Akım Transformatörü Nasıl Seçilir?

Akım transformatörleri, bağlı oldukları elektriksel sistemdeki akımı düşürerek daha düşük akımla çalışan ölçü aletlerinin beslenmesini sağlar. Bu yazımızda akım transformatörü seçerken dikkat edilmesi gereken hususları inceleyebilirsiniz.

A- A+

16.03.2021 tarihli yazı 23109 kez okunmuştur.

Akım Transformatörü Nedir?

Akım transformatörü, bağlı oldukları devredeki akımı, belirli değerlere indirgeyerek, sekonderine bağlı olan ölçü aletlerine ölçüm için gerekli olan (genel olarak 1A ve 5A) akımı ve izolasyonu sağlayan bir ölçü transformatörüdür.

Akım transformatörleri, primerindeki akımın manyetik bir kublaj ile küçültülmesiyle sekonder tarafında daha küçük bir akım elde edilir ve bu akım, makinenin sekonder tarafına bağlı olan cihazların, ölçü aletlerinin yüksek gerilimden etkilenmesini önler.

Akım transformatörleri; kullanım amaçları, (Ölçme ve koruma.) üretim tipleri, (dahili ve harici.) gerilim seviyeleri ve dönüştürme oranları gibi birçok açıdan farklılık gösterir. Akım transformatörü seçerken cevaplanması gereken sorular şu şekilde sıralanabilir:

► Ne amaçla ve hangi doğruluk sınıfında kullanılacak?
► Çevirme oranı ve primer akımı hangi değerde olacak?
► Anma gücü ve işletme gerilimi ne kadar olacak?
► Bara ölçüsü ve transformatör tipi ne olacak?

Akım Transformatörleri Ne Amaçla ve Hangi Doğruluk Sınıfında Kullanılacak?

Akım transformatörlerinin ne amaçla kullanılacağını belirlemek transformatörün hassasiyetini etkileyeceği için çok önemlidir. Akım transformatörleri genel olarak ölçme ve koruma olmak üzere iki farklı amaç için kullanılabilir.

Ölçme

Akım transformatörü ölçme amaçlı kullanılacaksa dönüştürdüğü akım değerlerinde hassasiyet çok önemlidir. Bunun dışında arıza sırasında ölçme için kullanılacak olan akım transformatörü, aşırı akım altında kaldığında doyuma ulaşarak beslediği cihazlara fazla akım yüklememelidir.

►İlginizi Çekebilir: Alçak Gerilim Parafudrları | Sigma Elektrik

Koruma

Koruma için kullanılan akım transformatörleri arıza sırasında oluşan aşırı akımı ölçüm cihazına aktarmak için kullanılır.

Bu nedenle koruma için kullanılacak bir akım transformatöründe ölçme için kullanılacak olanın tam aksine doyum noktasının yüksek olması beklenir. Hassasiyeti, ölçme için kullanılacak olan akım transformatörüne göre daha önemsizdir.

Örneğin etiketinde “500/5A, 5P10;10VA” yazan bir akım transformatörü, koruma için tasarlanmıştır ve 500A nominal akımının 10 katına (500x10=5KA) kadar kullanılabilir.

Ölçüm için kullanılan akım transformatörünün etiketinde ise “500/5A CL:0.5 10VA” gibi bir değer yazacaktır. CL:0.5 akım transformatörünün doğruluk sınıfını belirtir.

Doğruluk Sınıfı

Akım transformatörü seçerken bu ayrımı etiket değerine bakarak yapabiliriz.

Doğruluk sınıfı, ölçme için kullanılacak olanlarda; 0.1, 0.2, 0.5, 1, 3 gibi değerler ile ifade edilirken koruma için olanlarda 5P, 10P şeklinde ifade edilir. Kullanılacağı yerdeki hassasiyetin önemine göre doğruluk sınıfı seçimi yapılır.

►İlginizi Çekebilir: Kompanzasyon Çözümleri | Sigma Elektrik

Çevirme Oranı ve Primer Akımı Hangi Değerde Olacak?

Etiketinde “500/5A, 5P10;10VA” ibaresi bulunan akım transformatörünün “500/5A” kısmı dönüştürme oranını belirtir.

