Transformatörlerin Testlerinin Önemi ve Test Yöntemleri
Transformatörler, enerji sistemlerinde kritik bileşenlerdir ve güvenilir bir şekilde çalışmaları hayati önem taşır. Transformatör testleri, aşağıdaki nedenlerden dolayı büyük önem taşır:
- Güvenilirlik: Testler, transformatörlerin uzun süre güvenli ve verimli çalışmasını sağlar.
- Performans Doğrulama: Üretimden sonra veya saha montajı sırasında, transformatörün tasarımına uygun çalıştığı doğrulanır.
- Hata Önleme: Erken tespit edilen arızalar, büyük maliyetli onarımların ve enerji kesintilerinin önüne geçebilir.
- Yaşlanma Analizi: Zaman içinde yalıtım sisteminin ve diğer bileşenlerin durumunu izleyerek ömrünü tahmin etmek mümkündür.
- Güvenlik: İzolasyon ve koruma sistemlerinin test edilmesi, elektrik kazalarını ve yangın riskini azaltır.
- İzolasyon Direnci Testi
Amaç: İzolasyonun sağlıklı olup olmadığını kontrol etmek.
Yöntem:
- Megger cihazı kullanılarak, trafonun yüksek gerilim (HV) ve düşük gerilim (LV) sargıları arasında ve her sargı ile toprak arasında izolasyon direnci ölçülür.
- Test genellikle 500V veya 1000V DC ile yapılır.
- Beklenen Sonuç: İzolasyon direnci genellikle en az 1 MΩ, ideal olarak 10 MΩ veya daha yüksek olmalıdır. Trafo fabrikadan yeni çıktığında bu değerler genellikle çok daha yüksek olur, 100 MΩ veya daha fazla olabilir.
- Sarım Direnci ve endüktans Testi
- Beklenen Sonuçlar:
- Sarım direnci ve endüktans değerleri her faz için yaklaşık olarak aynı olmalıdır.
- Örneğin, her fazın sargı direnci 0.1 Ω - 0.5 Ω arasında olabilir.
- A fazı: 0.2 Ω, …Henry
- B fazı: 0.21 Ω, …Henry
- C fazı: 0.19 Ω, …Henry
- Dönüş Oranı Testi (Turns Ratio Test)
Amaç: Trafonun giriş ve çıkış voltaj oranının doğru olup olmadığını kontrol etmek.
Yöntem:
- Bir faza düşük gerilim uygulanır ve çıkış voltajı ölçülür.
- Oran hesaplanır ve nominal değerle karşılaştırılır.
- Beklenen Sonuç: Giriş ve çıkış oranı 1:1 olmalıdır (380V/380V).
- Eğer giriş voltajı 100V uygulanırsa, çıkış voltajı da 100V olmalıdır.
- Empedans Gerilimi ve Kayıp Testi
Amaç: Trafonun yük kayıplarını ve empedans gerilimini ölçmek.
Yöntem:
- Trafo tam yükte çalıştırılarak empedans gerilimi ve kayıplar ölçülür.
- Beklenen Sonuçlar:
- Empedans gerilimi: %4 - %6 arasında olabilir.
- Kayıplar (tam yükte): Yaklaşık 1% - 2% trafo gücüne göre olabilir.
- Örneğin, tam yükte kayıplar: 12 kVA × 0.02 = 240 W
- Polarite ve Faz Sekansı Testi
Amaç: Trafonun faz sıralamasının ve polaritesinin doğru olup olmadığını kontrol etmek.
Yöntem:
- Uygun test ekipmanları ile polarite ve faz sıralaması kontrol edilir.
- Beklenen Sonuç: Doğru faz sırası ve polarite olmalıdır (R-S-T sıralaması).
- Kısa Devre Testi
Amaç: Trafonun kısa devre anında vereceği tepkiyi ve dayanıklılığı kontrol etmek.
