,kk boyutlu imal edilmelerini salarlar.

4- l trafolar, akm ve gerilim devrelerinde eitli balantlar yaplmasna imkan verir.

l transformatrleri, transformatrlerin akm veya gerilim lmek amacyla tasarlanm zel bir uygulamasdr. Genel transformatr teorisi, l transformatrleri iin de geerlidir. Bir transformatrde, ksa devrede,

GENEL

Ve yksz durumda,

Bantlar geerlidir. Bu bantlardan birincisi akm transformatrleri, ikincisi ise

gerilim transformatrleri iin geerlidir. Burada srasyla, I1, N1 primer ve I2, N2 Sekonder akm ve sarm saylarn gstermektedir.

II= NN

1

2

2

1

VV= NN

1

2

1

2

STANDARTLAR

Standart Numaras Standart Ad TS 620 EN 60044-1 l Transformatrleri-Blm 1: Akm Transformatrleri IEC 60044-1 Instrument transformers-Part 1: Current transformers IEC 60044-6 Instrument transformers Part 6 : Requirements for protective current transformers for

trasient performance TS 718 EN 60044-2 Gerilim transformatrleri-Blm 2: Endktif Gerilim transformatrleri IEC 60044-2 Instrument transformers-Part 2: Inductive voltage transformers IEC 60044-5 Instrument transformers - Part 5: Capacitor voltage transformers

STANDARTLAR

Standart Numaras

Standart Ad

TS EN 60044-8 L TRANSFORMATRLER-BLM 8:ELEKTRONK AKIM TRANSFORMATRLER

IEC 60044-8 Instrument transformers Part 8: Electronic current transformers

IEC 60044-7 Instrument transformers- Part 7: Electronic voltage transformers (IEC 60044-1:1999)

TS EN 60044-7

L TRASFORMATRLER - BLM 7 : ELEKTRONK GERLM L TRANSFORMATRLER

MEVZUAT

LLER VE AYAR KANUNU (Yaymland R. Gazete : Tarihi : 21/1/1989 Say : 20056 )

AKIM VE GERLM L TRANSFORMATRLER MUAYENE YNETMEL (Yaymland R. Gazete : Tarihi : 16.07.2007 Say :

26584 )

ELEKTRK KUVVETL AKIM TESSLER YNETMEL (Yaymland R. Gazete : Tarihi : 30.11.2000 Say : 24246 )

Elektrik Piyasasnda Kullanlacak Sayalar Hakknda Tebli (Yaymland R. Gazete : Tarihi : 22.03.2003 Say : 25056 )

AKIM TRANSFORMATRLER

Akm transformatr, normal alma koullarnda, Sekonder akmnn primer akmyla orantl ve aralarndaki faz farknn yaklak sfr olduu bir transformatr olarak tanmlanr


Bir akm transformatrnn zelliklerini belirleyen, 4 ana faktr vardr:

1) Yaltm Seviyesi: akm transformatr,alma gerilimine ve sistemdeki gerilim ykselmelerine dayanabilecek biimde yaltlm olmaldr.

2) Primer Anma Akm: akm transformatrleri, srekli almada primer anma akmn tayabilmelidir. Ayrca, transformatrn srekli alabilecei (Srekli termik akm), primer anma akmndan daha byk akmlar iin, bir akm faktr (RF) tanmlanr (Primer akm genileme faktr).TEDA ve TEA artnamelerine gre RF=1,2 seilmektedir.(IEC 60044-1e gre RF=1.5-2 olabilmektedir), akm transformatr anma akmnn 1,2 katnda srekli alabilmeli ve doruluk snf bozulmamaldr.


3) Ksa Sreli Dayanma Akm: akm transformatr, sistemle seri bal olduundan, sistemde meydana gelebilecek ksa devre akmlarna da dayanabilmelidir.

3-a) Ksa sreli termik anma akm (Ith), bir akm transformatrnn Sekonder ksa devre durumunda iken, 1 saniye sre ile yaltmn bozulaca scakla ulamadan (yal transformatrler iin 250C) dayanabilecei, en byk primer akm deeri olarak tanmlanr.TEA artnamelerinde O.Gde 25 kA,154 kVta 31.5 kA ve 380 kVta 50 kA olmas istenmektedir.TEDA artnamesinde 12,5 kA, 16 kA, 20 kA olarak istenmektedir.


3-b)Dinamik dayanma akm (Idyn ), ksa devre annda, ksa devre akmnn ilk tepe deeri, termik akm deerinin yaklak 2.5 katna ular ve primer sarglar arasnda ok byk elektro-magnetik kuvvetler oluur. Ksa devre akmnn ilk tepe deerine, dinamik akm (Idyn) ad verilir. Idyn=2.5 Ith seilir.

