1- AKIM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ

Akım tranformatörü, normal kullanma koşullarında, sekonder akımı, primer akımıyla orantalı olan ve primer akımla sekonder akım arasındaki faz farkı yaklaşık olarak sıfır derece olan bir transformatördür.

Bir akım transformatörünün özelliklerini belirleyen dört ana faktör vardır:

1.1- Yalıtım Seviyesi : Akım transformatörü, nominal çalışma gerilimine ve sistemdeki gerilim yükselmelerine dayanabilecek koşullarda yalıtılmalıdır.

1.2- Primer Anma Akımı :Akım transformatörleri, sürekli çalışmada primer anma akımını taşıyabilmelidir.Transformatörün çalışabileceği, primer anma akımından daha büyük akımlar için, akım faktörü (RF) tanımlanır.Örneğin, RF =1.2 olduğu durumda, akım transformatörü anma akımını 1.2 katında sürekli çakışabilmeli ve doğruluk sınırı bozulmamalıdır.

1.3- Kısa süreli Termik Anma Akımı (Ith):Akım transformatörü, sisteme seri bağlandığından, sistemde meydana gelebilecek kısa devre akımlarına dayanabilmelidir.

Kısa süreli Termik anma akımı (Ith): Bir akım transformatörünün sekonderi kısa devre durumunda iken, 1 saniye süre ile, yalıtımın bozulacağı sıcaklığa ulaşmadan, dayanabileceği en büyük akım değeri olarak tanımlanır ( yağ transformatörleri için 250 C).Akım transformatörünün, bağlı  olduğu sistemde meydana gelebilecek en büyük kısa devre akımına dayanabilmesi gerekir.

Aksi halde transformatör parçalanabilir ve koruma rölelerine bilgi gelmeyeceğinden sitem korumasız kalabilir.

Kısa süreli termik anma akımının, primer sargılar üzerinde ısıl bir etkisi vardır.Ayrıca kısa devre anında, kısa devre akımının ilk tepe değeri, termik akım değerinin yaklaşık 2.5 katına ulaşır ve primer salgılar arasında çok büyük elektromanyetik kuvvetler oluşur.Kısa devre akımının ilk tepe değerine dinamik akım adı verilir.Tansformatörün bu akımı oluşturacağı kuvvetlere de dayanabilmesi gerekir.

1.4-Güç ve Doğruluk: Doğruluk sınıfı, sekonder güçlere ve aşırı akım faktörü gibi parametreler, transformatörün nüve hacmini belirler.Primer anma akım değeri birden fazla olan akım transformatörlerinde akım oranlarını değiştirmede en çok kullanılan yöntem, ayrı ayrı primer sargılar kullanarak bunları seri yada paralel bağlamaktır.Bunun avantajı, değişik akım oranları için ayrı amper turu kullanabilmektir.Yüksek ana akımlarında ve yüksek termik akım değerlerinde, primerde çok türlü sargı kullanılması sakıncalıdır.Bu durunda oranlara göre değiştirme, sekonder sargılarındaki ara uçlara (tap) yapılır ve transformatör ara uçlara göre değişik amperturlerda çalışır.Değişik oraların, primer ve sekonderden beraber değiştirilebildiği transformatörler de vardır.

1.5-Akım Ölçme

Akım ölçme,ölçü ve koruma amacıyla yapılır.

Ölçü nüvesi ile yapılan ölçmelerde, akımın, ana akımının %5-%120 sınırları arasında, 0.2,0.5 veya bir doğruluk sınıflarında ölçülmesi istenir.

Koruma nüvesi ile yapılan ölçmeler ise, arıza koşullarında ve aşrı akım seviyelerinde yapılan 5P,10P sınıflarındaki ölçmelerdir.

1.6- Ölçü Nüveleri Ölçü nüveleri genellikle anma akımının 5 yada 10 katı arasındaki değerlerde doymalıdır.Böylelikle, arıza koşullarında ölçü nüvesine bağlı cihazlar korunacaktır.Emniyet kat sayısı Fs, ölçü nüvesinin doymaya gideceği akım değerini anma akımının (In) çarpanı olarak gösterir.Böylece sekonder akımı, Fs x In değeriyle sınırlanmış olur.Fs maksimum değer olarak verilir ve sadece anma yüklerinde geçerlidir.