Yöntem:
- Kısa devre akımları uygulanarak gerilim düşüşü ve kısa devre kayıpları ölçülür.
- Beklenen Sonuçlar:
- Kısa devre empedansı: %4 - %6 arasında olabilir.
- Kısa devre akımları ve kayıpları üretici tarafından belirtilen değerler içinde olmalıdır.
- Yüksek Gerilim Testi (Hi-pot Test)
Amaç: Trafonun sargıları arasındaki ve sargılar ile toprak arasındaki dielektrik dayanımını test etmek.
Yöntem:
- Trafonun sargılarına yüksek AC veya DC gerilim uygulanır.
- Beklenen Sonuç:
- 2500V AC veya 3500V DC gerilim uygulanırsa, hiçbir delinme veya izolasyon arızası olmamalıdır.
- No-load (Boşta) Kayıp Testi
Amaç: Boşta çalışma sırasında trafo çektiği güç ve kayıpları ölçmek.
Yöntem:
- Trafonun bir fazına nominal gerilim uygulanarak boşta çekilen akım ve kayıplar ölçülür.
- Beklenen Sonuçlar:
- Boşta kayıplar: Genellikle nominal trafo gücünün %0.5 - %1.5'u olabilir.
- Örneğin, boşta kayıplar: 12 kVA × 0.01 = 120 W
- Boşta çekilen akım: Her fazda birkaç amper olabilir (örneğin 1-2A).
- Bakır Kayıpları Testi (Kısa Devre Testi)
Testin Amacı:
- Bakır kayıplarını belirlemek.
- Trafo sargılarının direncine bağlı olarak oluşan ısı kayıplarını ölçmek.
Gereken Ekipmanlar:
- AC yüksek akım kaynağı
- Güç ölçer (Wattmetre)
- Voltmetre
- Ampermetre
- Bağlantı kabloları
Test Adımları:
- Hazırlık:
- Test yapılacak trafo güvenli bir alanda kurulmalıdır.
- Trafo soğuk olmalıdır (yani, test öncesinde uzun süre çalışmamış olmalıdır).
- Bağlantı:
- Trafo düşük gerilim (LV) sargıları kısa devre edilir.
- Yüksek gerilim (HV) sargılarına ayarlanabilir bir AC güç kaynağı bağlanır.
- Güç ölçer, voltmetre ve ampermetre devreye bağlanır.
- Tipik bağlantı şeması şu şekildedir:
- AC güç kaynağının çıkışı, HV sargılarına bağlanır.
- Ampermetre, HV sargılarına seri bağlanır.
- Voltmetre, HV sargıları arasına paralel bağlanır.
- Güç ölçer, HV sargıları ile güç kaynağı arasına bağlanır.
- Gerilim Uygulama:
- Güç kaynağı yavaşça artırılarak trafo nominal akımına ulaşana kadar gerilim uygulanır.
- Bu esnada voltmetre, ampermetre ve güç ölçerden değerler okunur.
- Ölçüm:
- Nominal akım uygulandığında güç ölçer (wattmetre) tarafından ölçülen güç değeri kaydedilir. Bu değer, bakır kayıplarını verir.
- Voltmetre ve ampermetreden okunan değerler de kaydedilir.
- Hesaplama:
- Ölçülen güç (P) doğrudan bakır kayıpları olarak kabul edilir.
- Akım ve gerilim değerleri de kontrol edilir. Uygulanan gerilim genellikle nominal gerilimin çok altında olur çünkü LV sargılar kısa devre edilmiştir.
Sonuç
Transformatör testleri, elektrik sistemlerinin güvenli ve verimli çalışmasını sağlamak için kritik öneme sahiptir. Bu testler, arızaların önceden belirlenmesini, transformatörün ömrünün uzatılmasını ve güvenliğin artırılmasını sağlar. Her testin kendine özgü bir amacı olup, düzenli bakımlarla birlikte uygulanması büyük fayda sağlar.