4) G ve Doruluk: Doruluk snf, sekonder gler ve ar akm faktr gibi parametreler transformatrn nve hacmini belirleyen balca faktrlerdir.Akm trafolarnda, Doruluk snflar farkl lme ve koruma sarglar olmak zere iki ayr sarg vardr.


Normal iletme koullarnda ; 0.2s ve 0.5s snf l sarglarnda sistem akmnn, nominal primer akmn %1-120 snrlar arasnda,0.1,0.2,0.5, ve 1 snfl l sargsna sahip akm trafolarnda ise sistem akmnn,nominal primer akmn %5-120 snrlar arasnda aadaki Tablo-1'deki doruluklarla llebilmesi istenir. (RF=1.2 iin)

IEC-60044-1, TS-620 ve dier baz standartlara gre, doruluk snflar anma yknn %25-100 deerleri arasndaki btn ykler iin salanmaldr


TABLO-1


Yukarda anlatld gibi, l nveleri iin anma yknn doru seimi byk nem tamaktadr. G gereinden byk seilirse, transformatr daha az dorulukla almasna ramen daha pahal olacaktr.Sayalar ve l aletleri;%25 ykten az olan durumlarda daha fazla deer,%100 ykten fazla olan durumlarda ise eksik deer kaydedecektir. Ayrca, sekondere balanan l aletlerinin ektii g, nominal ykten ok kkse l aletleri zarar grebilir. Bu konuda ok dikkatli olmak gerekir. Ng x ng = Net x ntest

Ng=llen devre yk Net=Etikette yazan yk ng =Hesap sonucu bulunacak doyma katsays ntest=Test sonucu bulunan doyma katsays


Akm transformatrlerinin koruma nveleri, anma akmndan byk akmlarda alrlar. Koruma nveleri iin IEC-60044-1 ve TS-620 de doruluk snflar 5P ve 10P olarak tanmlanr. Bu snflar anma yknn %100' iin salanmaldr. 5P ve 10P snf koruma nveleri iin, oran ve faz as hatalar aadaki Tablo-2'de verilmitir:

TABLO-2


Akm Trafolarnda Polarite: Gerek l devrelerinde l aletlerinin

(Vatmetre,Varmetre),sayalarn doru lm yapabilmesi,gerekse koruma devrelerinde rlelerin doru alabilmesi iin,akmn giri yn nemlidir.Akm trafosundan cihazlara yaplan balantda polarite bilinmelidir.Akm trafosunun akm ucunun primerden girdii ve sekonderden kt ulara polarite ular denir.Akm trafosunun primer ucu P1 ise,sekonderde k ucu s1 polarite utur.Bu durumda primerde P2,sekonderde S2 polarite olmayan utur.Sistemimizde baraya bal akm trafosu ucu polarite utur.


Akm Trafolarnda Doyma: Akm trafosunun bal olduu devrede

(Trafo,Hat,Kablo,Kapasitr,Jeneratr v.b) meydana gelen arzalar esnasnda,akm trafosunun primerinden ok byk akmlar geer.Ancak akm trafosunun kullanl amacna gre sekonderden ayn oranda akmn gemesi istenmeyebilir.l aletleri normal yklerde altndan nominal akmn %120 fazlasnn gemesi istenmez,aksi takdirde l aleti arzalanabilir.Koruma rleleri arzalar esnasnda altndan seicilik asndan ok fazla akmn rleden gemesi istenmez.Bu nedenle sekonderden geen akm snrlandrlr.Akm trafosunun manyetik nvesi doyurularak sekonderde akm snrlamas yaplr.


l AkmTrafosunda Doyma: l akm trafosunda (sargsnda) doyma katsays,lme

emniyet faktr Fs olarak adlandrlr ve Fs=5 seilir.Eski akm trafolarnda n olarak adlandrlr.Genellikle n5 seilir.

Koruma Trafosunda Doyma; Koruma akm trafosunda (sargsnda) doyma katsays,limit

akm faktr olarak adlandrlr.P harfinden sonra yazlr.Sistemimizde O.G'de 10,Y.G'de 20 seilir.Eski akm trafolarnda n olarak adlandrlr.Genellikle n10 seilir.


Yasal Mevzuat: 1) Sata esas saya devrelerinde kullanlan akm trafolar

ller ve Ayar Kanunu kapsamndadr. 1-a) Bu kanunun 7.maddesine gre; Marka kayd ile tip ve

sistemin onaylanmas Bakanla yaptrlmaldr. 1-b) Bu kanuna dayanlarak karlan Akm ve Gerilim l

Transformatrleri Muayene Ynetmelii nin 6.maddesine gre akm trafosunun lk Muayenesinin ve 13.maddesine gre Damgalamasnn Bakanla yaptrlmas zorunludur.Ynetmelik 01.01.2008 tarihinden yrrlkte olmasna ramen henz uygulanmamtr.