            Akım transformatörleri ölçü nüvelerini  doğruluk sınıfı değerleri, anma yükünden   daha büyük yükler için geçerli değildir.IEC-185 VE TS-620 ve diğer bazı standartlara göre doğruluk, sınıf anma yükünün %25, ile %100 arasında sağlanmalıdır.

            1.7- Koruma Röleleri (Röle Nüveleri)

Akım transformatörlerinin koruma nüveleri, anma akımını üzerindeki akım değerlerinde çalışırlar.Koruma nüveleri için IEC’nin doğruluk sınıfları 5P ve 10P dir.Bu nüvelerin temel özellikleri aşağıdaki gibi özetlenebilir:

a)      Düşük hassasiyet sınıfı (ölçü nüvelerine göre)

b)      Yüksek doyma gerilimi

Doyma gerilimi, doğruluk sınır katsayısı (ALF), ile belirlenir.ALF, koruma nüvesine anma yükü bağlıyken doğruluk sınıfı bozulmadan aşrı akım değerini, anma akımının katı olarak gösterir.ALF aynı zamanda doyma gerilimini anma yükü ve anma akımındaki sekonder gerilime oranı olarak da tanımlanabilir.

            1.8- Akım Transformatör Tipleri

Yağ izolasyonu yüksek gerilim akım transformatörleri başlıca üç tiptir.

A-    Sekonder nüvelerin alt kısmındaki bir tank içine yerleştirildiği TANK tipi

B-    Sekonder nüvelerin transformatörlerin üst kısmına yerleştirildiği KAFA tipi

C-    Nüvelerin porselen bir izolatör içerisine yerleştirildiği BUSHİNG tipi,

            2- GERİLİM TRANSFORMATÖRLERİ:

Gerilim ölçü transformatörü, normal kullanma koşullarında sekonder gerilimi, primer gerilimiyle orantılı olan ve uygun biçimde bağlandığında, primerle sekonder gerilimleri arasındaki faz farkı, yaklaşık olarak sıfır derece olan bir transformatördür.

Voltmetrelerin ölçme aralıklarının ön direnç kullanarak arttırılması mümkündür.Bu yöntem, çok yüksek olmayan gerilimlerde, kullanılabilir.Ancak, gerilim seviyesi yükseldikçe bu durum sakıncalı hale gelir.Yüksek gerilimlerde ön dirençlerin izole edilmesi ekonomik değildir ve bu izolasyona rağmen, yüksek gerilimin ölçü devresine doğrudan bağlanması tehlikelidir.Bu nedenle yüksek gerilim ölçmelerinde gerilim ölçü transformatörleri kullanılmalıdır.

Gerilim transformatörleri, endüktif (magnetik) ve kapasitif gerilim transformatörleri olmak üzere iki gruba ayrılabilir.Endüktif gerilim transformatörleri, 145  Kv ‘dan yüksek gerilimli sistemlerde kapasitif gerilim transformatörlerinin kullanılması daha uygundur.

Kapasitif ger,ilim transformatörleri, yüksek gerilim iletim hatları üzerinden haberleşmeyi sağlamak amacıyla, yüksek frekens cihazlarına da bağlanabilirler.Bu ile anma geriliminin çarpımı olan gerilimde, sürekli olarak çalışabilmesi ve bu gerilimde doymaması  gereklidir.

2.2- Gerilim Transformatörleri Doğruluk Sınıfları

Akım transformatörlerinde inde olduğu gibi doğruluk sınıfları, ölçme amaçlı ve  konuşma devrelere göre değişir.Akım transformatörlerinde her bir sekonder devrenin kendi  nüvesi olduğu halde, birden fazla sekonder devresi olan gerilim transformatörlerinin sekonder devreleri birbirinden bağımsız değillerdir.Primer sargılarındaki gerilim düşümü, sekonder sargıların toplam yük akımı ile orantılıdır.

2.3- Gerilim Transformatörleri Yapısı     

Endüktif gerilim transformatörleri, akım transformatörlerindeki gibi birbirlerinden çok farklı yapılarda değillerdir.Çok yüksek gerilim seviyeleri için kaskad tipleri kullanılabilir. Ancak bu seviyelerde kapasitif gerilim transformatörleri daha ekonomiktir.