Örneğimiz üzerinden ilerleyecek olursak transformatörümüzün dönüştürme oranı 500/5=100’dür. Bu da akım transformatörünün primer sargılarında 400A değerinde bir akım varsa sekonder sargısında 4A’lik bir akım olacağını gösterir. Buradan da anlaşıldığı üzere çevirme oranını seçmek için primer akımını bilmek ve bu primer akımının doğuracağı sekonder akımını doğru hesaplamak gerekir. Bu değer akım transformatörünün bağlı olduğu yerdeki gerilime bakılarak 5A ya da 1A gibi değerlere ayarlanabilir. Bu seçimdeki en önemli husus, akım transformatörünün sekonder sargısının bağlı olduğu ölçüm cihazının kaç amperlik bir akım değerinde kullanılacağıdır.

Anma Gücü ve İşletme Gerilimi Ne Kadar Olacak?

Anma gücünü belirlemek için akım transformatörüne bağlanacak olan ölçüm cihazının gücünü ve bu bağlantıyı sağlayan kablonun gücünü hesaplamak gerekir. Kablonun ve bağlı cihazın toplam gücü seçilecek olan akım transformatörünün anma gücünü verir.

Bu değerler hesaplanırken önceki bölümde seçmiş olduğumuz primer akımı çok önemlidir. Çünkü bu akım sekonder akımını da belirleyecektir.

Örneğin sekonder akımı 5A olan bir akım transformatöründe, 15 metre uzunluğunda 2.5mm²kesite sahip bakır bir kablo ve 8VA gücünde bir röle kullanılırsa akım transformatörünün anma gücü şu şekilde hesaplanabilir:

► L, mikrometre cinsinden kablo uzunluğu
► S, mm² cinsinden iletkenin kesiti
► ρ, kullanılacak iletkenin özdirenci (Bakır için 1.72x10^-8Ω*m.)
► Rk, iletkenin direnci. (Rk= (2 x L x ρ) / S)

► Pk, iletkenin gücü. (Pk= I² x Rk)
► Rk= (2 x 15x10⁶x 1.72x10^-8 ) / (2,5) => Rk= 0,2064Ω

► Pk= 5² x 0,2064 => Pk= 5.16VA
► Toplam güç= 8 + 5.16 = 13.16 VA olarak bulunur.

Not: Akım transformatörünün sekonderinden bilgi almak için 2 kablonun bağlantısı yapılır. Rk direnç formülündeki 2 çarpanı, kablolar aynı malzemeden yapıldığı ve aynı uzunlukta olduğu için eklenmiş ve iki kablonun toplam direnci bulunmuştur. Kabloların farklı olması halinde Rk direnç formülü iki ayrı kablo için 2 çarpanı olmadan hesaplanmalı ve toplam direnç bulunmalıdır.

Bu hesaba göre 15VA anma gücünde bir akım transformatörü kullanmak uygun olacaktır.

İşletme gerilimi de akım transformatörünün seçimindeki bir diğer önemli husustur. Burada dikkat edilmesi gereken ana etmen akım transformatörünün hangi gerilim değerine kadar izolasyonunun olduğudur. Gerilime uygun bir akım transformatörü seçilmediği takdirde ark oluşabilir.

Bara Ölçüsü ve Transformatör Tipi Ne Olacak?

Farklı panolarda baralar taşıdıkları akım dolayısıyla farklı kalınlıklarda olabilirler. Söz konusu bara ölçüsü dikkate alınarak o ölçüye uygun olan akım transformatörü sipariş edilmelidir.

Ayrıca akım transformatörlerinin dahili ve harici tipleri mevcuttur. İsminden de anlaşılacağı üzere dahili tipte olanlar dış etmenlere karşı daha dayanıksızlardır ve genellikle bina içi gibi ortamlarda kullanılırlar. Harici tip akım transformatörleri ise dış etmenlere karşı daha dayanıklıdır ve şalt sahalarında kullanılırlar.

Sigma Elektrik Akım Transformatörleri Kataloğu

Kaynak:

► Aytemir, M., Yalçın, M.A. (2003). ORTA GERİLİM AKIM TRANSFORMATÖRLERİ İMALATI. SAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 7. Cilt, 1. Sayı
► dentinstruments.com/blog/easy-steps-to-choosing-the-right-current-transformer
► www.midwestcurrent.com/component/easyblog/the-steps-to-choosing-the-right-current-transformer