2) Sata esas saya devrelerinde kullanlan akm

trafolar, Elektrik Piyasasnda Kullanlacak Sayalar Hakknda Tebli hkmleri kapsamndadr.

Tebli Geici Madde 5e gre - Yeni kurulacak tesisler iin; bu Teblide yer alan sayalarn balanaca lm sistemlerindeki akm trafolarnn zellikleri, ana g trafosu ve/veya devrenin nominal gcne bal olmak kaydyla, aadaki Tablo-3 de belirtilen deerlere uygun olarak seilir:


Sayacn bal olduu devrenin gc

100 MVAdan byk

100 MVA ile 10 MVA arasnda (100 MVA ve 10 MVA dahil)

10 MVAdan kk

Akm trafosu IEC185, IEC-44 0.2S snf

IEC185, IEC-44 0.2S snf

IEC185, IEC-44 0.5 snf


154 kV veya 380 kV gerilim seviyesinden balanacak ve gc 10 MVAdan byk tesislerde kullanlacak akm ve gerilim trafolar, ana ve yedek sayalar ayr ayr besleyecek ekilde iki sekonder kna sahip olur. Ana sayac besleyen sekonder akm ve gerilim devrelerine herhangi bir baka cihaz balants yaplmaz ve toplayc akm trafosu kullanlmaz. Dier l cihazlar, yedek sayac besleyen sekonder akm ve gerilim devrelerine balanabilir.

36 kV ve altndaki gerilim seviyelerine balanacak tesislerde gcne baklmakszn akm ve gerilim trafolar ana ve yedek sayac ayr ayr besleyecek ekilde iki sekonder kna sahip olur.

AKIM TRANSFORMATRLER Akm Trafo Tipleri

GERLM TRANSFORMATRLER

Gerilim transformatr , sekonder geriliminin primer gerilimiyle orantl ve aralarndaki faz farknn yaklak sfr olduu bir transformatrdr.

Gerilim transformatrleri, endktif gerilim transformatr ve kapasitif gerilim transformatr (KGT) olmak zere iki guruba ayrlrlar.

Endktif gerilim transformatrleri, 145 kV a kadar daha ekonomiktir. 145 kV'dan yksek gerilimli sistemlerde kapasitif gerilim transformatrlerinin kullanlmas daha uygundur. Ancak, yksek gerilim iletim hatlar zerinden haberleme de yaplacaksa, 145 kV'dan kk sistem gerilimlerinde de kapasitif gerilim transformatrleri kullanlr.

Bir gerilim transformatrnde l devresinin normal lme aral, anma geriliminin %80-120'si arasndadr.

Gerilim transformatrleri, harici uygulamalarda faz-toprak arasna balanr.

GERLM TRANSFORMATRLER GERLM FAKTR Endktif ve kapasitif gerilim transformatrleri, yksek gerilim

sistemlerinde genellikle, faz-toprak arasna balanrlar. Ancak, baz geici olaylar nedeniyle, gerilim transformatrnn ularndaki gerilim, anma geriliminin zerine kabilir.Bir gerilim trafosunun byle durumlara dayanabilmesi gerekir. Ayrca bir gerilim trafosu anma geriliminin, gerilim faktr (VF) olarak tanmlanan katsay ile arplarak hesaplanan gerilimlerde alabilmelidir. Gerilim faktr, IEC-60044-2 ve TS-718'de aadaki gibi tanmlanr:

- Ntr noktas toprakl olmayan sistemlerde, VF= 1.9 - Ntr noktas toprakl sistemlerde, VF= 1.5 Transformatr bu gerilimlere, toprak arzalarna kar otomatik

korumal sistemlerde 30 saniye, dier durumlarda ise 8 saat sreyle dayanmaldr. Btn sistemlerde, srekli alma iin, VF= 1.2 olarak verilir.

Yukarda belirtilen koullarda, gerilim transformatr doymamaldr.


GERLM TRANSFORMATRLERNDE DORULUK SINIFLARI

Akm transformatrlerinde olduu gibi, doruluk snflar, lme ve koruma amal devrelerde birbirinden farkldr . Birden fazla sekonder sargs olan gerilim trafolarnda, sarglar ayni nve zerindedir. Dolaysyla sekonder devreler birbirlerinden bamsz deillerdir.

l devrelerinin oran ve faz as hatalar,anma yknn %25-%100 deerleri ve primer anma geriliminin %80-%120'si arasnda, IEC-60044-2 ve TS-718'de belirlenen hata limitlerini amamaldr.Bu limitler aadaki Tablo-4de verilmitir.ekil-2de 0.5 snf bir l devresine ilikin oran ve faz as hatalarnn deiimi gsterilmitir.


Doruluk Snf

Oran Hatas (%)

Faz as hatas

(dakika)

0,5 0,5 20

1,0 1,0 40

3,0 3,0 Belirlenmemitir


Koruma devrelerinin doruluk snflar 3P ve 6P olarak tanmlanr. Koruma devrelerinin oran ve faz as hatalar, anma yknn %25-%100 deerleri ve primer anma geriliminin %5'inde ve anma geriliminin gerilim faktr ile arpmndan elde edilen gerilim deerinde, IEC-60044-2 ve TS-718'de belirlenen hata snrlarn amamaldr. Bu snrlar yandaki tablo-5te verilmitir:

Doruluk Snf

Oran Hatas

(%)

Faz as

hatas (dakika)

3 P 3,0

120

6 P 6,0

240


Gelimi l cihazlar, ok kk g ekerler. Anma yk gereinden byk seilmise ve ekilen g, anma gcnn %25'inden kkse ve anma yk devre yknden kk seilmise ve ekilen g,anma gcnn %100'nden bykse , oran hatas limitin dna kacaktr.

Sayalar ve l aletleri ; (Vatmetre,Varmetre,Voltmetre) %25 ykten az olan durumlarda daha fazla deer,%100 ykten fazla olan durumlarda ise eksik deer kaydedecektir.


KAPASTF GERLM TRANSFORMATRLER Kapasitif gerilim transformatr (KGT), bir kapasitif gerilim

blc (kapling kapasitr, KK), bir orta gerilim endktif transformatr (GT) ve gerilim reglasyonunu salayan bir reaktrden meydana gelir (ekil-3). C2'nin ularndaki tipik orta gerilim seviyesi, 22/3 kV ya da 15/3 kV seilir.

letim sisteminde 66,154 ve 380 kV gerilim seviyesinde lme amal olarak ve Enerji letim Hatlar zerinden;ses,data ve koruma iletiimi iin de kullanlmaktadr.


Kapasitif Gerilim Trafosu (ekil-3)

C1

C2

+1

Z

+2

+3

b

V

V V

LO.G.

Transformatr

GerilimBlc

Reaktr

Yk


Yasal Mevzuat: 1) Sata esas saya devrelerinde kullanlan gerilim trafolar

ller ve Ayar Kanunu kapsamndadr. 1-a) Bu kanunun 7.maddesine gre; Marka kayd ile tip ve

sistemin onaylanmas Bakanla yaptrlmaldr. 1-b) Bu kanuna dayanlarak karlan Akm ve Gerilim

l Transformatrleri Muayene Ynetmelii nin 6.maddesine gre gerilim trafosunun lk Muayenesinin ve 13.maddesine gre Damgalamasnn Bakanla yaptrlmas zorunludur.Ynetmelik 01.01.2008 tarihinden yrrlkte olmasna ramen henz uygulanmamtr.


2) Sata esas saya devrelerinde kullanlan gerilim

trafolar, Elektrik Piyasasnda Kullanlacak Sayalar Hakknda Tebli hkmleri kapsamndadr.

Tebli Geici Madde 5e gre - Yeni kurulacak tesisler iin; bu Teblide yer alan sayalarn balanaca lm sistemlerindeki gerilim trafolarnn zellikleri, ana g trafosu ve/veya devrenin nominal gcne bal olmak kaydyla, aadaki Tablo-6 da belirtilen deerlere uygun olarak seilir:


Sayacn bal olduu devrenin gc

100 MVAdan byk

100 MVA ile 10 MVA arasnda (100 MVA ve 10 MVA dahil)

10 MVAdan kk

Gerilim trafosu



IEC186, IEC-44 1 snf


154 kV veya 380 kV gerilim seviyesinden balanacak ve

gc 10 MVAdan byk tesislerde kullanlacak akm ve gerilim trafolar, ana ve yedek sayalar ayr ayr besleyecek ekilde iki sekonder kna sahip olur. Ana sayac besleyen sekonder akm ve gerilim devrelerine herhangi bir baka cihaz balants yaplmaz ve toplayc akm trafosu kullanlmaz. Dier l cihazlar, yedek sayac besleyen sekonder akm ve gerilim devrelerine balanabilir.

36 kV ve altndaki gerilim seviyelerine balanacak tesislerde gcne baklmakszn akm ve gerilim trafolar ana ve yedek sayac ayr ayr besleyecek ekilde iki sekonder kna sahip olur.


3) Elektrik Kuvvetli Akm Tesisleri Ynetmeliinin 40/b.maddesine gre:

36 kV kademesine kadar trafo merkezlerinde, gerilim transformatrleri baraya sigortal ayrc zerinden balanmaldr.

l transformatrlerinin snflar, enerji lm iin akm transformatrlerinde 0,5, gerilim transformatrlerinde 1, koruma iin her ikisinde en az 3 snf olacaktr. Enerji lm dndaki l aletleri iin l transformatrleri 1 snf olmaldr. Bu konuda ilgili elektrik irketlerinin kurallarna da uyulmaldr.

24 kVun stndeki gerilimlerde, 36 kVluk sistemlerde gerilim l transformatrlerinde balant faz-toprak aras olacaktr

GERLM TRANSFORMATRLER Gerilim Trafosu rnekleri

ELEKTRONK L TRANSFORMATRLER

GENEL Elektronik l transformatrleri;elektronik akm

sensrleri ve elektronik gerilim sensrleri olarak da isimlendirilir.Olduka dk gerilim retirler.15 Hz ile 100 Hz aralnda alabilirler.Analog ve/veya dijital k verebilirler.

1- Elektronik akm trafolar/sensrleri IEC 60044-8 standardna uygun olarak imal edilirler.

2- Elektronik gerilim trafolar/sensrleri IEC 60044-7 standardna uygun olarak imal edilirler.

ELEKTRONK AKIM TRANSFORMATRLER

Elektronik akm trafolarnda primer sarg yoktur.Toroid olarak

imal edildiklerinden,ortasndan geen kablo veya bara primer sarg grevi yapar.Akm trafosunun(sensrn) sekonder sargs primerinden geen gerilimden bamsz olarak,geen akma gre lineer olarak artan ya da azalan miktarda dk gl bir akm ve gerilim oluturur.

Bu akm ve gerilim bir nt direnci ile IEC 60044-7 standardnda belindii ekilde 100A'e 22.5 mV tekabl edecek ekilde kalibre edilir.Bu durumda akm trafosu,0 A'de 0 V,100A'de 22.5 mV,1000 A'de 225 mV olacak ekilde stabil ve lineer bir gerilim retir.


rnek Devre emas


Elekronik akm sensrleri genelde manyetik nveli olarak retilir. Ancak non-manyetik nve ile retilen tipler de mevcuttur.

Non-manyetik tiplerde doyma kavram olmamakla birlikte sins faz as 90 derece kayar. Bu durum non-manyetik nveye uygun retilmi sekonder evirici ierisinde

integral alnarak dzeltilir. Manyetik tiplerde bir doymadan bahsedilse bile retilen akm

ve gerilimin gc son derece dk oldugundan gz ard edilebilir. Gene bir doymadan bahsetmek gerekirse sadece 5P olarak daha dogru olmaktadr.


Elektronik akm sensrnde primer devreden 100 A getigini

ve ksa devre annda bu akmn 1000 katna ktgn varsayarsak sekonderde 22.5X1000=22500 mV yani 22.5 V gerilim oluacaktr. Bu gerilimde hibir elektronik cihaza zarar verecek bir seviye degildir.

Non- manyetik akm sensrlerine ''Rogowski Bobini'' 'de denmektedir.Rogowski bobinleri yksek akm lmleri iin birok avantaja sahip zel akm sensrleridir.

Bununla birlikte, ortamdaki engel olunamayan manyetik ve elektrik alanlara duyarllklarndan dolay, snrl alanlarda ve ogunlukla hassas lm gerektirmeyen koruma devre ve sistemlerinde kullanlmaktadr.


Blok Diagram The linked image cannot be displayed. The file may have been moved, renamed, or deleted. Verify that the link points to the correct file and location.


Elektronik Akm Trafosu rnekleri

ELEKTRONK GERLM TRANSFORMATRLER

Elektronik gerilim trafolar/sensrleri IEC 60044-7 standardna uygun olarak imal edilirler.15 Hz ile 100 Hz aralnda alabilirler.Analog ve/veya dijital k verebilirler.


Tek Fazl EGT Blok Diagram

The linked image cannot be displayed. The file may have been moved, renamed, or deleted. Verify that the link points to the correct file and location.


Fazl EGT Blok Diagram The linked image cannot be displayed. The file may have been moved, renamed, or deleted. Verify that the link points to the correct file and location.

orta gerİlİm tesİslerİnde koruma ve kontrol

Documents